Dê a nomenclatura dos seguintes peróxidos e superóxidos: \mathrm{Rb}_{2} \mathrm{O}_{2}, \mathrm{Cs}_{2} \mathrm{O}_{2}, \mathrm{RaO}_{2}, \mathrm{Na}_{2} \mathrm{O}_{4}, \mathrm{MgO}_{4}.

Passo 1

O que o enunciado pede: dar a nomenclatura dos compostos listados. As fórmulas fornecidas são:
\mathrm{Rb}_{2}\mathrm{O}_{2}, \mathrm{Cs}_{2}\mathrm{O}_{2}, \mathrm{RaO}_{2}, \mathrm{Na}_{2}\mathrm{O}_{4} e \mathrm{MgO}_{4}.
Informações relevantes dadas (apenas listar o que temos, sem resolver ainda):
  • As fórmulas químicas dos cinco compostos acima.
  • Preciso determinar se cada composto contém o ânion peróxido \mathrm{O}_{2}^{2-} ou o ânion superóxido \mathrm{O}_{2}^{-} (ou outra espécie), e então escrever a nomenclatura apropriada em português.

Passo 2

Conceitos que vamos usar (explicação didática, passo a passo, sem pular etapas):
  1. O que é peróxido e o que é superóxido?
  • O peróxido é o íon \mathrm{O}_{2}^{2-}. Nesse íon, a carga total é -2 e cada átomo de oxigênio tem número de oxidação -1.
  • O superóxido é o íon \mathrm{O}_{2}^{-}. Nesse íon, a carga total é -1 e o número de oxidação médio de cada oxigênio é -\tfrac{1}{2}.
  1. Como isso reflete na fórmula empírica?
  • Se o composto mostra o bloco \mathrm{O}_2 com carga -2, como em \mathrm{O}_2^{2-}, o composto com um cátion monovalente M^{+} costuma ter fórmula M_2\mathrm{O}_2 (ex.: \mathrm{Na}_2\mathrm{O}_2 seria um peróxido).
  • Se o composto contém \mathrm{O}_2^{-} (superóxido), um cátion monovalente M^{+} forma normalmente M\mathrm{O}_2 (ex.: \mathrm{KO}_2 é um superóxido de potássio). Note: às vezes fórmulas podem estar escritas com números maiores (por ex. \mathrm{Na}_2\mathrm{O}_4), que simplificam para a fórmula empírica equivalente; aí devemos simplificar antes de identificar o ânion.
  1. Regra prática para identificar (passo-a-passo que você usa na prova):
  • Determine a valência (carga) típica do metal pelo seu grupo na Tabela Periódica (por exemplo, metais alcalinos +\!1, alcalino-terrosos +\!2).
  • Calcule a carga total positiva dos cátions presentes na fórmula.
  • A soma das cargas precisa ser zero, então a carga total dos oxigênios será o negativo dessa soma.
  • Agrupe os oxigênios em unidades \mathrm{O}_2 e verifique se cada \mathrm{O}_2 tem carga -2 (peróxido) ou -1 (superóxido).
  • Alternativamente, simplifique a fórmula (dividindo por um fator comum) para a fórmula empírica e compare com M_2\mathrm{O}_2 (peróxido) ou M\mathrm{O}_2 (superóxido).

Passo 3

Aplicando a regra ao primeiro composto \mathrm{Rb}_{2}\mathrm{O}_{2}:
  1. Carga típica: rubídio é metal alcalino, catião \mathrm{Rb}^{+}.
  2. Carga total dos cátions: 2\times(+1)=+2.
  3. Logo a carga total dos oxigênios é -2.
  4. Existem duas moléculas de oxigênio (ou quatro átomos? aqui são dois átomos de oxigênio formando uma unidade \mathrm{O}_2); o par \mathrm{O}_2 carrega -2, ou seja é \mathrm{O}_2^{2-}.
  5. Conclusão: é um peróxido (ânion \mathrm{O}_2^{2-}).
  6. Nomenclatura em português: “peróxido de rubídio”.

Passo 4

Aplicando a regra ao segundo composto \mathrm{Cs}_{2}\mathrm{O}_{2}:
  1. Carga típica: césio é metal alcalino, \mathrm{Cs}^{+}.
  2. Carga total dos cátions: 2\times(+1)=+2.
  3. Carga total dos oxigênios: -2.
  4. O par \mathrm{O}_2 tem carga -2, portanto é \mathrm{O}_2^{2-} (peróxido).
  5. Conclusão: peróxido.
  6. Nomenclatura: “peróxido de césio”.

