Przeczytaj

bg‑azure

Tlenki

To związki tlenu z innymi pierwiastkami, w których atomy tlenu występują na $- II$ stopniu utlenieniastopień utlenieniastopniu utlenienia. Wzór ogólny tlenków prostych ma postać:

X \overset{- II}{_{n} O_{m}}

gdzie:

$X$ – oznacza symbol dowolnego pierwiastka chemicznego;
$n$ , $m$ – odpowiednie indeksy stechiometryczne.

Ogólny wzór chemicznywzór chemicznywzór chemiczny tlenków oraz ich wybrane przykłady przedstawiono poniżej.

ROqWLfFkH0Rmz1

Grafika przedstawiająca ogólny wzór sumaryczny tlenków i przykłady wzorów wybranych tlenków. Wzór ogólny tlenków: <math aria‑label="x powyżej E, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O, indeks dolny, x, koniec indeksu dolnego">Ex2O-IIx. Przykłady wzorów sumarycznych wybranych tlenków: <math aria‑label="osiem powyżej R u, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O, indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego">RuVIII2O-II4,<math aria‑label="siedem powyżej C l, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O, indeks dolny, siedem, koniec indeksu dolnego">ClVII2O-II7,<math aria‑label="sześć powyżej S, minus dwa powyżej O, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego">SVIO-II3,<math aria‑label="pięć powyżej P, indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O, indeks dolny, dziesięć, koniec indeksu dolnego">P4VO-II10,<math aria‑label="cztery powyżej S, minus dwa powyżej O, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego">SIVO-II2,<math aria‑label="trzy powyżej A l, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego">Al2IIIO-II3,<math aria‑label="dwa powyżej M g, minus dwa powyżej O">MgIIO-II,<math aria‑label="jeden powyżej N a, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, minus dwa powyżej O">Na2IO-II. — Ogólny wzór sumaryczny tlenków i przykłady wzorów wybranych tlenków
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia : Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑azure

Maksymalny stopień utlenienia

Zmiany maksymalnego stopnia utlenieniastopień utlenieniastopnia utlenienia pierwiastków w związkach z tlenem przedstawia poniższy rysunek.

R1SLmx4x52mDM1

Ilustracja przedstawiająca układ okresowy pierwiastków, w którym nie zawarto symboli pierwiastków chemicznych oraz podstawowych wielkości ich opisujących. Zaznaczono okresy i grupy. Na tablicy napis: dla pierwiastków z bloku s i p maksymalna wartościowość względem tlenu wzrasta od jednego do ośmiu, czyli dla pierwiastków pierwszej grupy wynosi jeden, dla drugiej grupy dwa, dla trzynastej grupy trzy, dla czternastej cztery, dla piętnastej pięć, dla szesnastej sześć oraz dla siedemnastej siedem. Nad układem okresowym znajduje się pozioma strzałka skierowana w prawo, nad strzałką napis: wzrost maksymalnego dodatniego stopnia utlenienia pierwiastka w związkach z tlenem. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑azure

Sposoby klasyfikacji tlenków

Istnieją różnorodne systemy klasyfikacji tlenków. Poniżej przedstawiono wybrane z nich.

R1FteT4pTTTQy

Podział tlenków ze względu na skład i stan skupienia. Ze względu na skład tlenki dzieli się na: tlenki metali, na przykład BaO, CuO, K2O oraz na tlenki niemetali, na przykład N2O5, Cl2O7, CO2. Ze względu na stan skupienia w warunkach normalnych tlenki dzieli się na: ciała stałe, na przykład MgO, SO3. Ciałami stałymi są zazwyczaj tlenki metali. Tlenki te charakteryzują się wysokimi temperaturami topnienia, a niektóre z nich mają charakterystyczną barwę. Dalej podział obejmuje ciecze, na przykład H2O, N2O3 oraz gazy, na przykład CO2, NO, SO2. Gazami są zazwyczaj tlenki niemetali. — Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

R10UaMqHWmlF1

Ilustracja przedstawia podział tlenków ze względu na zachowanie wobec wody. Dzieli się je na kwasotwórcze, reagujące z wodą z wytworzeniem kwasów, na przykład: P4O10, N2O5, SO2. Dalej tlenki zasadotwórcze, reagujące z wodą z wytworzeniem zasad, na przykład: BaO, K2O, Cs2O. Ostatnią grupę stanowią tlenki obojętne wobec wody, na przykład: Al2O3, SiO2, MnO, NO, N2O. — Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

RJ9C6A4IMqufE

Podział tlenków ze względu na charakter chemiczny.Kwasowe: N2O5+2 NaOH→2 NaNO3+H2OP4O10+12 NaOH→4 Na3PO4+6 H2OZasadowe: MgO+2 HCl⟶MgCl2+H2OK2O+2 HCl→2 KCl+H2OAmfoteryczne: Al2O3+6 HCl⟶2 AlCl3+3 H2OAl2O3+2 NaOH+3 H2O→2 NaAlOH4Obojętne: CO, NO, N2O. — Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑azure

Nazewnictwo tlenków

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

${Na}_{2} O$ – 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:

$FeO$ – tlenek żelaza( $II$ ) oraz ${Fe}_{2} O_{3}$ – tlenek żelaza( $III$ ).

**Przykładowe tlenki różnych pierwiastków**
Nazwa tlenku (wg Systemu Stocka)	Wzór tlenku	Stopień utlenienia atomów pierwiastka w tlenku
tlenek sodu	${Na}_{2} O$	$I$
tlenek litu	${Li}_{2} O$	$I$
tlenek wapnia	$CaO$	$II$
tlenek magnezu	$MgO$	$II$
tlenek skandu( $III$ )	${Sc}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek tytanu( $IV$ )	${TiO}_{2}$	$IV$
tlenek wanadu( $V$ )	$V_{2} O_{5}$	$V$
tlenek chromu( $VI$ )	${CrO}_{3}$	$VI$
tlenek manganu( $IV$ )	${MnO}_{2}$	$IV$
tlenek żelaza( $III$ )	${Fe}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek kobaltu( $II$ )	$CoO$	$II$
tlenek niklu( $II$ )	$NiO$	$II$
tlenek miedzi( $II$ )	$CuO$	$II$
tlenek cynku	$ZnO$	$II$
tlenek glinu	${Al}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek węgla( $II$ )	$CO$	$II$
tlenek węgla( $IV$ )	${CO}_{2}$	$IV$
tlenek ołowiu( $II$ )	$PbO$	$II$
tlenek ołowiu( $IV$ )	${PbO}_{2}$	$IV$
tlenek azotu( $II$ )	$NO$	$II$
tlenek azotu( $III$ )	$N_{2} O_{3}$	$III$
tlenek azotu( $V$ )	$N_{2} O_{5}$	$V$
tlenek siarki( $IV$ )	${SO}_{2}$	$IV$
tlenek siarki( $VI$ )	${SO}_{3}$	$VI$
tlenek chloru( $I$ )	${Cl}_{2} O$	$I$
tlenek chloru( $IV$ )	${ClO}_{2}$	$IV$
tlenek chloru( $VII$ )	${Cl}_{2} O_{7}$	$VII$

bg‑azure

Właściwości chemiczne tlenków

Właściwości tlenków w głównej mierze zależą od położenia pierwiastka tworzącego dany tlenek w układzie okresowymukład okresowyukładzie okresowym. Ogólnie można wywnioskować, że tlenki niemetali są w dużej mierze tlenkami wykazującymi charakter kwasowy, natomiast tlenki metalimetalmetali wykazują zazwyczaj charakter zasadowy. Mimo to tej tendencji nie powinno się traktować w sposób bezwzględny.

Rwb53e4yUmtWx1

Tlenki kwasowe (reagujące z zasadami, a niereagujące z kwasami) Do tlenków o charakterze kwasowym należą wszystkie tlenki kwasotwórcze – te reagujące z wodą z wytworzeniem kwasów, a także tlenki chlorowców oraz

{SiO}_{2}

{SO}_{2} + 2 KOH \to K_{2} {SO}_{3} + H_{2} O

P_{4} O_{10} + 12 NaOH \to 4 {Na}_{3} {PO}_{4} + 6 H_{2} O

{SiO}_{2} + 2 NaOH \to {Na}_{2} {SiO}_{3} + H_{2} O

{Cl}_{2} O_{7} + 2 NaOH \to 2 {NaClO}_{4} + H_{2} O

B_{2} O_{3} + 6 KOH \to 2 K_{3} {BO}_{3} + 3 H_{2} O

Tlenki kwasowe reagują z tlenkami zasadowymi, tworząc odpowiednie sole kwasów tlenowych, np.:

{SO}_{3} + CaO \to {CaSO}_{4}

;

{Na}_{2} O + {CO}_{2} \to {Na}_{2} {CO}_{3}

.
, Tlenki zasadowe (reagujące z kwasami, a niereagujące z zasadami) Do tlenków zasadowych zaliczamy wszystkie tlenki zasadotwórcze (tlenki metali grup I i II z wyjątkiem BeO) oraz m.in. tlenek manganu(II) i tlenek chromu(II).

