Un oxyde ^{[ 1 ] , [ 2 ]} est un compose de l' oxygene avec un element moins electronegatif que lui, c'est-a-dire tous sauf le fluor ^{[ a ]} et lui-meme. Le terme ≪ oxyde ≫ designe egalement l' ion oxyde O ^2? .

Un oxyde contenant une proportion d'oxygene moins elevee ou plus elevee qu'un oxyde normal est appele respectivement sous-oxyde ^{[ 3 ]} ou peroxyde ^{[ 4 ] , [ 5 ] , [ 6 ]} .

Description [ modifier | modifier le code ]

De maniere generale, on definit un oxyde comme un compose chimique constitue d' oxygene avec un autre element chimique moins electronegatif que lui.

Par exemple, la rouille est de l'oxyde de fer et le corindon est de l'oxyde d' aluminium . La plupart des mineraux connus sur Terre sont en fait des oxydes et ils sont tres repandus dans l'univers. Beaucoup d'oxydes ont une grande importance : le plus important d'entre eux est le monoxyde de dihydrogene, H ₂ O , qui n'est autre que l' eau .

Selon le compose associe a l'oxygene et son degre d'oxydation, l'oxyde est moleculaire (eau, dioxyde de carbone) ou cristallin avec une structure qui varie d'une forte ionicite (Na ₂ O, CaO) a des solides semi-conducteurs (FeO).

Les oxydes ont une structure, en general, cristalline, bien que certains soient amorphes (comme le verre , forme amorphe du dioxyde de silicium ). Dans les oxydes cristallises, les liaisons entre les atomes sont partiellement ioniques , partiellement covalentes et partiellement metalliques (surtout pour les degres d'oxydation faibles des metaux de transition ). Par simplification, on considere souvent des liaisons purement ioniques.

Une propriete importante des oxydes est leur comportement vis-a-vis de l'eau. Beaucoup reagissent avec l'eau pour donner des acides (d'autant plus forts que l'element associe a l'oxygene est electronegatif ou fortement oxyde, le cas extreme etant represente par l' acide perchlorique HClO ₄ mais on trouve aussi l' acide sulfurique H ₂ SO ₄ ), de l'autre cote on trouve des oxydes basiques avec en tete les oxydes alcalins , en particulier Na ₂ O qui reagit avec l'eau pour donner NaOH : la soude caustique fortement basique (ne pas confondre avec la soude Na ₂ CO ₃ ) et, entre les deux, on trouve les oxydes amphoteres comme CuO ou Al ₂ O ₃ qui selon le contexte se comportent comme les oxydes acides ou comme les oxydes basiques.

En metallurgie , les oxydes (plus generalement des composes d'acide a base d'oxygene comme les carbonates, sulfates et autres) sont le point de depart de la production de metal par reduction pour la plupart des metaux a l'exception notable du sodium prepare a partir de son chlorure . Voir electrochimie pour plus de details.

Presque tous les metaux forment des oxydes au contact du dioxygene ^{[ b ]} . Du fait de son agressivite, le dioxygene les recouvre d'une fine couche d'oxyde. Cette couverture peut avoir pour effet de proteger le metal sous-jacent et on parle alors de passivation , ou au contraire representer une vulnerabilite comme dans le cas du fer .

Enfin les oxydes font partie plus generalement de la famille des composes de l'oxygene au meme titre que les peroxydes , les superoxydes et les ozonures .

Lien avec la notion d'oxydation [ modifier | modifier le code ]

L'origine de la notion d' oxydation est due a l' electronegativite elevee de l' oxygene (depassee uniquement par le fluor ) et de sa situation d'element le plus abondant sur la croute terrestre . On considere formellement que dans les composes de l'oxygene avec l'element il y a un transfert total d'electrons entre cet element et l'oxygene de telle sorte que celui-ci ait la charge -2e. Le nombre d'oxydation de l'element est alors la charge du cation obtenu pour realiser cette condition.

Nomenclature [ modifier | modifier le code ]

Quand il existe differents oxydes d'un meme element E, on ajoute un prefixe au mot oxyde . Ce prefixe caracterise le rapport n _O / n _E des nombres d'atomes d'oxygene et de l'element E (de formule chimique E _{n E} O _{n O} ) :

n O / n E	Prefixe
1/2	hemi
1	mon
3/2	sesqui [ 7 ] (ou hemitri)
2	di
5/2	hemipent (ou hemipenta)
3	tri
7/2	hemihept (ou hemihepta)
4	tetr (ou tetra)
5	pent (ou penta)

Exemples [ modifier | modifier le code ]

Oxydes metalliques  :

• Na ₂ O  : oxyde de sodium (seul oxyde possible) ;
• MgO : oxyde de magnesium (seul oxyde possible) ;
• Cr ₂ O ₃  : sesquioxyde de chrome ( n _O / n _Cr = 3/2) ;
• CrO ₃  : trioxyde de chrome ( n _O / n _Cr = 3).

