Oxyde

Définition

Un oxyde est un composé chimique acide résultant de l'association d'un corps, avec au moins un atome d'oxygène et un atome d'un autre élément. Les oxydes sont des composés oxygénés d'un élément dans lequel il a le nombre d'oxydation -2. La plupart des oxydes se forment lorsque des substances inflammables réagissent avec l'oxygène (origine du mot oxydation) : lorsqu'elles sont oxydées, elles libèrent des électrons à l'oxygène oxydant, formant des oxydes.

L'effet de la rouille, de l'oxyde ferrique :

Une porte oxydée est recouverte d'une couche d'oxyde ferrique appelée rouille qui n'est pas imperméable à l'oxydation.

Explications

Par exemple : des oxydes de carbone (monoxyde de carbone : CO; dioxyde de carbone : CO₂). Voir aussi le peroxyde.

L'atome d'oxygène a normalement un état d'oxydation (-2). Il existe une grande variété d'oxydes, qui existent dans les trois principaux états d'agrégation de la matière : solide, liquide et gazeux, à température ambiante. Presque tous les éléments forment des combinaisons stables avec l'oxygène et beaucoup dans divers états d'oxydation. En raison de cette grande variété, les propriétés sont très diverses et les caractéristiques de la liaison varient du solide ionique typique aux liaisons covalentes.

Par exemple oxydes d'oxyde nitrique NO ou de dioxyde d'azote NO₂. Les oxydes sont très communs et variés dans la croûte terrestre. Les oxydes non métalliques sont également appelés anhydrides, car ce sont des composés qui ont perdu une molécule d'eau dans leurs molécules. Les métaux peuvent être mélangés avec de l'oxygène O. Par exemple, lorsque le dioxyde de carbone est hydraté dans certaines conditions, l'acide carbonique peut être obtenu : CO₂ + H₂O → H₂CO₃.

En général, les acides peuvent être synthétisés directement par des processus d'oxydation; par exemple, des oxydes basiques à éléments métalliques (alcalins, alcalino-terreux ou de transition) tels que le magnésium : 2Mg + O₂ → 2 MgO.

Ou des oxydes d'acides avec des éléments non métalliques, tels que le phosphore : P₄ + 5O₂ → 2P₂O₅.

En principe, toute connexion d'un élément avec de l'oxygène s'appelle un oxyde. Une exception sont les composés d'oxygène et de fluor. Puisque l'oxygène dans ceux-ci a un nombre d'oxydation positif et le fluor le nombre d'oxydation négative, ces composés ne sont pas appelés des oxydes de fluor, mais des fluorures d'oxygène.

Selon le partenaire de liaison, deux groupes d'oxydes se distinguent en chimie :

• Les oxydes métalliques (oxydes ioniques, analogues au sel) ou liés par covalence, les oxydes de métaux communs réagissent avec l'eau pour former des bases.
• Les oxydes non métalliques : ceux-ci sont moléculaires, généralement volatils et réagissent avec l'eau pour former des acides.

Selon leur composition stoechiométrique, on distingue les monoxydes, les dioxydes, les trioxydes, les tétroxydes, les pentoxydes tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde de chlore et le trioxyde de soufre. La majeure partie de la croûte et du manteau de la Terre est constituée d'oxydes (principalement de silice (quartz) et de sels qui en dérivent, de silicates et d'alumine). L'eau appartient également au groupe des oxydes. L'oxyde d'éthylène est un exemple d'oxyde organique.

Noms (classification)

Les oxydes peuvent être nommés en fonction du nombre d'atomes d'oxygène dans l'oxyde (nomenclature systématique), dans le cas d'oxydes d'acides. Les oxydes qui ne contiennent qu'un seul oxygène sont appelés oxyde ou monoxyde; ceux qui contiennent deux atomes d'oxygène, le dioxyde; trois, trioxyde; quatre, le tétraoxyde; et ainsi de suite en suivant les préfixes numériques grecs.

