Différence entre le peroxyde et le superoxyde

Différence principale - Peroxyde vs superoxyde

Un oxyde est un composé chimique qui contient un ou plusieurs atomes d'oxygène. Les oxydes peuvent être des oxydes contenant des oxydes d’anions (O^2-), peroxydes contenant des anions peroxydes (O^-) ou des superoxydes contenant un anion superoxyde (O₂^-). Un peroxyde est un composé composé d'une simple liaison oxygène-oxygène. Cela peut être soit sous la forme d'un anion, soit entre d'autres atomes de la molécule. Le peroxyde d'hydrogène est le peroxyde le plus simple que l'on puisse trouver. Le superoxyde est composé d'atomes d'oxygène hautement réactifs. Les superoxydes ne sont formés que par des métaux alcalins (éléments du groupe 1). La principale différence entre le peroxyde et le superoxyde est que l'état d'oxydation de l'oxygène dans le peroxyde est égal à -1 alors que l'état d'oxydation de l'oxygène dans le superoxyde est égal à -1/2.  

Zones clés couvertes

1. Quel est le peroxyde
     - Définition, structure, exemples
2. Qu'est-ce que le superoxyde?
     - Définition, structure, exemples
3. Quelle est la différence entre le peroxyde et le superoxyde
     - Comparaison des différences clés

Mots-clés: métal alcalin, métaux alcalino-terreux, anion, longueur de liaison, métaux, métaux non métalliques, oxyde, peroxyde, anion de peroxyde, peroxo, superoxyde

Quel est le peroxyde

Un peroxyde est un composé composé d'une simple liaison oxygène-oxygène. Par conséquent, la principale caractéristique permettant d'identifier un composé peroxyde est la présence de cette liaison covalente 0-0. Parfois, cette liaison peut être observée sous forme d'anion dans un composé ionique. Ensuite, il est indiqué dans les symboles par O₂^-2. Ceci est appelé le anion peroxyde. Lorsque la liaison O-O se trouve dans un composé covalent, on parle de groupe peroxo ou un groupe peroxyde.

Figure 1: H₂O₂ est le peroxyde le plus simple

Dans le groupe peroxyde, l'état d'oxydation d'un atome d'oxygène est -1. Normalement, l'oxygène préfère montrer l'état d'oxydation 0 ou -2. Mais puisque deux atomes d'oxygène sont liés l'un à l'autre, un atome d'oxygène obtient un état d'oxydation -1. Dans l'anion peroxyde, un atome d'oxygène a -1 charge électrique puisque la charge totale de l'anion est -2.

Les peroxydes ioniques sont composés d'un anion peroxyde lié à des ions de métaux alcalins ou alcalino-terreux en tant que cation. Quelques exemples sont le peroxyde de sodium (Na₂O₂), peroxyde de potassium (K₂O₂), Peroxyde de magnésium (MgO), etc. Les composés de peroxyde covalent sont composés d’une simple liaison O-O liée directement à d’autres atomes de la molécule; par exemple, le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) et l'acide peroxymonosulfurique (H₂ALORS₅).

Les peroxydes peuvent être trouvés dans les systèmes biologiques et dans la nature. Par exemple, certaines enzymes de nos cellules utilisent des peroxydes pour catalyser certaines réactions. Certaines espèces de plantes utilisent des composés peroxydes comme produits chimiques de signalisation. Les peroxydes sont également utilisés dans des applications à l'échelle du laboratoire. Il est très utile en chimie organique pour obtenir le produit anti-Markovnikov à partir d'une réaction organique..

Qu'est-ce que le superoxyde?

Les superoxydes sont des composés contenant l'anion O₂^-. Dans le groupe superoxyde, l'état d'oxydation d'un atome d'oxygène est égal à -1/2. Normalement, l'oxygène préfère montrer l'état d'oxydation 0 ou -2. Mais comme il y a deux atomes d'oxygène liés l'un à l'autre, un atome d'oxygène obtient un état d'oxydation -1/2. dans le anion superoxyde, un atome d'oxygène a -1/2 charge électrique puisque la charge globale de l'anion est -1.

Figure 2: Structure chimique de l'anion superoxyde

Cet anion est également composé de O-O simple liaison. L'anion superoxyde est très réactif car l'état d'oxydation -1/2 n'est pas stable. L’anion superoxyde est considéré comme un radical libre qui présente un paramagnétisme. Cela est dû à la présence d'un électron non apparié sur un atome d'oxygène (comme le montre l'image ci-dessus).

La distance de liaison pour la liaison O-O dans l'anion superoxyde est d'environ 1,33.^oA. Seuls les métaux alcalins ont tendance à former des composés superoxydes. Ils forment le composé superoxyde par réaction directe avec O₂. Les superoxydes de métaux alcalins incluent NaO₂, KO₂, RbO₂ et CsO₂. Ici, le métal a +1 charge électrique. En conséquence, l'anion devrait avoir -1 charge électrique afin de neutraliser le composé.

Lorsque ces composés superoxydes sont dissous dans de l'eau, le système subit rapidement une dismutation. La disproportionation est une réaction d'oxydoréduction dans laquelle un composé à l'état d'oxydation intermédiaire se transforme en deux composés différents. Ici, l'anion superoxyde et l'eau réagissent pour former O₂ et OH^- ion.

4O₂^-   +   2H₂O → 3O₂   +   4OH^-

Cette réaction est la raison pour laquelle le superoxyde de potassium est utilisé comme source d’oxygène dans les générateurs chimiques d’oxygène dans les navettes spatiales et les sous-marins..

Différence entre le peroxyde et le superoxyde

Définition

Peroxyde: Un peroxyde est un composé composé d'une simple liaison oxygène-oxygène.

Superoxyde: Les superoxydes sont des composés contenant l'anion O₂^-.

Formule chimique

Peroxyde: La formule chimique de l'anion peroxyde est O₂^-2.

Superoxyde: La formule chimique de l'anion superoxyde est O₂^-.

Charge électrique

Peroxyde: La charge électrique de l'ion peroxyde est -2.

Superoxyde: La charge électrique de l'ion superoxyde est -1.

Longueur du lien

Peroxyde: La longueur de la liaison O-O dans l'ion peroxyde est de 1,49 ° A.

Superoxyde: La longueur de la liaison O-O dans l’ion superoxyde est de 1,33 ° A.

La nature

Peroxyde: Les métaux (tels que les métaux alcalins) et les non-métaux (tels que l'hydrogène) peuvent former des composés peroxydes.

Superoxyde: Seuls les métaux alcalins peuvent former des composés superoxydes.

Exemples

Peroxyde: Des exemples de composés peroxydés incluent Na2O₂, K2O₂, Rb2O₂ et _Cs2O2

Superoxyde: Des exemples de composés superoxydes incluent NaO₂, KO₂, RbO₂ et CsO_2.

Conclusion

Le peroxyde et le superoxyde sont des oxydes contenant des atomes d'oxygène. La principale différence entre le peroxyde et le superoxyde est que l'état d'oxydation de l'oxygène dans le peroxyde est égal à -1 alors que l'état d'oxydation de l'oxygène dans le superoxyde est égal à -1/2. 

Référence:

1. «12.4: Peroxydes et superoxydes.» Chimie LibreTexts, Libretexts, 21 juillet 2016, disponible ici..
2. «Superoxide». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 décembre 2017, disponible ici..

Courtoisie d'image:

1. «Structure de gaz H2O2» de SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - Fichier: H2O2 structure.png (GFDL) via Commons Wikimedia
2. “Superoxyde” (domaine public) via Commons Wikimedia