Do grupy tlenkówtlenkitlenków, które reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, należą tlenki kwasowe oraz tlenki amfoteryczne.

Są to tlenki niemetali oraz niektóre tlenki metali, które reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, a nie reagują z kwasamikwasykwasami. Większość tlenków kwasowychtlenki kwasowetlenków kwasowych należy do bloku $p$. Są to następujące tlenki: ${\text{B}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{CO}}_2$, ${\text{SiO}}_2$, ${\text{N}}_2{\text{O}}_5$, ${\text{NO}}_2$, ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}$, ${\text{P}}_4{\text{O}}_6$, ${\text{As}}_2{\text{O}}_5$, ${\text{SO}}_3$, ${\text{SO}}_2$, ${\text{SeO}}_3$, ${\text{SeO}}_2$, ${\text{TeO}}_3$ oraz tlenki chlorowców. Tlenki kwasowe tworzą również niektóre pierwiastki bloku $d$, występujące na najwyższych stopniach utlenienia, jak na przykład chrom (${\text{CrO}}_3$) i mangan (${\text{Mn}}_2{\text{O}}_7$).

W reakcjach tlenków kwasowych z wodnymi roztworami wodorotlenków powstaje sól i woda. Reakcję tę można zapisać w sposób ogólny jako:

Poniżej przedstawiono równania wybranych reakcji roztwarzania tlenków kwasowych w wodnych roztworach wodorotlenków (zapis w formie cząsteczkowej oraz jonowej skróconej):

• $$\underset{\text{tlenek siarki}\left(\text{VI}\right) \text{siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{sodu}}{{\text{SO}}_3+2 \text{NaOH}\to {\text{Na}}_2{\text{SO}}_4+{\text{H}}_2\text{O}}$$

• $$\underset{\text{tlenek krzemu}\left(\text{IV}\right) \text{krzemian}\left(\text{IV}\right) \text{potasu}}{{\text{SiO}}_2+2 \text{KOH}\to {\text{K}}_2{\text{SiO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}}$$

• $$\underset{\text{tlenek azotu}\left(\text{V}\right) \text{azotan}\left(\text{V}\right) \text{wapnia}}{{\text{N}}_2{\text{O}}_5+\text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_2\to \text{Ca}{\left({\text{NO}}_3\right)}_2+{\text{H}}_2\text{O}}$$

Są to tlenki, które reagują z mocnymi kwasami oraz mocnymi zasadami. Dodatkowo, wiemy o nich, że nie reagują z wodą. Jedynym tlenkiem amfoterycznymtlenki amfoterycznetlenkiem amfoterycznym metalu z bloku $s$ jest $\mathrm{BeO}$. Tlenki amfoteryczne pierwiastków z bloku $p$ to: ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Ga}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{In}}_2{\text{O}}_3$, $\text{GeO}$,${\text{GeO}}_2$, $\text{SnO}$, ${\text{SnO}}_2$, ${\text{PbO}}_2$, ${\text{As}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Sb}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Sb}}_2{\text{O}}_5$. Tlenki amfoteryczne pierwiastków z bloku $d$ to np.: ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$, $\text{ZnO}$, $\text{CuO}$, ${\text{MnO}}_2$, ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$.

W reakcji tlenków amfoterycznych z wodnymi roztworami wodorotlenków o charakterze mocnych zasad (np. $\text{NaOH}$ lub $\text{KOH}$) powstaje związek koordynacyjny, tzw. sól kompleksowa, w której kation metalu stanowi atom centralnyatom centralnyatom centralny, a aniony wodorotlenkowe pełnią funkcję ligandówligandligandów. W reakcji jednym z substratów jest również woda. Reakcję tę można przedstawić za pomocą równania:

Tlenki amfoteryczne można podzielić na trzy grupy, tworzące związki koordynacyjne o różnych liczbach koordynacji (liczbie wiązań kowalencyjnych jedno- lub wielokrotnych utworzonych z atomami ligandów przez atom centralny kompleksu), co pokazano na poniższym schemacie.

RaoYisoZi8WSs

Ilustracja przedstawiająca podział tlenków amfoterycznych. Pierwszy typ $\text{AO}$, to tlenki, w których drugi pierwiastek A znajduje się na drugim stopniu utlenienia $\text{SnO}$, $\text{GeO}$, <math aria‑label="zet en O">ZnO, $\text{CuO}$, $\text{BeO}$. Drugi typ stanowią tlenku typu ${\text{A}}_2{\text{O}}_3$, w których pierwiastek A znajduje się na trzecim stopniu utlenienia, wśród nich znajdują się ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Ga}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{In}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{As}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Sb}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$. Trzeci typ stanowią tlenki typu ${\text{AO}}_2$, w których atom A znajduje się na czwartym stopniu utlenienia. Wśród nich znajdują się: ${\text{GeO}}_2$, ${\text{SnO}}_2$, ${\text{PbO}}_2$, ${\text{TeO}}_2$. Liczba koordynacyjna równa sześć została wskazana dla ${\text{SnO}}_2$, ${\text{PbO}}_2$, ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$. Liczbą koordynacyjną równą cztery w hydroksykompleksach charakteryzują się $\text{ZnO}$, $\text{CuO}$, $\text{BeO}$, a także ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$.

Poniżej przedstawiono równania wybranych reakcji roztwarzania tlenków amfoterycznych w wodnym roztworze wodorotlenku sodu (forma cząsteczkowa oraz jonowa skrócona):

• $$\underset{\text{tlenek cynku}\left(\text{II}\right) \text{tetrahydroksocynkan}\left(\text{II}\right) \text{sodu}}{\text{ZnO}+2 \text{NaOH}+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{Na}}_2\left[\text{Zn}{\left(\text{OH}\right)}_4\right]}$$
  $$\underset{ \text{anion tetrahydroksocynkanowy}\left(\text{II}\right)}{\text{ZnO}+2 {\text{OH}}^{-}+{\text{H}}_2\text{O}\to \left[\text{Zn}{\left(\text{OH}\right)}_4\right]{{}_2}^{2-}}$$
• $$\underset{\text{tlenek glinu} \text{ heksahydroksoglinian sodu}}{{\text{Al}}_2{\text{O}}_3+6 \text{NaOH}+3 {\text{H}}_2\text{O}\to 2 {\text{Na}}_3\left[\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_6\right]}$$
  $$\underset{ \text{anion} \text{heksahydroksoglinianowy}}{{\text{Al}}_2{\text{O}}_3+6 {\text{OH}}^{-}+3 {\text{H}}_2\text{O}\to 2 {\left[\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_6\right]}^{3-}}$$
• $$\underset{\text{tlenek} \text{cyny}\left(\text{IV}\right) \text{heksahydroksocynian}\left(\text{IV}\right) \text{sodu} }{{\text{SnO}}_2+2 \text{NaOH}+2 {\text{H}}_2\text{O}\to {\text{Na}}_2\left[\text{Sn}{\left(\text{OH}\right)}_6\right]}$$
  $$\underset{ \text{anion} \text{heksahydroksocynianowy}\left(\text{IV}\right)}{{\text{SnO}}_2+2 {\text{OH}}^{-}+2 {\text{H}}_2\text{O}\to {\left[\text{Sn}{\left(\text{OH}\right)}_6\right]}^{2-}}$$

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 2, Warszawa 2013.

Pazdro K., Chemia. Podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach, Część IV. Chemia nieorganiczna, Warszawa 2009.