Características de los óxidos

Justo como el Carbono forma Carburos y el Nitrógeno Nitruros, forma el Oxígeno sus propios compuestos (la mayoría sólidos) que conforman la mayor parte de la corteza y las capas externas del manto terrestre. Aunque cada óxido tiene sus propias características (siendo los de los Lantánidos y los de Coltán algunos de los más interesantes) la mayoría tiene, por regla, las siguientes características (salvo excepciones):

-Elevada dureza Mohs. Aunque los compuestos más duros son familia del Carbono y el Boro, el Oxígeno no se queda muy atrás. Con un valor definitorio de 9 en la escala de Mohs el Trióxido de Aluminio, conocido como Alúmina en su forma blanca cerámica y Zafiro/Rubí en su forma masiva cristalina tienen una excelente resistencia al desgaste y la abrasión. 

-Elevado punto de fusión. Como no podría ser de otra manera, los óxidos minerales suelen tener puntos de fusiones muy altos, y lo que me parece más importante resaltar, aunque logres fundirlos si quieres separar el Oxígeno del elemento que buscas aislar necesitas darle a cambio al Oxígeno otro elemento, llamado “de sacrificio” para que abandone el compuesto original y pase a formar uno segundo. Éste es el motivo por el cual el fuego de carbón (coque) funciona a la perfección con el Hierro metálico. El óxido con el mayor punto de fusión es el de Torio, con fórmula ThO2, que llega hasta los 3390ºC y encuentra aplicaciones en aleaciones de fundidores TIG (Tungsten Inert Gas).

-Aislantes térmicos y eléctricos. La enorme mayoría de óxidos son aislantes naturales en ambos sentidos.

-Excelente resistencia a la corrrosión. Se puede decir que están entre las 3 más altas de todos los compuestos, después de los Fluoruros y algunos Carburos/Boruros. Esto sólo se aplica a temperaturas moderadas. A partir de los 500ºC ningún compuesto que no sea un óxido presenta mejor resistencia al ataque precisamente por parte del Oxígeno, y dado que no se puede oxidar lo que ya está oxidado (salvo si consideramos Flúor o Cloro muy cargado) el óxido permanece estable a mayor temperatura. He dicho que los Fluoruros, Carburos y Boruros son más estables, sí, pero sólo a temperaturas moderadas.

El óxido sólido más famoso es sin dudas, el Cuarzo. Está compuesto por largas cadenas estructuradas en forma de Diamante (a nivel atómico) de átomos de Oxígeno y Silicio intercalados. Tiene buenas propiedades mecánicas y sobretodo, químicas (es muy inerte). 

Otros óxidos comunes son aquellos de fórmula más compleja como los que encontramos en rocas que a su vez contienen varias “piedras” (minerales más bien) como la “soda” (Na2O), Alúmina/Corindón (dependiendo de su estructura cristalina, pero misma fórmula química: Al2O3), Hematita (llamada erróneamente Hematites, Fe2O3 también conocida como Oligisto), Magnetita (Fe3O4), et cétera. Aparte del Cuarzo, lo cierto es que la mayoría de óxidos no son binarios, es decir, no siempre es Metal-Oxígeno, si no que de hecho la mayoría tienen fórmulas químicas harto complejas. El Aluminio, el Magnesio, el Hierro, el Vanadio, el Titanio y el Manganeso pueden estar todos a la vez (en menor o mayor dosis) en minerales tan famosos como el Granate (dependiendo de la variedad). Nota que todos estos metales son parecidos entre sí, entre otras cosas, porque son muy reactivos y entran en el grupo de los siderófilos/litófilos. Nuevamente, la Clasificación de Goldschmidt juega un papel importante para distinguir los grupos. 

Todos los elementos que forman sulfuros pueden formar óxidos, pero no al revés. Esto es importante a tener en cuenta ya que muchos metales como el Plomo, el Mercurio, la Plata, et cétera, se suelen encontrar en combinaciones con Azufre, por ende son Chalcógenos, lo cual no significa que sean inoxidables de forma literal (a estas alturas del libro sabrás que el Acero Inoxidable no es “Inoxidable”). Recuerda que los elementos “chalcógenos” son aquellos que encontramos mayoritariamente como minerales de Azufre. Por ejemplo, de la Plata se ha dicho que no se oxida realmente, si no que su corrosión se debe al Azufre en estado gaseoso (frecuente en las regiones industrializadas, pero también en las volcánicas) y el Ozono. La famosa “Plata negra” o “envejecida” no es más que Plata común y corriente donde se ha formado una capa exterior de Ag2S (Sulfuro de Plata). Los óxidos de éste metal son poco estables, ergo se puede decir que es noble o precioso, a pesar de que actualmente ha perdido mucho caché en favor del Platino y otros metales exóticos. 

Quizás el caso del Plomo sea más revelador. Un Chalcógeno que se extrae de un mineral de Sulfuro (Galena, con fórmula Pb2S) cuando recién solidificado, acabado de salir del proceso de reducción presenta un tono azul-grisáceo, muy atractivo, que pierde lentamente al formar una capa de óxido que lo vuelve más “oscuro”, opaco. 

El Oxígeno es temido y odiado, por decirlo de una forma sencilla para que nos entendamos, en la mayoría de casos que se intenta producir un metal reactivo como es el caso del Titanio, Vanadio, et cétera. Incluso el Wolframio, que es bastante resistente a la corrosión (merced precisamente a una capa pasivadora de oxígeno que se forma espontáneamente) requiere muchos pasos y energía (medida en kJ – kilojulios) para poder aislarse de su mineral. 

Óxidos importantes en la industria    

A continuación hablaré de los óxidos más importantes en la industria, muchos de ellos relacionados con la metalurgia. Sólo se mencionan los que se usan como óxido, es decir, no menciono, por ejemplo, a la Hematita o la Magnetita a pesar de que son los óxidos más importantes ya que su importancia se debe precisamente a su contenido de Hierro. Se puede usar como pigmentos y poco más, por lo cual no entran en la lista. Sólo entran en la lista, como acabo de decir, los óxidos que son útiles precisamente como óxidos. De los 94 elementos de la Tabla Periódica (excluyendo los que son tan radiactivos como para no tener uso alguno) haré un inciso especial en aquellos que por virtud de sus propiedades mecánicas/eléctricas/térmicas encuentren un uso particular. No obstante, se incluyen óxidos que puedan ser 100% sintéticos, o de fórmula química no binaria (como por ejemplo aquellos que están formados por más de un elemento acompañando al Oxígeno). Todos los compuestos listados a continuación son sólidos. Así mismo y a diferencia de como ocurre con los Carburos y Nitruros, los óxidos reciben un nombre específico teniendo en cuenta su estado de oxidación, dado que la mayoría de elementos forman más de un óxido con fórmula distinta en cada caso. Se mencionan los más estables, abundantes y usados. La lista es de menor a mayor siguiendo el número atómico del elemento acompañante. También se incluye un renglón llamado “solubilidad” a diferencia del caso de los Carburos y Nitruros ya que la mayoría de óxidos se comportan de forma distinta; unos son muy estables químicamente, otros menos.