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• Classification des composés inorganiques

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Sommaire: Classification des composés inorganiques

• Oxyde de métal (MO)
  • Familles d’atomes métalliques
  • Réactions chimiques
• Hydroxyde (MOH)
  • Familles
  • Réactions chimiques
• Oxyde de non-métal (M’O)
  • Réactions chimiques
• Oxacides (HM’O)
  • Réactions chimiques
• Hydracides (HM’)
• Sel d’hydracide (MM’)
• Sel d’oxacide (MM’O)
• Hydrogénosel (HMM’O)
• Recap

Classification des composés inorganiques

• Les composés inorganiques vont être classifiés en prenant en compte 4 critères:
  la présence de métaux, non-métaux, oxygène et/ou hydrogène.

  

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Oxyde de métal (MO)

• Formule générale: M + O2 = MO

  

  Lorsqu’un atome métallique (M) réagit avec un atome d’oxygène (O),
  il forme un composé appelé oxyde métallique (MO), oxyde de métal ou oxyde basique.

  Les oxydes sont les produits de la réaction d’oxydation entre l’oxygène et un autre élément.
  Les oxydes de métaux sont des composés de l’oxygène avec un métal.

• Exemple:
  Le magnésium, en présence de dioxygène, forme de l’oxyde de magnésium.

  

  Quelques oxydes métalliques:
  K₂O, CaO, Al₂O₃, MgO

Familles d’atomes métalliques

• Les élements de la famille Ia ont 1 électron de valence non apparié et l’oxygène en a 2:
  l’oxygène va donc se lier à deux atomes de la famille Ia — Li₂O, Na₂O, K₂O.
  Rapport: 2:1.

  

• Les éléments de la famille IIa ont 2 électrons de valence:
  l’oxygène va se lier à un atome de la famille IIa — MgO, CaO, SrO.
  Rapport: 1:1

  

• Les éléments de la famille IIIa ont 3 électrons de valence:
  il faut 2 atomes de la famille IIIa pour 3 atomes d’oxygène pour apparier tous les électrons — Al₂O₃, Ga₂O₃, In₂O₃.
  Rapport: 2:3

  

Réactions chimiques

• Les oxydes métalliques réagissent avec l’eau pour former un hydroxyde.

• L’oxygène est bien plus électronégatif que les éléments des familles Ia, IIa et IIIa,
  les liaisons des oxydes métalliques sont donc toujours ioniques (différence d’électronégativité > 1.9) — l’atome de métal devient chargé positivement tandis que l’oxygène devient chargé négativement.

  Exemples:

  En(O)  = 3,5
  En(Li) = 1,0
  En(Mg) = 1,2
  En(Al) = 1,5
  

  

• La force de la liaison ionique dans un oxyde métalliique dépend de l’électronégativité des atomes de métal et d’oxygène,
  ainsi que du nombre d’électrons transférés.

  • Les atomes de métaux ayant une électronégativité élevée, tels que l’aluminium et le silicium, forment des liaisons ioniques fortes avec l’oxygène, ce qui donne des oxydes insolubles.

  • Les atomes métalliques à faible électronégativité, tels que le sodium et le potassium, forment des liaisons ioniques relativement faibles, ce qui donne lieu à des oxydes solubles.

    De par sa polarité, l’eau est attirée par les substances ioniques et les substances polaires. Cette interaction diminue les effets électrostatiques entre les ions, et c’est la raison pour laquelle les liaisons ioniques suffisamment faibles se dissocient en ions dans l’eau — l’oxyde métallique se dissout dans l’eau.

Hydroxyde (MOH)

• Formule générale: MO + H2O = MOH

  

  Lorsqu’un oxyde métallique (MO) réagit avec l’eau (H2O),
  il forme un composé appelé hydroxyde métallique (MOH).

• Exemple:
  L’oxyde de magnésium (MgO) dans un milieu aqueux (H₂O) forme de l’hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂).

  

  Quelques hydroxydes:
  Ca(OH)₂, NaOH, Al(OH)₃, KOH

Familles

Comme pour les oxydes, on remarque des rapports stoechiométriques caractéristiques des différentes familles.

• Éléments Ia: rapport 1:1

  

• Éléments IIa: rapport 2:1

  

• Éléments IIIa: rapport 3:1

  

Réactions chimiques

• Les oxydes métalliques des familles Ia et IIa sont suffisamment réactifs
  pour pouvoir se tranformer en hydroxyde au simple contact de l’eau.

