Diferenças Entre o Oxigênio e os Demais Elementos

Diferenças entre o Oxigênio e os demais elementos

O Oxigênio difere dos demais elementos do grupo por ser mais eletronegativo e mais iônico em seus compostos.

A ausência de estados de oxidação mais elevados e a limitação a NC=4 levam a limitação do número de elétrons no segundo nível a oito, podendo assim utilizar os orbitais p[pic 1][pic 2] para formar ligações duplas fortes. Os demais elementos possuem NC=6, e por utilizarem os orbitais d, podem formar ligações duplas,mas estas se tornam mais fracas à medida que aumenta o número atômico.

Propriedades gerais dos óxidos

Praticamente todos os elementos do grupo reagem com o Oxigênio formando óxidos.

Os óxidos podem ser classificados de acordo com a sua estrutura geométrica ou propriedades químicas. Em relação a sua geometria são classificados em normais, peróxidos ou subóxidos.

• Óxidos normais:

O Nox de M pode ser deduzido utilizando a fórmula MxOy,  considerando o oxigênio com Nox (-II). Esses óxidos contém ligações M-O,como H2O,MgO e Al2O3.

• Peróxidos:

Contém uma quantidade maior de oxigênio do que o esperado a partir do Nox de M.

Alguns são iônicos e contém o íon peróxido O22-, como Na2O2 e BaO2. Outros são covalentes e possuem em sua estrutura o grupo –O-O-,como o H2O2.

Os peroxo-compostos são agentes oxidantes fortes e são hidrolisados pela água formando H2O2:

H2SO5  + H2O → H2SO4 + H2O2

• Subóxidos:

Contém uma quantidade menor de oxigênio do que o esperado a partir do Nox de M.

 *** Os óxidos também podem ser classificados em relação as suas propriedades ácido-base, podendo ser ácidos, básicos, anfóteros ou neutros.

• Óxidos ácidos:

Os óxidos dos elementos não-metálicos são geralmente covalentes,ocorrendo como moléculas discretas(CO2,NO,SO2,CL2O) e apresentam baixos P.F. e P.E.Outros como B2O3 e SiO2,formam “moléculas gigantes” e têm P.F. elevados.

Todos têm caráter ácido.

B2O3 + 3H2O → 2H3BO3

N2O5 + H2O → 2HNO3

P4O10 + 6H2O → 4H3PO4

SO3 + H2O → H2SO4

Nos casos em que o elemento pode existir em mais de um estado de oxidação, como N2O3, N2O5, SO2 e SO3, o elemento que se encontra no estado de oxidação mais elevado é o mais ácido. N2O5 contém o N(+III) e o N2O5 contém o N(+V). O HNO3 é um ácido mais forte que o HNO2.

N2O5 + H2O → 2HNO3

N2O3 + H2O → 2HNO2

Portanto, quanto maior o estado de oxidação do átomo central,mais ele atrairá os elétrons para si,enfraquecendo as ligações O-H e facilitando a liberação de íons H+.

• Óxidos básicos:

Os óxidos metálicos são geralmente básicos, iônicos e contém o íon O2-.

A formação de um óxido iônico requer uma grande quantidade de energia, pois a molécula de O2 precisa ser dissociada e a energia requerida para formar O2- (afinidade eletrônica) é grande. Isso explica porque possuem elevados pontos de fusão. Em solução, o íon O2- é convertido em OH-.

Na2O + H2O → 2NaOH

Muitos óxidos de metais com fórmulas M2O3 e MO2, mesmo sendo iônicos, não reagem com água, mas reagem com ácidos formando sais, sendo então, básicos. Dentre esses casos, podemos citar: Tl2O3, Bi2O3 e ThO2.

Quando um metal pode existir em mais de um estado de oxidação, formando mais de um óxido, aquele com estado de oxidação mais baixo é o mais iônico e o mais básico.

Assim, CrO é básico, Cr2O3 é anfótero e CrO3 é ácido.

• Óxidos anfóteros:

Muitos metais formam óxidos anfóteros, ou seja, que reagem tanto com ácidos fortes como bases fortes. Como exemplo: BeO, Al2O3, Ga2O3, SnO, PbO e ZnO.

Al2O3  + 6HCl → 2Al3+ + 6Cl- + 3H2O

Al2O3 + 2OH- + 3H2O → 2[Al(OH)4]-

PbO + OH- → [PbO. OH]-

• Óxidos neutros:

São poucos óxidos covalentes que não apresentam características nem básicas nem ácidas. Podem ser citados: N2O, NO, CO.