Passo 5

Aplicando a regra ao terceiro composto \mathrm{RaO}_{2}:
  1. Carga típica: rádio é um metal alcalino-terroso, valência +\!2 ( \mathrm{Ra}^{2+}).
  2. Um cátion \mathrm{Ra}^{2+} aparece na fórmula, então a carga total positiva é +2.
  3. A carga total dos quatro oxigênios? Na verdade a fórmula \mathrm{RaO}_2 contém um grupo \mathrm{O}_2 (dois oxigênios) por átomo de rádio. A carga total dos dois oxigênios deve ser -2 para neutralizar +2.
  4. Logo o par \mathrm{O}_2 é \mathrm{O}_2^{2-} (peróxido).
  5. Conclusão: é um peróxido.
  6. Nomenclatura: “peróxido de rádio”.

Passo 6

Explicação sobre fórmulas que podem ser simplificadas (isso será útil para os dois últimos compostos):
  • Se uma fórmula tem coeficientes que têm um divisor comum (por exemplo, \mathrm{Na}_2\mathrm{O}_4), simplifique dividindo todos os índices pelo maior divisor comum para obter a fórmula empírica. Depois aplique o mesmo raciocínio de cargas e identifique \mathrm{O}_2^{2-} ou \mathrm{O}_2^{-}.

Passo 7

Aplicando a regra ao quarto composto \mathrm{Na}_{2}\mathrm{O}_{4}:
  1. Primeiro simplifico a fórmula. \mathrm{Na}_2\mathrm{O}_4 tem todos os índices divisíveis por 2, então a fórmula empírica é \mathrm{NaO}_2 (dividindo por 2).
  2. Carga típica: sódio é metal alcalino, \mathrm{Na}^{+}.
  3. Na fórmula empírica \mathrm{NaO}_2 há um sódio +1 para cada \mathrm{O}_2. Assim a carga total positiva é +1, então a carga do grupo \mathrm{O}_2 deve ser -1.
  4. Portanto o grupo é \mathrm{O}_2^{-}, ou seja, um superóxido.
  5. Conclusão: \mathrm{Na}_2\mathrm{O}_4 corresponde ao superóxido de sódio (fórmula empírica \mathrm{NaO}_2).
  6. Nomenclatura: “superóxido de sódio”.

Passo 8

Aplicando a regra ao quinto composto \mathrm{MgO}_{4}:
  1. Observe a fórmula: \mathrm{MgO}_4. Podemos pensar em agrupar os quatro oxigênios em duas unidades \mathrm{O}_2, isto é, escrever como \mathrm{Mg}(\mathrm{O}_2)_2.
  2. Carga típica: magnésio é metal alcalino-terroso, \mathrm{Mg}^{2+}.
  3. Carga total positiva: +2 (um cátion \mathrm{Mg}^{2+}).
  4. Para neutralizar +2 com duas unidades \mathrm{O}_2, cada unidade \mathrm{O}_2 deve ter carga -1 (porque duas vezes -1 = -2). Portanto cada \mathrm{O}_2 é \mathrm{O}_2^{-}, superóxido.
  5. Conclusão: \mathrm{MgO}_4 contém duas unidades \mathrm{O}_2^{-} e, formalmente, é um composto do tipo superóxido (poderíamos escrever \mathrm{Mg}(\mathrm{O}_2)_2).
  6. Nomenclatura: “superóxido de magnésio”.

Passo 9

Resumo didático rápido para você memorizar (de amigo para amigo):
  • Se, após considerar as cargas, cada par \mathrm{O}_2 tem carga -2, chame de “peróxido de X”.
  • Se cada par \mathrm{O}_2 tem carga -1 (ou a fórmula empírica é M\mathrm{O}_2), chame de “superóxido de X”.
  • Simplifique fórmulas antes de decidir (divida por fatores comuns).
  • Use o número de oxidação típico do metal como ponto de partida ( +1 para alcalinos, +2 para alcalino-terrosos).

Resposta

peróxido de rubídio
peróxido de césio
peróxido de rádio
superóxido de sódio
superóxido de magnésio

Exercícios relacionados