Tlenki.html
 
| ca | de | en | es | fr | it | nl | no | pl | pt | ru | ro | fi | sv | tr | vo |


 

Tlenki - nieorganiczne związki chemiczne, zbudowane z tlenu i dowolnego pierwiastka chemicznego. Powstają w wyniku reakcji pierwiastków z tlenem (→ utlenianie, spalanie) oraz rozkładu związków zawierających tlen lub rozkładu związków pod wpływem tlenu. Najbardziej rozpowszechnionymi tlenkami są: woda (H2O), krzemionka (SiO2 → piasek), dwutlenek węgla (CO2).

W chemii organicznej tlenkami nazywa się zwyczajowo epitlenki, czyli związki, w których sąsiadujące atomy węgla oprócz wiązania węgiel-węgiel połączone są też mostkiem tlenowym tworząc pierścień trójczłonowy. Najprostszym związkiem tego typu jest tlenek etylenu.

W dalszej części artykułu omówione są tlenki nieorganiczne.

Spis treści

edytuj Właściwości tlenków

edytuj Właściwości fizyczne

Tlenki mają bardzo różne własności fizyczne, które zależą od pierwiastka łączącego z tlenem: od substancji stałych o bardzo wysokich temperaturach topnienia (np. tlenek wolframu), przez ciecze (woda), po gazy (np. 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), zielony tlenek chromu(III) i in.

Zmiana zabarwienia tlenku wraz ze zmianą wartościowości
Tlenek ołowiu(II) Tlenek ołowiu(IV) Tlenek ołowiu(II i IV)

edytuj Właściwości chemiczne

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

Jeżeli metal przejściowy tworzy tlenki na różnych stopniach utlenienia (np. mangan), właściwości kwasowe tlenku rosną wraz ze wzrostem stopnia utlenienia. Tlenek manganu może występować jako: MnO, MnO2 lub Mn2O7.

MnO tworzy zasadę:

MnO + H2O → Mn(OH)2

MnO2 jest amfoteryczny i nie reaguje z wodą, lecz z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami.

MnO2 + 4KOH + 2H2O → K4[Mn(OH)8
MnO2 + H2SO4 → MnSO4 + H2O
MnO2 + H2O → Nie zachodzi

Mn2O7 tworzy kwas:

2Mn2O7 + H2O → 2HMnO4

edytuj Nazewnictwo tlenków

IUPAC zaleca stosowanie systemu Stocka. Aby nadać tlenkowi nazwę przy użyciu tego systemu używamy słowa tlenek oraz podajemy nazwę pierwiastka tworzącego dany tlenek. Dla pierwiastka, który w wiązaniu z tlenem przyjmuje tylko jedną wartościowość nie podaje się jej, lecz gdy istnieją różne wartościowości pierwiastka, w jego tlenkach należy napisać ją w nawiasie. Np.:

K2O - tlenek potasu

CaO - tlenek wapnia

Sc2O3 - tlenek skandu

CO - tlenek węgla(II)

CO2 - tlenek węgla(IV)

MnO2 - 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).

Wartościowość atomu,
z którym łączy się tlen		 Stosunek ilości
atomu do tlenu		 Przykłady
-I 1:2 OF2 (tylko)
I 2:1 Li2O, Ag2O
II 1:1 CaO, MnO
III 2:3 Sr2O3, Al2O3
IV 1:2 CO2, TiO2
V 2:5 N2O5, V2O5
VI 1:3 CrO3, SO3
VII 2:7 Mn2O7, Cl2O7
VIII 1:4 OsO4 RuO4
Tlenki mieszane różnie Fe3O4 = FeO · Fe2O3
Mn3O4 = MnO · Mn2O3


Zobacz więcej w osobnym artykule: Nomenklatura chemiczna.

edytuj Otrzymywanie tlenków

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

2Ba + O2 → 2BaO
S + O2 → SO2

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. W warunkach labolatoryjnych można otrzymać podczas spalania cięższych metali alkaicznych w ozonie ozonki.