Oxydes non-metalliques :

• Cl ₂ O  : monoxyde de dichlore ou hemioxyde de chlore ( n _O / n _Cl = 1/2) ;
• B ₂ O ₃  : sesquioxyde de bore ( n _O / n _B = 3/2) ;
• P ₂ O ₃  : sesquioxyde de phosphore ( n _O / n _P = 3/2) ;
• P ₂ O ₅  : hemipentoxyde de phosphore ( n _O / n _P = 5/2) ;
• (CH ₃ ) ₃ NO  : oxyde de trimethylamine (seul oxyde possible) ;
• SiO ₂  : dioxyde de silicium (silice) ( n _O / n _Si = 2) ;
• SiO : monoxyde de silicium ^{[ 8 ]} ( n _O / n _Si = 1).

Preparation [ modifier | modifier le code ]

A partir de l'etat naturel, il est souvent inutile de faire reagir chimiquement un oxyde et un simple traitement physique sert a isoler l'oxyde. Les traitements chimiques servent plus souvent a separer les metaux dans les oxydes multiples qu'a obtenir l'oxyde a partir d'un compose, meme si cette operation est souvent realisee avec les sulfures metalliques de fer et de cuivre en particulier.

En laboratoire, on peut precipiter l'oxyde du metal directement (rarement) ou en deux etapes l'hydroxyde ou le carbonate du metal et recuperer l'oxyde par grillage et elimination d'eau ou de CO ₂ .

Utilisations [ modifier | modifier le code ]

En tant que materiaux [ modifier | modifier le code ]

Beaucoup d'oxydes ont des proprietes interessantes comme :

• semi-conducteurs  : oxyde de fer(II) (FeO) ;
• supraconducteurs  : oxydes mixte de baryum, de cuivre et d'yttrium (YBa ₂ Cu ₃ O _7-δ ) ;
• refractaires  : oxyde de cerium(IV) (CeO ₂  ; point de fusion de 2 400  °C ), alumine (Al ₂ O ₃ ), oxyde de magnesium (MgO) ;
• colorants  : dioxyde de titane (TiO ₂ ), blanc pour la peinture, divers oxydes de chrome entre autres pour le verre ;
• catalyseurs  : alumine, zeolithes a base de silice SiO ₂ , oxydes de platine ( catalyseur d'Adams ,  etc. ) ;
• materiaux composites, ceramique, ciments et verres : surtout la silice dans les verres, le calcaire ou la calcite (CaCO ₃ ) dans les ciments ;
• combustibles dans les centrales nucleaires (sous forme d'oxydes parce qu'ils sont plus maniables sous cette forme, l' uranium reagissant spontanement avec l'air au-dela d'une certaine temperature).

Dans des reactions chimiques [ modifier | modifier le code ]

• Preparation de metaux :
  • fer a partir de Fe ₂ O ₃ et Fe ₃ O ₄ (voir siderurgie )

    

     ;
  • aluminium a partir d’ alumine (Voir reduction electrolytique de l'aluminium ) ;
  • hydrogene a partir de l’eau ;
  • et beaucoup d’autres metaux parmi lesquels l’ uranium , le tungstene , le molybdene , l’ etain , le titane (en passant par TiCl ₄ ), le silicium .
• Reactions en chimie organique  :
  • reactions d’addition d’organometalliques sur CO ₂ ou des cetones  ;
  • reaction avec SO ₃ pour produire des sulfones  ;
  • reaction d’oxydation par MnO ₄ ^? , CrO ₃  ;
  • deshydratation par P ₂ O ₅  ;
  • catalyse, en particulier l’alumine et les zeolithes .
• En chimie minerale  :
  • avec l’eau pour produire des oxoacides comme SO ₃ + H ₂ O → H ₂ SO ₄  ;
  • production de bases fortes Na ₂ O ;
  • agents oxydants /transporteurs d’oxygene : oxydes d’azote, acide nitrique , permanganate , perchlorates (voir explosifs ) ;
  • agents colorants des feux d’artifice (oxydes metalliques).
• En biologie :
  • l’acide phosphorique a base d’oxyde de phosphore joue un role d’extreme importance en tant qu’element de la structure de la molecule d’ ADN et des transporteurs d’energie comme l’ ADP  ;
  • on a constate que les cellules tueuses de notre systeme immunitaire secretaient du monoxyde d’azote pour tuer leur victime.

Aspect environnemental [ modifier | modifier le code ]

Du fait de leur pouvoir oxydant , de leur reaction avec l'eau ou de leur structure, certains oxydes peuvent poser des problemes environnementaux, dont :

• l' effet de serre  : dioxyde de carbone et eau  ;
• la pollution atmospherique nocive : oxydes d'azote , oxydes de soufre  ;
• la pollution des eaux (rejets miniers acides, contamination par des nitrates ).

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Notes [ modifier | modifier le code ]

References [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Conduction electrique dans les oxydes cristallins
• Oxygene
• Oxyde parfait
• Oxyde mixte

Liens externes [ modifier | modifier le code ]

• Propriete des oxydes , sur sbeccompany.fr

• Ressource relative a la sante  :
  • Medical Subject Headings
• Notices dans des dictionnaires ou encyclopedies generalistes  :

  • Britannica
  • Den Store Danske Encyklopædi
  • Treccani
• Notices d'autorite  :

  • BnF ( donnees )
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