Nomenklatura chemiczna stanowi zbiór zasad nadawania nazw substancjom chemicznym, jest niezwykle ważna w nauce i pozwala na usystematyzowanie wszystkich związków chemicznych. Międzynarodową organizacją, która zajmuje się standaryzacją nazewnictwa i symboliki związków chemicznych, jest IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej, ang. International Union of Pure and Applied Chemistry).

TlenkitlenkiTlenki to związki tlenu z innymi pierwiastkami, w których atomy tlenu występują na $-\text{II}$ stopniu utlenieniastopień utlenieniastopniu utlenienia. Wzór ogólny tlenków prostych ma postać:

gdzie:

• $\text{X}$ – oznacza symbol dowolnego pierwiastka chemicznego,

• $\text{n}$, $\text{m}$ – odpowiednie indeksy stechiometryczne.

W poniższej tabeli zaprezentowane zostały maksymalne wartości stopni utlenienia pierwiastków w ich związkach z tlenem.

Indeks dolny Tabela 1. Maksymalne wartości stopni utlenienia pierwiastków w ich związkach z tlenem. Indeks dolny koniec_{Tabela 1. Maksymalne wartości stopni utlenienia pierwiastków w ich związkach z tlenem.}

W systemie Stockasystem Stockasystemie Stocka nazwy tlenków są dwuczłonowe, podaje się je poprzez połączenie ze sobą słowa „tlenek” z nazwą pierwiastka chemicznego w dopełniaczu, przykładowo:

• ${\text{Na}}_2\text{O}$ – tlenek sodu.

Jeśli dany pierwiastek chemiczny tworzy więcej niż jeden tlenek po dwuczłonowej nazwie w nawiasie, należy podać stopień utlenienia (w postaci cyfry rzymskiej) pierwiastka w danym tlenku (bez spacji między drugim członem nazwy a nawiasem z podanym stopniem utlenienia), przykładowo:

• $\text{FeO}$ – tlenek żelaza($\text{II}$) oraz ${\text{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3$ - tlenek żelaza($\text{III}$)

Indeks dolny Tabela 2. Przykładowe tlenki różnych pierwiastków. Indeks dolny koniec_{Tabela 2. Przykładowe tlenki różnych pierwiastków.}

Dla niektórych pierwiastków, np. dla żelaza i ołowiu, oprócz tlenków prostych, występują również tlenki mieszane, w których atomy danego pierwiastka występują na więcej niż jednym stopniu utlenienia. Dla takich związków nazwy tworzone są analogicznie, jak dla tlenków prostych, należy jednak podać wartości obydwu stopni utlenienia metalu. Do przykładów takich tlenków należą: ${\text{Fe}}_3{\text{O}}_4$ – tlenek żelaza($\text{II}$,$\text{III}$), ${\text{Pb}}_2{\text{O}}_3$ – tlenek ołowiu($\text{II}$,$\text{IV}$), ${\text{Pb}}_3{\text{O}}_4$ – tlenek ołowiu($\text{II}$,$\text{IV}$).

Istnieją również inne związki pierwiastków z tlenem:

• nadtlenki – związki pierwiastka z tlenem, w których atomy tlenu występują na stopniu utlenienia -I, np. ${\text{Na}}_2{\text{O}}_2$, ${\text{BaO}}_2$;

• ponadtlenki – związki pierwiastka z tlenem, w których atomy tlenu występują na stopniu utlenienia $-\frac{1}{2}$, np. ${\text{KO}}_2$, $\text{Ba}{\left({\text{O}}_2\right)}_2$;

• fluorki - związki fluoru z tlenem, w których atomy tlenu występują na dodatnich stopniach utlenienia, np. ${\text{OF}}_2$.

Przykład 1

Ustal wzór sumarycznywzór sumarycznywzór sumaryczny tlenku siarki($\text{VI}$) oraz tlenku chromu($\text{III}$) na podstawie jego nazwy.

Rozwiązanie

Zacznijmy od tlenku siarki($\text{VI}$). Najpierw zapiszmy symbole pierwiastków budujących tlenek siarki($\text{VI}$), a nad nimi zaznaczmy stopnie utlenienia, na których występują atomy tych pierwiastków w naszym związku.

R1Lk4J0SGdb97

Ilustracja przedstawiająca symbole atomów budujących tlenek siarki SO, nad atomem siarki stopień utlenienia cyframi rzymskimi sześć oraz nad atomem tlenu minus dwa.

