Przeczytaj

bg‑cyan

Klasyfikacja tlenków ze względu na budowę

TlenkitlenkiTlenki to związki tlenu z innymi pierwiastkami, w których atomy tlenu występują na $- II$ stopniu utlenieniastopień utlenieniastopniu utlenienia. Istnieje kilka sposobów ich klasyfikacji. Można je podzielić ze względu na typ wiązania na kowalencyjne spolaryzowane ( $Δ E < 1,7$ ) i jonowe ( $Δ E > 1,7$ ). Rodzaj wiązania, jaki występuje w danym tlenku, można ustalić na podstawie różnicy elektroujemności między tworzącymi dany tlenek pierwiastkami chemicznymi (np. ${Na}_{2} O$ posiada wiązanie jonowe, ponieważ $3,5 - 0,9 = 2,6$ ).

Symbol chemiczny pierwiastka	Wartość elektroujemności pierwiastka	Różnica elektroujemności w tlenku	Rodzaj wiązania w tlenku
$K$	$0,9$	$2,6$	jonowe
$Ca$	$1,0$	$2,5$	jonowe
$Al$	$1,5$	$2,0$	jonowe
$N$	$3,0$	$0,5$	kowalencyjne spolaryzowane
$S$	$2,5$	$1,0$	kowalencyjne spolaryzowane
$Br$	$2,8$	$0,7$	kowalencyjne spolaryzowane

Związki pierwiastków z tlenem można podzielić na: tlenki, nadtlenki, ponadtlenki i fluorki tlenu.

RwzNyhkkI4cQ31

Mapa myśli. Lista elementów:

Nazwa kategorii: Związki pierwiastków z tlenem

Nazwa kategorii: tlenki

Nazwa kategorii: proste

Nazwa kategorii: np. ${Na}_{2} O$ – tlenek sodu

Nazwa kategorii: mieszane

Nazwa kategorii: np. ${Fe}_{3} O_{4}$ – tlenek żelaza( $II$ , $III$ ), $N_{2} O$ – tlenek azotu( $I$ , $II$ ) $N_{2} O_{3}$ – tlenek azotu( $VI$ , $II$ )

Nazwa kategorii: ponadtlenki

Nazwa kategorii: np. ${KO}_{2}$ – ponadtlenek potasu, ${NaO}_{2}$ – ponadtlenek sodu

Nazwa kategorii: nadtlenki

Nazwa kategorii: np. $H_{2} O_{2}$ – nadtlenek wodoru, $N_{2} O_{2}$ – nadtlenek sodu, ${BaO}_{2}$ – nadtlenek baru

Nazwa kategorii: fluorki

Nazwa kategorii: np. ${OF}_{2}$

Mapa pojęć – Klasyfikacja tlenków ze względu na ich budowę

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wzór ogólny tlenków prostych ma postać:

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

gdzie:

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

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

**Maksymalne wartości stopni utlenienia pierwiastków w ich związkach z tlenem**
Numer grupy	Najwyższy stopień utlenienia atomów pierwiastka w tlenkach
$1 .$	$I$
$2 .$	$II$
$13 .$	$III$
$14 .$	$IV$
$15 .$	$V$
$16 .$	$VI$
$17 .$	$VII$
$18 .$	$VIII$

W poniższej tabeli zaprezentowano przykłady tlenków prostych.

Nazwa tlenku (wg Systemu StockaSystem StockaSystemu Stocka)	Wzór tlenku prostego	Stopień utlenienia pierwiastka wobec tlenu
tlenek litu	${Li}_{2} O$	$I$
tlenek skandu( $III$ )	${Sc}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek manganu( $IV$ )	${MnO}_{2}$	$IV$
tlenek żelaza( $III$ )	${Fe}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek glinu	${Al}_{2} O_{3}$	$III$
tlenek węgla( $II$ )	$CO$	$II$
tlenek azotu( $II$ )	$NO$	$II$
tlenek siarki( $IV$ )	${SO}_{2}$	$IV$
tlenek chloru( $I$ )	${Cl}_{2} O$	$I$

Nadtlenki to związki pierwiastka z tlenem, w których atomy tlenu występują na $- I$ stopniu utlenienia. W strukturze nadtlenków jest obecne wiązanie $O — O$ . Nadtlenki o budowie jonowej, np. $K_{2} O_{2}$ , zawierają zatem w swojej budowie aniony nadtlenkowe ${O_{2}}^{2 -}$ . Poniżej przedstawiono wzór strukturalny nadtlenku wodoru.

