Tlenki

Tlenki w encyklopedii

Tlenki – nieorganiczne związki chemiczne, zbudowane z tlenu i innego pierwiastka chemicznego. Powstają w wyniku reakcji pierwiastków z tlenem (utlenianie, spalanie) oraz rozkładu związków zawierających tlen. Najbardziej rozpowszechnionymi tlenkami są: woda (H₂O), krzemionka, czyli główny składnik piasku kwarcowego (SiO₂), dwutlenek węgla (CO₂).

W chemii organicznej tlenkami określane są epitlenki, czyli związki, w których sąsiadujące atomy węgla oprócz wiązania węgiel-węgiel połączone są też mostkiem tlenowym, tworząc pierścień trójczłonowy.

Tlenki nieorganiczne są omówione w dalszej części artykułu.

Spis treści

• 1 Właściwości tlenków
  • 1.1 Właściwości fizyczne
  • 1.2 Właściwości chemiczne
• 2 Nazewnictwo tlenków
• 3 Otrzymywanie tlenków
• 4 Kwasowo-zasadowy charakter tlenków nieorganicznych
• 5 Podtlenki, nadtlenki, ponadtlenki i ozonki
• 6 Tlenki na Ziemi
• 7 Ważniejsze tlenki nieorganiczne
• 8 Bibliografia
• 9 Przypisy

Właściwości tlenków | edytuj kod

Właściwości fizyczne | edytuj kod

Tlenki mają bardzo różne własności fizyczne, które zależą od pierwiastka łączącego z tlenem: od substancji stałych o bardzo wysokich temperaturach topnienia (tlenek wolframu), przez ciecze (woda), po gazy (podtlenek azotu). Większość tlenków metali ma podobny, biały bądź szary kolor bez połysku, jednak znanych jest też wiele tlenków barwnych, np. czarny tlenek żelaza(II), czerwono-brązowy tlenek żelaza(III) (rdza), jaskrawoczerwony lub żółty tlenek rtęci(II) bądź zielony tlenek chromu(III) i in.

Właściwości chemiczne | edytuj kod

Tlen w tlenkach zawsze występuje na minus drugim stopniu utleniania (−II; nie dotyczy to nadtlenków i ponadtlenków). Mają one bardzo różne własności chemiczne w zależności od elektroujemności i stopnia utlenienia pierwiastka, z którym tlen tworzy wiązanie.

• właściwości redukująco-utleniające:
  • utleniacze: tlenki łatwo oddające tlen, np. tlenek rtęci(II)
  • reduktory: tlenki łatwo utleniające się, np. tlenek węgla(II)
• reaktywność chemiczna
  • tlenki reaktywne, np. tlenki metali I grupy układu okresowego, tlenki azotowców i fluorowców
  • tlenki mało aktywne chemicznie, np. dwutlenek krzemu
• właściwości kwasowo-zasadowe
  • tlenki zasadowe: reagują z kwasami, dając sole, zazwyczaj alkalizują wodą (podwyższają odczyn pH)
  • tlenki kwasowe: reagują z zasadami, dając sole, zazwyczaj zakwaszają wodą
  • tlenki amfoteryczne: reagują zarówno z kwasami, jak i z zasadami; są to głównie tlenki pierwiastków grup przejściowych i tlenki metali z grup 13–15 + berylu.
  • tlenki obojętne: nie reagują z kwasami ani z zasadami z wytworzeniem soli; należą do nich niektóre tlenki niemetali na niskich stopniach utlenienia, np. NO i CO oraz tlenki gazów szlachetnych

Jeżeli metal przejściowy tworzy tlenki na różnych stopniach utlenienia (np. mangan), właściwości kwasowe tlenku rosną wraz ze wzrostem stopnia utlenienia. Przykładowo, tlenki manganu to m.in. MnO, MnO₂ lub Mn₂O₇:

Tlenek manganu(II), MnO z kwasami daje sole zawierające kation Mn²⁺:

Tlenek manganu(IV), MnO₂ reaguje z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami (nie reaguje z wodą):

Tlenek manganu(VII), Mn₂O₇, z wodą tworzy kwas nadmanganowy (HMnO₄), a z zasadami sole, nadmanganiany (zawierające anion MnO₄−)

Nazewnictwo tlenków | edytuj kod

Do tworzenia nazw tlenków zazwyczaj stosuje się nomenklaturę konstytucyjną, w której stechiometrię związku oddaje się np. za pomocą przedrostków zwielokrotniających lub liczb Stocka (stopni utlenienia), np.