Następnie sprawdźmy, że $\text{VI}$ (6) znajdujący się nad symbolem siarki może ulec skróceniu z wartością stopnia utlenienia tlenu w tlenkach, a więc z $-\text{II}$ (-2). Oczywiście po skróceniu otrzymamy $\text{III}$ i $-\text{I}$.

RrfqYIYRqPi9k

Ilustracja przedstawiająca symbole atomów budujących tlenek siarki SO, nad atomem siarki przekreślono stopień utlenienia cyframi rzymskimi sześć, a wpisani trzy, nad atomem tlenu skreślono minus dwa, a wpisano minus jeden.

Teraz możemy skorzystać z reguły “na krzyż” i zapisać wzór tlenku w miejsce cyfr rzymskich stosując cyfry arabskie.

R1IFDOjL2gi4u

Ilustracja obrazująca regułę "na krzyż". Stopnie utlenienia po skróceniu, to znaczy od trójki rzymskiej nad atomem siarki poprowadzono po skosie strzałkę do indeksu dolnego przy atomie tlenu. Z kolei od rzymskiego minus jeden poprowadzono strzałkę do indeksu dolnego przy atomie siarki. Strzałki przecinają się. Obok strzałką w prawą stronę, za strzałką ${\text{SO}}_3$.

Przeprowadź samodzielnie analogiczną analizę dla tlenku chromu($\text{III}$). Tym razem jednak $\text{III}$ nie skraca się z $-\text{II}$, zatem operacja “na krzyż” doprowadzi nas do wzoru ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$.

Przykład 2

Ustal nazwę tlenku na podstawie jego wzoru sumarycznego:

1. ${\text{Li}}_2\text{O}$

2. ${\text{SO}}_2$

3. ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$

Rozwiązanie:

1. ${\text{Li}}_2\text{O}$

Dla metali grupy $1.$ stopień utlenienia w związkach chemicznych zawsze wynosi $\text{I}$, dlatego nie zapisujemy wartości stopnia utlenienia, pisząc nazwę tlenku. Podobnie rzecz ma się w przypadku tlenków metali grupy $2.$ oraz tlenku glinu i tlenku cynku.

Zatem tlenek nosi nazwę: tlenek litu.

2. ${\text{SO}}_2$

W przypadku siarki musimy obliczyć stopień utlenienia jej atomów w związku ${\text{SO}}_2$, czynimy to wykorzystując definicje tlenków jako związków, w których atomy tlenu występują zawsze na $-\text{II}$ stopniu utlenienia. Oznaczmy stopień utlenienia siarki jako „x”.

Rab8fdS2rD7zf

Ilustracja przedstawiająca tlenek siarki ${\text{SO}}_3$. Nad atomem siarki x, zaś nad atomem tlenu rzymskie minus dwa.

Wiemy, że suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład związku obojętnego elektrycznie jest równa 0.

Możemy zatem ułożyć równanie:

$$\mathrm{x}+2·\left(-2\right)=0$$

$$\mathrm{x}=4$$

Wynika z tego, że atomy siarki w cząsteczce ${\text{SO}}_2$ występują na $\text{IV}$ stopniu utlenienia. Nazwa tego tlenku to zatem: tlenek siarki($\text{IV}$).

3. ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$

W analogiczny sposób przeprowadzamy analizę dla tlenku ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$, tym razem stopień utlenienia atomów azotu oznaczmy w postaci niewiadomej „y”.

RMjC5mt7iLCEL

Ilustracja przedstawiająca tlenek azotu ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$. Nad atomem azotu y, zaś nad atomem tlenu rzymskie minus dwa.

Wiemy, że suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład związku obojętnego elektrycznie jest równa 0.

Możemy zatem ułożyć równanie:

$$2\mathrm{y}+3·(-2)=0$$

$$2\mathrm{y}=6$$

$$\mathrm{y}=3$$

Wynika z tego, że atomy azotu w cząsteczce ${\text{N}}_2{\text{O}}_3$ występują na III stopniu utlenienia. Nazwa tego tlenku to zatem: tlenek azotu($\text{III}$).

Słownik

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Hejwowska S., Marcinkowski R., Chemia ogólna i nieorganiczna, Gdynia 2005.

https://epodreczniki.pl/a/wartosciowosc-pierwiastkow-chemicznych/DJcOxSKpe

https://epodreczniki.pl/a/tlen-i-tlenki/DkOzJ7E5P

https://pl.wikipedia.org/wiki/Tlenki

https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9Bciowo%C5%9B%C4%87