• Lorsqu’un oxyde métallique (MO) soluble est ajouté à l’eau, il se dissout en cation métallique (M^x) et en anion hydroxyde (OH^-).
  Le groupement hydroxyde (OH^-) est responsable du caractère basique de la solution obtenue, et c’est la raison pour laquelle les oxydes métalliques sont aussi appelés oxydes basiques.

  Les oxydes métalliques insolubles sont moins susceptibles de réagir avec l’eau pour former des hydroxydes, car ils ne se dissolvent pas facilement dans l’eau et les cations métalliques et les axions oxygénés ne sont pas facilement disponibles pour former de nouvelles liaisons avec les ions hydroxide.

• Exemple:
  Lorsque l’oxyde de sodium (Na2O) est ajouté à l’eau, il se dissout pour former
  de l’hydroxyde de sodium (NaOH) et des ions hydroxyde (OH^-).

  L’hydroxyde de magnésium se dissocie en ions Mg²⁺ et OH^-.

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Oxyde de non-métal (M’O)

• Formule générale: M’ + O2 = M’O

  

  Lorsqu’un non métal (M’) réagit avec un atome d’oxygène (O),
  il forme un composé appelé anhydriques, oxyde non-métallique ou oxyde acide (M’O).

  Les oxydes de non-métal sont des composés de l’oxygène avec un non-métal

• Exemple:

  

  Quelques oxydes acides:
  P₂O₅, CO₂, NO₂

Réactions chimiques

• Les anhydriques réagissent avec l’eau pour former un oxacide — un acide qui contient de l’oxygène.

Oxacides (HM’O)

• Formule générale: M’O + H2O = HM’O

  

  Lorsqu’un oxyde acide (M’O) réagit avec l’eau (H2O),
  il forme un composé appelé oxacide (HM’O).

• Exemple:

  

  Quelques oxacides:
  HlO₃, HClO₄, HNO₂

Réactions chimiques

• Les oxacides (HM’O) se dissocient en ion non métal (M’^x) et en ion H⁺ (donc un simple proton).
  Ce proton est responsable du caractère acide de la solution obtenue.
  Ils rendent les solutions acides, c’est la raison pour laquelle les oxydes de non métaux sont dits acides.

Hydracides (HM’)

• Formule générale: M’ + H2 = HM’

  

  Lorsqu’un non métal (M’) réagit avec le dihydrogène (H2), il forme un composé appelé hydracide (HM’).

• Quelques hydracides:
  HBr, HCl, H₂S

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Sel d’hydracide (MM’)

• Formule générale: HM’ + MOH = MM’ + H2O

  

  1. En milieu aqueux, les hydracides (HM’) se dissocient en ion non-métallique (M’^x)
     et en ion H⁺, responsable du caractère acide d’une solution.

     Les hydroxydes (MOH) se dissocient eux en ion métallique (M^x)
     et en ion OH^-, responsable du caractère basique d’une solution.

  2. Les ions OH^- (basique) et H⁺ (acide) se lient et forment du H₂O — une molécule d’eau.
     La solution obtenue n’est plus ni acide ni basique mais neutre, on dit qu’il s’agit d’une réaction de neutralisation.

     Les ions métalliques (M^x) et non-métalliques (M’^x) se lient également entre eux
     et forment un composé appelé sel d’hydracide (MM’), ou juste sel.

• Exemple:

  

  Quelques sels d’hydracide:
  CuCl₂, PbS, FeCl₃, PbI₂

Sel d’oxacide (MM’O)

• Formule générale: HM’O + MOH = MM’O + H2O

  

  Les oxacides (HM’O) et les hydroxydes (MOH) ont également une réaction de neutralisation
  qui forme du sel d’oxacide (MM’O) et une molécule d’eau (H2O).

• Quelques sels d’oxacide:
  Na₂SO₄, BaSO₄

Hydrogénosel (HMM’O)

• Certains anions issus d’oxacides (HM’O) peuvent être partiellement hydrogénés.
  Dans ce cas, on parle d’hydrogénosel ou sel acide.

• Quelques sels acide:
  NaHSO₄, KHS, KH₂PO₄

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Recap

Appelation	Formule	Précurseurs
Oxydes basiques	MO	M + O2
Oxydes acides	M’O	M’+ O2
Hydroxydes	HMO	MO + H2O
Oxacides	HM’O	M’O + H2O
Hydracides	HM’	M’ + H2
Sel d’hydracide (sel)	MM’	HM’ + HMO
Sel d’oxacide	MM’O	HM’O + HMO
Hydrogénosel (sel acide)	HMM’O	HM’O + HMO

Note: Le nom des fonctions chimiques des non-métaux (M’) finissent toutes par “acide”.

Quelques exemples:

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