• K₂O – tlenek dipotasu lub tlenek potasu
• CaO – tlenek wapnia
• Al₂O₃ – tritlenek diglinu lub tlenek glinu(III)
• CO – tlenek węgla lub tlenek węgla(II)
• CO₂ – ditlenek węgla (zwyczajowo dwutlenek węgla) lub tlenek węgla(IV)
• MnO₂ – ditlenek manganu lub tlenek manganu(IV)

Wyjątkiem są związki fluoru z tlenem, które są fluorkami (a nie tlenkami) ze względu na wyższą elektroujemność fluoru w stosunku do tlenu. Stąd związek OF₂ to difluorek tlenu (a nie tlenek fluoru F₂O).

Otrzymywanie tlenków | edytuj kod

1. Bezpośrednia synteza z pierwiastków – tym sposobem można otrzymać najwięcej tlenków.

Prawie niemożliwe jest otrzymanie tlenków fluorowców poprzez ich spalanie. Jeżeli dany pierwiastek posiada różne tlenki, to zazwyczaj utlenia się do tlenku o niższej wartościowości. Natomiast podczas spalania metali alkalicznych nie otrzymuje się tlenków, lecz nadtlenki, a podczas spalania w czystym tlenie (poza litem) ponadtlenki. Podczas spalania cięższych metali alkalicznych w ozonie można otrzymać ozonki.

2. Utlenianie metali w reakcji aluminotermii:

3. Utlenianie niższych tlenków:

4. Redukcja wyższych tlenków:

5. Redukcja lub rozkład nadtlenków i ponadtlenków:

6. Rozkład (analiza):

7. Rozkład soli nietrwałych kwasów tlenowych:

8. Rozkład niektórych wodorotlenków:

9. Rozkład nietrwałych kwasów tlenowych:

10. Reakcja kwasu utleniającego z reduktorem:

W niektórych przypadkach w celu otrzymania pożądanego tlenku konieczne jest użycie katalizatora, np.:

bądź utrzymanie specjalnych warunków otoczenia takich jak ciśnienie i temperatura.

Kwasowo-zasadowy charakter tlenków nieorganicznych | edytuj kod

(1) Tlenki większości niemetali w reakcji z wodą tworzą kwasy:

(2) Tlenki metali alkalicznych i ziem alkalicznych (czyli litowce i berylowce bez berylu) w reakcji z wodą tworzą zasady:

(3) Tlenki zasadowe reagują z kwasami:

(4) Tlenki kwasowe reagują z zasadami:

(5) i (6) Tlenki amfoteryczne mają właściwości kwasowe lub zasadowe w zależności od środowiska, w którym się znajdują. Np. tlenek glinu bądź tlenek cynku reaguje

Podtlenki, nadtlenki, ponadtlenki i ozonki | edytuj kod

Innym podziałem tlenków jest fakt występowania lub nie wiązań chemicznych tlen-tlen i inny pierwiastek – inny pierwiastek.

• podtlenki – zawierają wiązanie inny pierwiastek – inny pierwiastek np. N₂O
• nadtlenki – zawierają mostki tlenowe (−O−O−) np. H₂O₂, Na₂O₂
• ponadtlenki – zawierają anion O₂⁻ np. KO₂
• ozonki – zawierają anion O₃⁻ np. CsO₃

Tlenki na Ziemi | edytuj kod

Ważniejsze tlenki nieorganiczne | edytuj kod

Do najbardziej znanych tlenków zaliczyć można:

• H₂O – tlenek wodoru, czyli woda;
• N₂O – podtlenek azotu znany jako gaz rozweselający;
• SO₂ – dwutlenek siarki obecny w spalinach przemysłowych, tworzy z wodą tzw. kwaśne deszcze;
• CO – tlenek węgla jest toksycznym gazem obecnym w spalinach; składnik gazu świetlnego;
• CO₂ – dwutlenek węgla obecny w wodzie gazowanej oraz w wyziewach kominowych, spalinach; jest też jednym z gazów cieplarnianych;
• CaO – tlenek wapnia – czyli inaczej wapno palone; składnik zaprawy murarskiej;
• TiO₂ – dwutlenek tytanu, składnik bieli tytanowej;
• SiO₂ – krzemionka jest przetapiana na szkło.

Bibliografia | edytuj kod

• Stanisława Hejwowska, Ryszard Marcinkowski: Chemia. Wyd. 2. Cz. 1: Chemia ogólna i nieorganiczna. Wydawnictwo Pedagogiczne Operon, 2003. ISBN 83-7390-082-9. (pol.)
• Otrzymywanie oraz właściwości tlenków i wodorków. W: Stanisława Hejwowska: Chemia Vademecum maturalne. Gdynia: Wydawnictwo Pedagogiczne Operon, 2006, s. 44–45. ISBN 83-7461-299-1. (pol.)

Przypisy | edytuj kod

1. ↑ Adam Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna. Wyd. VII, Warszawa: Państwowe Wydaw. Naukowe, 1981, s. 585. ​ISBN 83-01-02626-X​

• NDL: 00570148
• BNCF: 14012

Na podstawie artykułu: "Tlenki" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy