Tlenki
Tlenkami nazywamy związki chemiczne zbudowane z atomów tlenu i atomów innego pierwiastka. Prawie wszystkie pierwiastki z układu okresowego tworzą tlenki. Ogólny wzór tlenku możemy napisać jako:
gdzie:
\( \ce{E} \) - oznacza dowolny pierwiastek
\( \ce{n} \) - liczba atomów danego pierwiastka
\( \ce{m} \) - liczba atomów tlenu
Nazewnictwo tlenków
Nazwy tlenków metali o stałej wartościowości tworzy się dodajac do nazwy "tlenek" nazwę metalu.
\( \ce{Na_2O} \) tlenek sodu
\( \ce{MgO} \) tlenek magnezu
\( \ce{BaO} \) tlenek baru
\( \ce {Al_2O_3} \) tlenek glinu
W przypadku metali o zmiennej wartościowości, na końcu nazwy tlenku umieszcza się w nawiasie rzymską cyfrę równą wartościowości metalu w związku:
\( \ce{Cu_2O} \) tlenek miedzi(I)
\( \ce{CuO} \) tlenek miedzi(II)
\( \ce{SnO} \) tlenek cyny(II)
\( \ce{SnO_2} \) tlenek cyny(IV)
\( \ce{FeO} \) tlenek żelaza(II)
\( \ce{Fe_2O_3} \) tlenek żelaza(III)
\( \ce{PbO} \) tlenek ołowiu(II)
\( \ce{PbO_2} \) tlenek ołowiu(IV)
\( \ce{MnO} \) tlenek manganu(II)
\( \ce{Mn_2O_3} \) tlenek manganu(III)
Do tlenków niemetali stosuje się najczęściej tradycyjne nazwy, które mają końcówkę rzeczownikową niemetalu, natomiast wartościowość wskazuje się za pomocą przedrostków. Nazwy systematyczne tworzy się podobnie jak w przypadku tlenków metali.
wzór - nazwa systematyczna - nazwa tradycyjna
\( \ce{P_2O_3} \) tlenek fosforu(III) - trójtlenek fosforu
\( \ce{P_2O_5} \) tlenek fosforu(V) - pięciotlenek fosforu
\( \ce{N_2O} \) tlenek azotu(I) - podtlenek azotu
\( \ce{NO} \) tlenek azotu(II) - tlenek azotu
\( \ce{N_2O_3} \) tlenek azotu(III) - trójtlenek azotu
\( \ce{NO_2} \) tlenek azotu(IV) - dwutlenek azotu
\( \ce{N_2O_5} \) tlenek azotu(V) - pięciotlenek azotu
\( \ce{CO} \) tlenek węgla(II) - tlenek węgla
\( \ce{CO_2} \) tlenek węgla(IV) - dwutlenek węgla
\( \ce{SO_2} \)tlenek siarki(IV) - dwutlenek siarki
\( \ce{SO_3} \) tlenek siarki(VI) - trójtlenek siarki
\( \ce{I_2O_5} \) tlenek jodu(V) - pięciotlenek jodu
Otrzymywanie tlenków:
1. utlenianie pierwiastków
2. utlenianie niższego tlenku danego pierwiastka do tlenku zawierającego ten sam pierwiastek ale na wyższym stopniu utlenienia
3. redukcja wyższego tlenku do tlenku na niższym stopniu utlenienia:
4. spalanie związków organicznych:
5. rozkład termiczny soli, wodorotlenków i tlenków:
Właściwości chemiczne, reaktywność tlenków
Ze względu na własności chemiczne i reaktywność, tlenki klasyfikujemy jako:
tlenki zasadowe - tlenki metali głównie litowców i berylowców oraz metali bloku d na nizszych stopniach utlenienia, np. \( \ce{FeO} \), \( \ce{MnO} \), \( \ce{CuO} \). Tlenki zasadowe, które reaguja z wodą nazywamy bezwodnikami zasadowymi. Zasadowy charakter tlenków maleje w okresie wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka związanego z tlenem. W grupie zasadowy charakter tlenków wzrasta wraz ze zwiększającą się liczbą atomową pierwiastka połączonego z tlenem.
1. tlenki zasadowe reagują z wodą tworząc wodorotlenki:
2. tlenki zasadowe reagują z kwasami i w wyniku reakcji powstaje sól i woda:
3. tlenki zasadowe reagują z tlenkami kwasowymi dając sole
tlenki kwasowe (bezwodniki kwasowe) – tworzą przede wszystkim niemetale. Mała różnica elektroujemności pomiędzy niemetalem a tlenem powoduje, że mają one budowę kowalencyjną lub kowalencyjną spolaryzowaną. Kwasowość tlenków rośnie w okresie gdy rośnie liczba atomowa pierwiastka połączonego z tlenem natomiast w grupie kwasowość tlenku maleje, gdy liczba atomowa pierwiastka połączonego z tlenem wzrasta.
Tlenkami kwasowymi mogą być również tlenki niektórych metali na wyższym stopniu utlenienia, np. \( \ce{Bi_2O_5} \), \( \ce{CrO_3} \).
1. Tlenki kwasowe reagują z wodą dając kwasy tlenowe
2. tlenki kwasowe reagują z wodorotlenkami dając sól i wodę:
3. tlenki kwasowe reagują z tlenkami zasadowymi dając sól:
tlenki amfoteryczne - reagują zarówno z zasadami jaki i kwasami. Do tlenków amfoterycznych zaliczamy:
\( \ce{BeO, Al_2O_3, Ga_2O_3, In_2O_3, SnO, SnO_2, PbO_2, PbO, Sb_2O_5, Sb_2O_3, TeO_2, As_2O_3, ZnO, MnO_2, Cr_2O_3} \).
Tlenki obojętne - to tlenki, które nie wchodzą w reakcje ani z kwasami, ani z zasadami. Nie są bezwodnikami kwasowymi oraz bezwodnikami zasadowymi, nie tworzą soli. Tlenki te rozpuszczając się w wodzie nie reagują z nią, jest to rozpuszczanie fizyczne. Do grupy tlenków obojętnych należy tylko kilka związków: \( \ce{NO} \) - tlenek azotu(II), \( \ce{CO} \) - tlenek węgla(II), \( \ce{N_2O} \) - tlenek azotu (I), \( \ce{SiO} \) – tlenek krzemu (II).