Óxidos, Hidróxidos y su Nomenclatura: Reacciones y Propiedades

Óxidos: Definición y Clasificación

Los óxidos son compuestos que se forman a partir de la reacción del oxígeno con ciertos elementos de la tabla periódica. Según el tipo de elemento que se combine con el oxígeno, podemos clasificarlos en óxidos básicos (formados con metales) y óxidos ácidos (formados con no metales).

Óxidos Básicos

Los óxidos básicos son compuestos binarios que resultan de la reacción del oxígeno con un elemento metálico. Esta reacción está frecuentemente asociada a los procesos de corrosión de los metales cuando están expuestos al oxígeno del medio ambiente. En la corteza terrestre, los metales se encuentran comúnmente en forma de óxidos, como el hierro (presente en la hematita y la magnetita) y el aluminio (presente en la bauxita y la gibsita).

Por ejemplo, cuando el hierro metálico del acero en ciertas estructuras reacciona con el oxígeno del aire, se forma una capa de un polvo rojizo conocido como herrumbre, que es el óxido de hierro u óxido férrico.

Los metales reaccionan con el oxígeno de diferentes maneras:

1. Oxidación rápida: Ocurre en metales con alta afinidad por el oxígeno, como el litio (Li), el potasio (K) y el sodio (Na).
2. Oxidación progresiva: Como en el caso del hierro (Fe).
3. No reaccionan o reaccionan mínimamente: A condiciones normales de presión y temperatura, metales como la plata (Ag) y el oro (Au), conocidos como metales nobles, presentan una baja reactividad con el oxígeno.

Óxidos Ácidos

Los óxidos ácidos son compuestos binarios que se forman al reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Un ejemplo común es la quema de materia orgánica (compuesta principalmente por carbono), que al reaccionar con el oxígeno produce dióxido de carbono o monóxido de carbono, dependiendo de si la reacción es completa o incompleta.

Los procesos de combustión están directamente relacionados con la reacción del oxígeno con elementos o compuestos combustibles, como el carbono y el azufre, bajo la aplicación de calor.

Hidróxidos o Bases

Los hidróxidos, también conocidos como bases o álcalis, son compuestos ternarios formados por un metal, hidrógeno y oxígeno. Se producen por la combinación del agua con un óxido básico. Se caracterizan por contener el radical oxidrilo o hidroxilo (OH), que tiene una valencia de oxidación de -1.

Propiedades de los Hidróxidos

• Son sustancias que aceptan o reciben protones.
• Resultan de la combinación de un óxido básico con el agua.
• En solución, producen iones hidroxilo.
• Son electrolitos, es decir, conducen la corriente eléctrica.
• Los hidróxidos solubles en agua liberan aniones hidroxilo al entrar en contacto con ella.
• Tienen un sabor amargo.
• Son cáusticos para la piel y el organismo.

Nomenclatura de los Óxidos e Hidróxidos

Existen tres tipos principales de nomenclatura:

1. Nomenclatura IUPAC: Este sistema utiliza prefijos y sufijos específicos para nombrar los elementos que componen el compuesto. Las siglas IUPAC significan Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (en inglés, International Union of Pure and Applied Chemistry).
2. Nomenclatura STOCK: Esta nomenclatura indica la valencia del elemento metálico o no metálico. Se utiliza la palabra "óxido" seguida del nombre del elemento, y se indica la valencia del elemento en números romanos entre paréntesis, especialmente si el elemento tiene más de una valencia.
3. Nomenclatura Estequiométrica: Este sistema se basa en el número de átomos presentes en la fórmula del compuesto. Se utiliza un prefijo que indica la cantidad de átomos de oxígeno (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona) seguido de la palabra "óxido", y luego se añade un prefijo que indica la cantidad de átomos del metal o no metal, excepto cuando es uno (mono).

Ejemplos de Óxidos en Minerales

• Hematita: Es un mineral compuesto de óxido férrico, con fórmula química Fe₂O₃.
• Magnetita: Es un mineral de hierro compuesto por óxido ferroso-diférrico, con fórmula química Fe₃O₄.
• Bauxita: Es una roca sedimentaria que puede ser blanda o dura, compuesta por óxidos de aluminio hidratados, cuya fórmula es AlO₃(OH).

Descomposición Térmica del Carbonato de Calcio

La termólisis es una reacción en la que un compuesto se descompone en al menos dos sustancias diferentes al ser sometido a un aumento de temperatura. En el caso del carbonato de calcio (CaCO₃), este se descompone en óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono (CO₂). La temperatura necesaria para la descomposición térmica del carbonato de calcio es de aproximadamente 700 °C, y el proceso se completa en aproximadamente dos horas.