R1WfYs725kz1L

Ilustracja przedstawiająca wzór strukturalny nadtlenku wodoru HOOH z zaznaczonym na niebiesko wiązaniem nadtlenkowym pomiędzy atomami tlenu. Wzór prezentuje się następująco. Pomiędzy dwoma atomami tlenu oznaczonymi symbolicznie literą O występuje poziome wiązanie pojedyncze. Od każdego z tych atomów tlenu poprowadzone jest jeszcze pojedyncze wiązanie w górę do atomu wodoru oznaczonego symbolicznie literą H. Lewe wiązanie do atomu wodoru zaznaczone jest jako klin, co oznacza, że wiązanie to jest skierowane do przodu. Prawe wiązanie do atomu wodoru zaznaczone jest jako linia przerywana, co oznacza, że wiązanie to jest skierowane do tyłu. — Wzór strukturalny nadtlenku wodoru z zaznaczonym wiązaniem nadtlenkowym (wiązanie pomiędzy atomami tlenu)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Są to związki nietrwałe o właściwościach silnie utleniających. Wzór ogólny nadtlenków ma postać:

X_{n} O_{2}

gdzie:

$X$ – oznacza symbol pierwiastka chemicznego z grupy $1 .$ , $2 .$ lub $12 .$ ;
$n$ – oznacza odpowiedni dla danego nadtlenku indeks stechiometryczny;
$O_{2}^{2 -}$ – to ugrupowanie ${(O — O)}^{2 -}$ , w którym atomy tlenu występują na $- I$ stopniu utlenienia.

Ponadtlenki są to związki, w których atomy tlenu występują na formalnym stopniu utlenienia $- \frac{1}{2}$ . Rozważania dotyczące ponadtlenków właściwie ograniczają się do związków potasu i baru, bowiem to te dwa pierwiastki tworzą najtrwalsze ponadtlenki. W związkach tych ${KO}_{2}$ i $Ba {(O_{2})}_{2}$ występuje jon ${O_{2}}^{-}$ .

Wzór ogólny ponadtlenków ma postać:

\overset{n}{M e} {(O_{2})}_{n}

gdzie:

$M e$ – oznacza symbol metalu grupy $1 .$ lub $2 .$ układu okresowego pierwiastków;
$n$ – wartość stopnia utlenienia metalu;
${O_{2}}^{- I}$ – to ugrupowanie ${(O — O)}^{- I}$ , w którym atomy tlenu występują na $- \frac{1}{2}$ stopniu utlenienia.

Nazwa tlenku (wg Systemu Stocka)	Wzór tlenku	Stopień utlenienia pierwiastka wobec tlenu
nadtlenek potasu	$K_{2} O_{2}$	$I$
ponadtlenek potasu	${KO}_{2}$	$I$

RsqhQvEoYULEG

Ilustracja przedstawiająca wzór ponadtlenku potasu przedstawiony w postaci K+ w nawiasie kwadratowym dwa atomy tlenu O połączone wiązaniem podwójny, symbolizowanym przez dwie kreski, nad kreskami pojedynczy elektron, każdy atom ma po dwie wolne pary elektronowej oznaczone jako cztery kropki. Za nawiasem kwadratowym w indeksie górnym znak minus. — Wzór ponadtlenku potasu. W ponadtlenkach między atomami tworzone jest wiązanie trójelektronowe (o rzędzie $1,5$ ).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Dla niektórych pierwiastków, np. dla żelaza i ołowiu, oprócz tlenków prostych, występują również tlenki mieszane, w których atomy danego pierwiastka, wchodzące w skład tlenu, występują na dwóch różnych stopniach utlenienia. Dla takich związków nazwy tworzone są analogicznie, jak dla tlenków prostych. Należy jednak podać obydwa stopnie utlenienia metalu. Do przykładów takich tlenków należą: ${Fe}_{3} O_{4}$ – tlenek żelaza( $II$ , $III$ ), ${Pb}_{2} O_{3}$ – tlenek ołowiu( $II$ , $IV$ ), ${Pb}_{3} O_{4}$ – tlenek ołowiu( $II$ , $IV$ ).

