Qu'est-ce qu'un oxyanion?
Un ion est un atome non neutre ou un ensemble d'atomes fonctionnant comme une unité. Si l'ion possède un déficit d'électrons, c'est un "cation", mais s'il a un surplus d'électrons, c'est un "anion". Lorsque l'oxygène fait partie du cation, il s'agit d'une oxycation - par exemple, l'uranyle (UO 2 ) +2 . Alternativement, si des atomes d'oxygène font partie de l'anion, il s'agit d'un oxyanion, comme dans le nitrate (-NO 3 ) -1 . Rarement, les deux ions sont oxygénés, ayant à la fois une oxycation et un oxyanion. Le nitrate d'uranyle (UO 2 ) (NO 3 ) 2 en est l'un des exemples les plus connus.
Il existe de nombreuses variétés d'oxyanion. Parmi ceux-ci figurent le sulfate (SO 4 ) -2 , l'acétate (CH 3 COO) -1 et la tellurite (TeO 3 ) -2 . Les autres types d’oxyanions comprennent le perchlorate (ClO 4 ) -1 , le phosphate (PO 4 ) -3 et le nitrate (NO 3 ) -1 .
Un oxyanion peut généralement être écrit comme un acide correspondant à partir duquel il est dérivé. Dans ce cas, nous avons les acides sulfurique, acétique, tellureux, perchlorique et nitrique. L'élimination de l'eau de ces acides donne les anhydrides - trioxyde de soufre, anhydride acétique, bioxyde de tellure, heptoxyde de chlore, pentoxyde de phosphore et pentoxyde d'azote. Notamment, les oxyanions inorganiques sont souvent constitués d'oxygène et d'un non-métal, tel que le soufre, l'azote ou le phosphore; ils peuvent cependant aussi consister en un métal et de l'oxygène.
Le dichromate et le permanganate sont deux espèces d’oxyanions contenant des métaux. Le bichromate de potassium (K 2 Cr 2 O 7 ) est souvent utilisé dans les réactions chimiques organiques en tant qu'agent oxydant; Le permanganate de potassium (KMnO 4 ) est un oxydant encore plus puissant. Lorsqu'il est combiné avec de l'acide sulfurique, il produit la substance explosive anhydride de l'acide permanganique ou heptoxyde de manganèse (Mn 2 O 7 ), selon l'équation de réaction 2 KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + Mn 2 O 7 + H 2 O. Contrairement à la nature du permanganate, certains composés d’oxyanion n’agissent pas du tout comme oxydants. Cela est dû à un certain nombre de facteurs, notamment l'électronégativité, la taille des ions, la configuration électronique et la stabilisation de la résonance.
La configuration électronique permettant la formation d’oxyanions nécessite la présence de d-coques orbitales électroniques expansibles, qui permettent des niveaux de valence atomique plus élevés. Bien que trois des halogènes, à savoir le chlore, le brome et l'iode, aient de telles coques et puissent former même des anions très oxygénés, le fluor n'en est pas. Il ne peut former qu'un seul acide oxygéné, l'acide hypofluorant, et celui-ci est tellement instable qu'il explose facilement. Un autre facteur contribuant à la formation et à la stabilité d'un oxyanion est la symétrie de résonance ionique. Le sulfate, l’une des structures les plus stables d’oxyanion, peut être tiré comme l’une des six structures de résonance équivalentes possibles, étalant en fait la charge négative sur une grande surface extérieure.