2. Utlenianie metali w reakcji aluminotermii:

3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr

3. Utlenianie niższych tlenków

2CO + O2 → 2CO2
4FeO + 3O2 → 2Fe2O3

4. Redukcja wyższych tlenków:

MnO2 + H2 → MnO + H2O
Fe2O3 + C → 2FeO + CO

5. Redukcja lub rozkład nadtlenków i ponadtlenków

Na2O2 + Na → 2Na2O
2H2O2 → 2H2O + O2

6. Rozkład (analiza), czyli dysproporcjonowanie tlenków:

4MnO2 → 2Mn2O3 + O2
N2O3 → NO + NO2

7. Rozkład soli nietrwałych kwasów tlenowych:

CaCO3 → CaO + CO2
Na2SO3 → Na2O + SO2

8. Rozkład niektórych wodorotlenków:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Cu(OH)2 → CuO + H2O

9. Rozkład kwasów nietrwałych:

H2CO3 → CO2↑ + H2O
H2SO3 → SO2↑ + H2O

10. Reakcja kwasu utleniającego:

3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O

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

2SO2 + O2 —[katalizator V2O5→ 2SO3

Bądź utrzymanie specjalnych warunków otoczenia takich jak ciśnienie, bądź tepmeratura.

edytuj Kwasowo-zasadowy charakter tlenków nieorganicznych

Reakcje tlenków z wodą, kwasem i zasadą
Charakterystyka Tlenki kwasowe Tlenki zasadowe Tlenki amfoteryczne Al2O3, ZnO Tlenki obojętne CO , NO
Tlenki kwasowe np. CO2, SO3 Tlenki o charakterze kwasowym SiO2 Tlenki zasadowe K2O, CaO Tlenki o charakterze zasadowym MgO MnO
Reakcja z wodą tak (1) nie tak (2) nie nie nie
Reakcja z kwasem nie tak (3) tylko z kwasem mocnym (4) nie
Reakcja z zasadą tak (5) nie tylko z mocną zasadą (6) nie

Najbardziej znaną reakcją chemiczną tlenków jest reakcja z wodą, w czasie której powstają kwasy i zasady.

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

CO2 + H2O → H2CO3
SO3 + H2O → H2SO4

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

Na2O + H2O → 2NaOH
CaO + H2O → Ca(OH)2

(5) Tlenki kwasowe reagują z zasadami:

Cl2O7 + 2NaOH → 2NaClO4 + H2O
CO2 + 2LiOH → Li2CO3 + H2O

(3) Tlenki zasadowe reagują z kwasami:

CaO + 2HCN → Ca(CN)2 + H2O
K2O + HNO2 → KNO2 + H2O

Tlenki amfoteryczne to takie, które posiadają własności kwasowe lub zasadowe w zależności od środowiska, w którym się znajdują.

(4) Tlenek glinu bądź tlenek cynku reaguje z kwasami mocnymi:

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
ZnO + 2HMnO4 → Zn(MnO4)2 + H2O

(6) oraz z mocnymi zasadami:

Al2O3 + 6NaOH + 3H2O → 2Na3[Al(OH)6
ZnO + Sr(OH)2 + H2O → Sr[Zn(OH)4
Należy pamiętać, że reakcje otrzymywania tlenków (powyżej),
reakcji z wodą, kwasem lub zasadą mogą nie mieć nic wspólnego z rzeczywistością. 
Większość z wypisanych reakcji jest najczęścij nieekonomiczna, zbyt niebezpieczna,
lub po prostu produkt reakcji zbyt szybko ulega rozkładowi, aby ją wykonać.

edytuj Podtlenki, nadtlenki i ponadtlenki

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

  • podtlenek - to zwykle tlenek, w którym występują wiązanie inny pierwiastek - inny pierwiastek np. N2O
  • nadtlenek - to tlenek, w którym występują mostki tlenowe o wiązaniu tlen-tlen np. H2O2, Li2O2
  • ponadtlenek - tlenek, w którym występuje rodnik O^-_2 np. KO2

Te rodzaje połączeń z tlenem są nietrwałe, a przy rozkładzie wydzielają tlen i energię.


edytuj Tlenki w przyrodzie

Najbardziej rozpowszechnionym i znanym tlenkiem na Ziemi jest woda, krzemionka, tlenek węgla(IV).

edytuj Ważniejsze tlenki nieorganiczne

Do najbardziej znanych tlenków zaliczyć można:

edytuj Zobacz też
All Right Reserved © 2007, Designed by Stylish Blog.