{Na}_{2} O + H_{2} {SO}_{4} \to {Na}_{2} {SO}_{4} + H_{2} O

MgO + 2 HCl \to {MgCl}_{2} + H_{2} O

MnO + 2 HCl \to {MnCl}_{2} + H_{2} O

Tlenki zasadowe reagują z tlenkami kwasowymi, tworząc odpowiednie sole kwasów tlenowych, np.:

MgO + N_{2} O_{5} \to Mg ({NO}_{3})_{2}

, Tlenki amfoteryczne (reagujące z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami) np.:

{Al}_{2} O_{3}

{Ga}_{2} O_{3}

{SnO}_{2}

{PbO}_{2}

ZnO

CuO

BeO

{Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O

{Al}_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 Na [Al (OH)_{4}]

tetrahydroksoglinian sodu

Pisząc równanie reakcji tlenku amfoterycznego z mocną zasadą, wśród substratów reakcji należy uwzględnić również wodę, np.:

BeO + 2 HCl \to {BeCl}_{2} + H_{2} O

;

BeO + 2 NaOH + H_{2} O \to {Na}_{2} [Be (OH)_{4}]

tetrahydroksoberylan sodu.

Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą, np.:

{Al}_{2} O_{3} + H_{2} O

→ reakcja nie zachodzi;

BeO + H_{2} O

→ reakcja nie zachodzi.

Warto pamiętać, że podczas reakcji tlenku amfoterycznego z mocną zasadą tworzą się związki koordynacyjne (tzw. hydroksokompleksy)., Tlenki obojętne (nie reagują z wodą ani z kwasami i zasadami)

SiO

CO

N_{2} O

NO

bg‑azure

Zmiana charakteru chemicznego wybranych tlenków na tle układu okresowego

Zmiana charakteru tlenków zależna jest od położenia pierwiastka tworzącego dany tlenek w układzie okresowym. Tlenki metali reagują z kwasami – nazywamy je tlenkami zasadowymi. Te, które reagują z zasadami, nazywamy tlenkami kwasowymi – są to głównie tlenki niemetali. Istnieją również tlenki amfoteryczneamfoterycznośćamfoteryczne, reagują one zarówno z kwasami, jak i zasadami.

R194OTn8kZkHN1

Schemat przedstawia tlenki pierwiastków grup głównych trzeciego okresu. Z grupy pierwszej Na2O oraz z grupy drugiej MgO, które to reagują z wodą, tworząc zasady, zaś wzrost ich zasadowości następuję wraz ze zmniejszaniem numeru grupy, to znaczy tlenek sodu jest bardziej zasadowy niż tlenek magnezu. Dalej z grupy trzynastej Al2O3 oraz z grupy czternastej SiO2, które nie reagują z wodą. Tlenek glinu ma charakter amfoteryczny, to znaczy reaguje z kwasami i zasadami. Tlenek krzemu (<math aria‑label="cztery">IV) należy z kolei do tlenków kwasowych. Charakter kwasowy tlenków wzrasta w okresie. Dalej tlenki fosforu z grupy piętnastej, to jest: P2O6, P4O6, P4O8, P4O10. Wszystkie wymienione tworzą kwasy z wodą oraz reagują z zasadami. Następnie tlenki siarki z szesnastej grupy, wśród nich SO, SO2, SO3, SO4, wszystkie reagują z wodą, tworząc kwasy oraz reagują z zasadami. Tlenki chloru z grupy siedemnastej: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Również reagują z wodą, tworząc kwasy oraz z zasadami. — Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia : Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

amfoteryczność

(gr. amphóteros „dwustronny”) właściwość niektórych indywiduów chemicznych, polegająca na zdolności do reagowania zarówno z kwasami, jak i zasadami

metal

(gr. métallon „kopalnia, kruszec”) substancje odznaczające się dobrym przewodnictwem elektrycznym i cieplnym, charakterystycznym połyskiem, dużą wytrzymałością mechaniczną oraz plastycznością

wzór chemiczny

umowny zapis jakościowego i ilościowego składu lub budowy cząsteczek pierwiastków i związków chemicznych za pomocą symboli chemicznych

stopień utlenienia

ładunek jonu, w jaki przekształciłby się atom danego pierwiastka, gdyby wszystkie tworzone przez niego wiązania miały charakter jonowy

układ okresowy

sposób klasyfikacji pierwiastków chemicznych w tabeli, powstałej w wyniku ułożenia pierwiastków wg wzrastającej liczby atomowej oraz wg ich właściwości chemicznych

Bibliografia

M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Wprowadzenie

Grafika interaktywna

Tlenki

Maksymalny stopień utlenienia

Sposoby klasyfikacji tlenków

Nazewnictwo tlenków

Właściwości chemiczne tlenków

Zmiana charakteru chemicznego wybranych tlenków na tle układu okresowego

Słownik

Bibliografia