Óxidos metálicos
Los óxidos metálicos son compuestos de un metal y oxígeno que suelen comportarse como bases al reaccionar con agua y ácidos.
Los óxidos metálicos, también llamados óxidos básicos, son compuestos binarios formados por un metal y oxígeno. Se producen cuando un metal reacciona con el oxígeno, como en la oxidación del hierro o en la combustión de una cinta de magnesio, y suelen comportarse como bases: al reaccionar con agua forman hidróxidos y con los ácidos dan sales. Son la base de pigmentos, cerámicas, cementos y minerales de los que se extrae la mayoría de los metales.
¿Qué son los óxidos metálicos?
Un óxido es un compuesto del oxígeno con otro elemento, en el que el oxígeno actúa con número de oxidación −2. Si el otro elemento es un metal, tenemos un óxido metálico; si es un no metal, un óxido no metálico (o ácido), como el CO₂ o el SO₃. La diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y los metales es grande, por lo que en la mayoría de los casos el enlace es iónico: el metal forma un catión y el oxígeno el ion óxido (O²⁻).
La fórmula general es M₂Oₙ (o MO), según la valencia del metal. Por ejemplo, el sodio, con valencia 1, forma Na₂O; el calcio, con valencia 2, forma CaO; y el aluminio, con valencia 3, forma Al₂O₃. Se puede repasar el concepto de valencia antes de formular.
Cómo se forman
La vía más habitual es la reacción directa entre el metal y el oxígeno, a menudo con ayuda de calor:
Es una reacción de oxidación: el metal pierde electrones y el oxígeno los gana. También se obtienen por descomposición térmica de carbonatos (CaCO₃ → CaO + CO₂) o de hidróxidos, y por tostación de sulfuros metálicos.
Propiedades
- Estado y estructura: sólidos cristalinos a temperatura ambiente, con redes iónicas muy estables.
- Puntos de fusión elevados: el MgO funde a unos 2850 °C y el Al₂O₃ a unos 2070 °C, por lo que se usan como refractarios.
- Carácter básico: los de los metales alcalinos y alcalinotérreos reaccionan con agua y dan hidróxidos.
- Insolubilidad: muchos son poco solubles en agua, salvo los de los grupos 1 y 2.
- Color: varía mucho; los de metales de transición aportan color (el Fe₂O₃ es rojo, el CuO negro, el Cu₂O rojo).
Su reacción con el agua y con los ácidos es la que los define como básicos:
Las disoluciones resultantes tienen pH básico, como corresponde a la teoría de ácidos y bases.
Tipos de óxidos metálicos
| Tipo | Comportamiento | Ejemplos |
|---|---|---|
| Básicos | Reaccionan con agua dando hidróxidos y con ácidos dando sales | Na₂O, CaO, MgO, FeO, CuO |
| Anfóteros | Reaccionan tanto con ácidos como con bases | Al₂O₃, ZnO, PbO |
| Mixtos | Combinan dos óxidos del mismo metal | Fe₃O₄ (FeO·Fe₂O₃), Pb₃O₄ |
| Ácidos (metales con valencia alta) | Se comportan como ácidos | CrO₃, Mn₂O₇ |
Nomenclatura
Según las recomendaciones de la IUPAC, existen tres sistemas, descritos en la nomenclatura química:
| Fórmula | Sistemática | Stock | Tradicional |
|---|---|---|---|
| Na₂O | Monóxido de disodio | Óxido de sodio | Óxido sódico |
| FeO | Monóxido de hierro | Óxido de hierro(II) | Óxido ferroso |
| Fe₂O₃ | Trióxido de dihierro | Óxido de hierro(III) | Óxido férrico |
| Cu₂O | Monóxido de dicobre | Óxido de cobre(I) | Óxido cuproso |
| Al₂O₃ | Trióxido de dialuminio | Óxido de aluminio | Óxido alumínico |
Ejemplos y aplicaciones
- Óxido de hierro (Fe₂O₃, hematita): principal mena de hierro y pigmento rojo; el herrumbre es una mezcla hidratada de óxidos de hierro y se estudia en la corrosión.
- Óxido de aluminio (Al₂O₃, alúmina): mineral corindón; las gemas rubí y zafiro son corindón con trazas de otros elementos. Se usa como abrasivo y cerámica técnica.
- Óxido de calcio (CaO, cal viva): materia prima de la cal, del cemento y de la siderurgia.
- Óxido de magnesio (MgO): material refractario y antiácido.
- Óxido de zinc (ZnO): protectores solares, pomadas y caucho.
- Dióxido de titanio (TiO₂): pigmento blanco de pinturas y fotocatalizador en células solares.
Ejercicios resueltos
1. Nombra y formula: (a) óxido de hierro(III); (b) Cu₂O.
(a) Hierro con valencia 3 y oxígeno con 2: se cruzan las valencias y resulta Fe₂O₃. (b) Dos átomos de cobre con un oxígeno implican cobre con valencia 1: óxido de cobre(I) (óxido cuproso).
2. Ajusta la reacción Al + O₂ → Al₂O₃.
Hay 3 átomos de O por fórmula, pero O₂ aporta 2. El mínimo común múltiplo de 2 y 3 es 6: se necesitan 3 O₂ para formar 2 Al₂O₃, lo que requiere 4 Al. Ecuación ajustada: 4 Al + 3 O₂ → 2 Al₂O₃.
3. ¿Qué masa de MgO se obtiene al quemar 12 g de magnesio? (Mg = 24; O = 16.)
Reacción: 2 Mg + O₂ → 2 MgO. Moles de Mg = 12/24 = 0,5 mol. Por la estequiometría 2:2, se forman 0,5 mol de MgO, de masa molar 40 g/mol. Masa = 0,5 × 40 = 20 g de MgO.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se llaman óxidos básicos?
Porque al reaccionar con el agua forman hidróxidos, que son bases, y porque neutralizan los ácidos dando sal y agua. Es el comportamiento típico de los óxidos de los metales.
¿Qué diferencia hay entre óxido metálico y óxido no metálico?
El metálico tiene un metal y suele ser iónico y básico; el no metálico tiene un no metal, es covalente y, al reaccionar con agua, da ácidos. Comparar el CaO con el CO₂ lo ilustra.
¿Qué es un óxido anfótero?
Uno que puede actuar como base frente a un ácido y como ácido frente a una base fuerte. Ocurre con el óxido de aluminio y el de zinc.
¿La herrumbre es un óxido?
Sí. Es principalmente óxido de hierro(III) hidratado, que se forma cuando el hierro reacciona con oxígeno y humedad. Al ser poroso y poco adherente, no protege al metal que hay debajo.
¿Por qué el aluminio no se oxida tanto como el hierro?
Porque su óxido forma una capa fina, compacta y adherente que aísla el metal del aire. Es una capa pasivante, que frena la oxidación del resto.
Referencias
- Housecroft, C. E. y Sharpe, A. G. Química inorgánica. Pearson.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- Brown, T. L., LeMay, H. E. y Bursten, B. E. Química: la ciencia central. Pearson.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Óxidos metálicos». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/oxidos-metalicos/