Ils peuvent également être nommés en utilisant d'autres nomenclatures :

• Nomenclature Stock-Werner : où le numéro d'oxydation de l'élément oxydé est indiqué, avec des chiffres romains. Elle est utilisé pour les oxydes basiques et les oxydes d'acides; par exemple avec l'azote : N₂O = oxyde d'azote (I).
• Nomenclature traditionnelle : elle est utilisée pour les oxydes basiques, pas les oxydes acides. Par exemple avec le soufre : SO₂ = dioxyde de soufre.
• Il existe deux autres types d'oxyde : le peroxyde et le superoxyde. Les deux comptent comme des oxydes mais ont des états d'oxydation différents et réagissent de diverses manières par rapport aux autres oxydes. Par exemple avec l'hydrogène : H₂O₂ = Peroxyde d'hydrogène.

On peut aussi parler de protoxyde, qui est une manière d'appeler des oxydes communs (ou de travailler avec -2) lorsque l'élément oxydé travaille avec son état d'oxydation minimum.

⭐ Voir aussi l'ozone, le gaz carbonique (dioxyde de carbone).

Types

Selon la stoechiométrie du composé, il existe :

• des oxydes binaires, formés par l'oxygène et un autre élément.
• des oxydes mixtes, formés par deux éléments différents et de l'oxygène comme les spinelles.

Compte tenu du comportement chimique, il existe trois types d'oxydes : les oxydes basiques, les oxydes acides et les oxydes amphotères, bien qu'ils ne soient pas très courants dans la nature :

• Les oxydes basiques sont formés avec un métal plus l'oxygène, les oxydes des éléments moins électronégatifs tendent à être basiques. Ils étaient aussi appelés autrefois anhydrides basiques; car en ajoutant de l'eau, ils peuvent former des hydroxydes basiques. Par exemple : Na₂O + H₂O → 2 Na(OH).
• Les oxydes d'acide sont ceux formés avec un non-métal + oxygène, les oxydes des éléments plus électronégatifs ont tendance à être acides. On les appelait autrefois aussi anhydrides d'acides (nomenclature désaffectée); puisqu'ils ajoutent de l'eau, ils forment des oxacides. Par exemple : CO₂ + H₂O → H₂CO₃.
• Les oxydes amphotères sont formés lorsqu'un élément amphotère participe au composé. Les amphotères sont des oxydes qui peuvent agir comme acide ou base en fonction de qui ils réagissent. Son électronégativité tend à être neutre et stable, a bas points de fusion et divers usages. Un exemple est l'oxyde d'aluminium.

Certains oxydes ne montrent pas de comportement en tant qu'acide ou base.

Les oxydes des éléments chimiques dans leur état d'oxydation le plus élevé sont prévisibles et la formule chimique peut être dérivée du nombre d'électrons de valence pour cet élément. Même la formule chimique de l'ozone est prévisible en tant qu'élément du groupe 16. Une exception est le cuivre pour lequel l'oxyde de l'état d'oxydation le plus élevé est l'oxyde de cuivre (II) et non l'oxyde de cuivre (I). Une autre exception est le fluor qui n'existe pas, comme prévu, en tant que F₂O₇ mais en tant que OF₂ avec l'élément électronégatif le moins prioritaire.

Le pentaoxyde de phosphore, troisième exception, n'est pas représenté correctement par la formule chimique P₂O₅ mais par P₄O₁₀ puisque la molécule est un dimère.

En rapport avec "oxyde"

• alcoolat

  

  L'alcoolat est un composé formé à partir d'un alcool par le remplacement de l'hydrogène du groupe hydroxyle par un métal.

• diméthylsulfoxyde

  

  Le diméthylsulfoxyde (DMSO) est un produit d'oxydation du diméthylsulfure.

• dioxyde

  

  Le dioxyde est un anion de double oxyde, un composé chimique avec deux atomes d'oxygène, de formule O2- dans chaque molécule.

• dioxyde de carbone

  

  Le dioxyde de carbone (CO2, gaz carbonique ou anhydride carbonique) est un gaz de carbone oxydé dont les atomes sont attirés par l'oxygène.