Les oxydes et les hydrures - publié le 15/02/2013

Résumé du document

Presque tous les éléments forment au moins un oxyde qui a une énergie libre de formation négative, sauf les halogènes, les gaz rares et l'azote. Les oxydes sont donc des composés très stables. Les composés les plus stables sont formés par combinaison de l'oxygène avec les éléments les plus éloignés de lui-même dans la période :

- exemple sur la deuxième période, c'est Li2O qui a l'enthalpie de formation la plus négative

Une classification très utile des oxydes peut se faire en fonction de leurs propriétés acido-basiques.

En général, tout composé qui réagit avec l'eau pour produire un excès d'ions H + est un acide, M + H2O -> H+ +...
Tout composé qui produit une déficience d'ions hydrogènes ou qui libère des ions OH- est une base.

- oxydes basiques
Des oxydes comme Na2O et BaO sont nettement basiques car ils se dissolvent dans l'eau suivant les réactions.

Produisent ions OH- Na2 O (s) + H2O = 2Na+ (aq) + 2OH- (aq)
Ba O (s) + H2O = Ba 2+ (aq) + 2OH- (aq)

On met (aq) car ces ions sont solvatés par des molécules d'eau.

Nombre d'oxydes sont insolubles dans l'eau, mais se dissolvent dans des solutions acides.

Réagissent avec un acide Mn O (s) + 2H + (aq) = M 2+ (aq) + H2O
Ni O (s) + 2H + (aq) = Ni 2+ (aq) + H2O

Tous ces oxydes, qu'ils produisent des ions OH -, ou qu'ils réagissent avec un acide sont considérés comme basiques.

- oxydes acides
Il y a des oxydes qui sont acides : SO3 et P4O10 réagissent tous deux avec l'eau pour produire
des ions H+.

Produisent Ions H+ SO3 (s) + H2O = H+ (aq) + HSO4- (aq)
P4O10 (s) + 6H2O = 4H+ (aq) + 4H2PO4- (aq)

(...)

Extraits

[...] Si on regarde comment varient les caractères acide et basique des oxydes dans le tableau périodique des éléments, il apparaît que les éléments de la partie gauche du tableau donnent des oxydes basiques, tandis que les éléments de la partie droite donnent des oxydes acides. Les oxydes amphotères de Be, Al, Ga, Sn et Pb se trouvent entre les deux groupes. Dans une période, l'acidité des oxydes augmente avec le numéro atomique, et dans un groupe (ou colonne) l'acidité des oxydes décroît lorsque le numéro atomique augmente. En résumé, les oxydes des métaux sont généralement basiques ou amphotères, ceux des non-métaux acides, et ceux des semi-métaux faiblement acides. [...]

[...] Des données expérimentales indiquent que les hydrures des éléments des groupes 1 et 2 contiennent l'ion hydrure H-. Il est intéressant de comparer les énergies de formation de l'ion hydrure avec celle de l'ion fluorure. E dissociation Affinité Electr. H2 = H = 52 Kcal 217.4 KJ = H = Κcal - 71.1 KJ H + e H2 + = = +35 Kcal + 146.3 KJ 3 E dissociation Affinité Electr. F2 = F = 18.5 Kcal 77.3 KJ = F = 80.5 Κcal - 336.5 KJ F + e F2 + = = -62 Kcal - 259.2 KJ La formation de l'ion hydrure gazeux est donc un processus endothermique, tandis que celle de l'ion fluorure, ou de tout autre ion halogénure gazeux est un processus exothermique. [...]

[...] Pour la colonne 17 HF HCl HBr HI Teb 19.5 - 84.9 - 66.8 35.4 Si l'hydrogène est lié à un atome très électronégatif, il forme une liaison faible avec un autre atome électronégatif porteur d'un doublet non liant. Cette interaction, appelée liaison hydrogène, est plus faible que la plupart des liaisons chimiques car son énergie de dissociation n'est que de 29.3 KJ. Mais par ailleurs, elle est beaucoup plus forte que les simples forces intermoléculaires de Van Der Waals. [...]

[...] Les hydrures covalents Les éléments représentatifs des groupes et 17, ainsi que le bore groupe forment des hydrures moléculaires volatils où les liaisons avec l'hydrogène sont surtout covalentes ((B2H6, CH4, H2S, NH3, HCl ) (HF Teb : 19.5 Dans le tableau périodique des éléments, les énergies de liaison H X des hydrures augmentent le long de n'importe quelle période et diminuent dans toutes colonnes lorsque le numéro atomique augmente. Cette tendance des énergies de liaison rend compte de l'instabilité des hydrures des éléments lourds des groupes 14 et 15. Les composés PbH4 et BiH3 sont si instables qu'on ne les a jamais décelés qu'à l'état de traces. [...]

[...] III As2O5 acide V 2 Ajoutons qu'en général, les éléments métalliques forment des oxydes ioniques, solides dans les conditions normales de température et de pression, dans lesquels les liaisons M O sont ioniques, alors que les non-métaux donnent des oxydes qui se composent généralement de petites molécules covalentes distinctes, à l'état gazeux ou solide volatil dans les conditions normales de température et de pression. Les oxydes ioniques ont tendance à être basiques ou amphotères alors que les oxydes moléculaires sont plutôt acides. II Les hydrures ou composés hydrogénés Exemples : LiH , BeH2, B2H CH NH H2O , HF Les enthalpies de formation indiquent que l'hydrogène forme des composés énergétiquement stables avec les éléments très peu électronégatifs des groupes 1 et ainsi qu'avec les éléments très électronégatifs des groupes 16 et 17. [...]