bg‑cyan

Klasyfikacja tlenków ze względu na rodzaj pierwiastka

Wyróżnia się również podział tlenków ze względu na rodzaj pierwiastka, jaki go tworzy. Wyodrębnia się zatem tlenki metali i niemetali. Tlenki metali to zazwyczaj ciała stałe o wysokiej temperaturze topnienia i wysokiej gęstości. Niektóre z nich są lotne, np. ${Mn}_{2} O_{7}$ . Połączenia z metalami ciężkimi na ogół są barwne, dlatego wykorzystuje się je jako pigmenty, np. ${Cr}_{2} O_{3}$ – zieleń, ${Pb}_{3} O_{4}$ – pomarańczowy. Większość z nich nie rozpuszcza się w wodzie, poza litowcami i berylowcami. Tlenki niemetali występują w różnych stanach skupienia: stałym, np. ${SiO}_{2}$ , ciekłym, np. ${Cl}_{2} O_{7}$ oraz gazowym, np. ${CO}_{2}$ .

R1SWHMC4hYjym1

Mapa myśli. Lista elementów:

Nazwa kategorii: tlenki

Nazwa kategorii: niemetali

Nazwa kategorii: np. $CO$ – tlenek węgla( $II$ )

Nazwa kategorii: metali

Nazwa kategorii: ${Sc}_{2} O_{3}$ – tlenek skandu( $III$ )

Mapa pojęć – Klasyfikacja tlenków ze względu na rodzaj pierwiastka

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Inny typ podziału, to podział oparty na charakterze chemicznym tlenków. Zgodnie z nim wyróżnia się tlenki:

obojętne, np. $CO$ , $SiO$ ;
kwasowe, np. ${SO}_{2}$ , $N_{2} O_{5;}$
zasadowe, np. ${Na}_{2} O$ , $MgO$ ;
amfoteryczne, np. ${Al}_{2} O_{3}$ , $ZnO$ .

Ten typ podziału przydatny jest przy określaniu reaktywności tlenków. Otóż tlenki kwasowe reagują z zasadami, a nie reagują z kwasami; tlenki zasadowe reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami; tlenki amfoteryczne reagują z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami, a tlenki obojętne nie reagują ani z kwasami, ani z zasadami.

Polecenie 1

Ustal wzór sumarycznywzór sumarycznywzór sumaryczny związku pierwiastka z tlenem na podstawie jego nazwy.

Nadtlenek baru.
Tlenek chromu( $VI$ ).

R3sn9pxyBWsZy

R1dTHKGCnr4am

${BaO}_{2}$ ;
${CrO}_{3}$ .

Słownik

tlenki

dwuskładnikowe związki tlenu z innymi pierwiastkami, w których atomy tlenu występują na $- II$ stopniu utlenienia

stopień utlenienia

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

wzór sumaryczny

wzór chemiczny, który podaje symbole pierwiastków oraz liczbę ich atomów tworzących dany związek chemiczny, określa skład jakościowy i ilościowy związku chemicznego

System Stocka

oznacza podawanie stopnia utlenienia pierwiastka lub centrum koordynacyjnego w nawiasie okrągłym, z pominięciem spacji przy danej nazwie związku chemicznego

kwasy mocne

kwasy, które w roztworach (przy dostatecznie dużym rozcieńczeniu) całkowicie dysocjują na jony, tj. ich stopień dysocjacji elektrolitycznej jest równy $1$

moc zasady

termin umowny, rozumiany jako zdolność zasady do uwalniania jonów wodorotlenkowych (w roztworze) bądź zdolność do oddawania elektronów w reakcjach z akceptorami elektronów

Bibliografia

Encyklopedia PWN

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

Śliwa W., Zelichowicz N., Nowe nzewnictwo w chemii związków nieorganicznych i organicznych, Warszawa 1994.

Tlenki, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tlenki, dostęp: 23.04.2021).

Wartościowość, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9Bciowo%C5%9B%C4%87, dostęp: 23.04.2021.

Wprowadzenie

Mapa pojęć

Klasyfikacja tlenków ze względu na budowę

Klasyfikacja tlenków ze względu na rodzaj pierwiastka

Słownik

Bibliografia