Chemia nieorganiczna/Tlenki

Tlenki są to związki chemiczne dowolnego pierwiastka z tlenem. Ich skład można przedstawić ogólnym wzorem:

E_nO_m

• E – symbol danego pierwiastka.
• n i m – indeksy stechiometryczne.

Zasady nazywania tlenków

• Nazwę tlenku tworzy się przez podanie wartościowości lub stopnia utlenienia pierwiastka w nawiasie, na końcu nazwy.
  • CO₂ – tlenek węgla(IV) lub tlenek węgla(+4)
  • CO – tlenek węgla(II) lub tlenek węgla(+2)
  • Na₂O – tlenek sodu
  • Fe₂O₃ – tlenek żelaza(III) lub tlenek żelaza(+3)
• Przez dodanie przedrostków liczebnikowych (di-2, tri-3, tetra-4, penta-5, heksa-6, hepta-7, okta-8), które odpowiadają wartościowością indeksów stechiometrycznych (ditlenek, tritlenek itd.).
  • CO₂ – ditlenek węgla
  • CO – tlenek węgla
  • Fe₂O₃ – tritlenek diżelaza
• Gdy w cząsteczce występuje ugrupowanie nadtlenkowe -O-O- nazwę obdarzamy przedrostkiem nad-, gdy występuje anionorodnik *O-O| z jednym niesparowanym elektronem oraz kation metalu nazwę obdarzamy przedrostkiem "-ponad", a gdy występuje wiązanie pomiędzy atomami pierwiastka (nie tlenu), to nazwę obdarzamy przedrostkiem pod-.
  • K−O−O−K nadtlenek potasu
  • K[+]*O−O| ponadtlenek potasu
  • |N=N|−>O podtlenek azotu(+2)

Otrzymywanie tlenków

Utlenianie pierwiastków

pierwiastek + tlen → tlenek

• 2Mg + O₂ → 2MgO
• 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Utleniania niższych tlenków

niższy tlenek + tlen → wyższy tlenek

• 2CO + O₂ → 2CO₂
• 2NO + O₂ → 2NO₂

Rozkład soli nietrwałych kwasów tlenowych

sól kwasu tlenowego → tlenek 1 + tlenek 2

• CaCO₃ → CaO + CO₂
• Na₂SO₃ → Na₂O + SO₂

Rozkład niektórych wodorotlenków

wodorotlenek → tlenek 1 + tlenek 2 (woda)

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

Rozkład kwasów nietrwałych

kwas → tlenek 1 + tlenek 2 (woda)

• H₂CO₃ → CO₂ + H₂O
• H₂SO₃ → SO₂ + H₂O

Podział

Zdolność do reakcji z kwasami i zasadami pozwala podzielić tlenki:

1. Tlenek kwasowy to taki tlenek, który w warunkach normalnych reaguje z roztworami zasad z wytworzeniem soli i wody. Zachowuje się tak przeważająca większość tlenków niemetali, większość tlenków półmetali i niektóre wyższe tlenki metali. Większość z nich reaguje z wodą, a produktem takiej reakcji jest kwas. Często przytaczanym przykładem jest tlenek siarki(VI).
2. Tlenek zasadowy to taki tlenek, który reaguje z kwasami, z wytworzeniem soli i wody. Jeżeli reaguje z wodą, produktem tej reakcji jest wodorotlenek. Zasadowe są tlenki metali alkalicznych (litowców) i metali ziem alkalicznych (berylowców), na przykład tlenek wapnia.
3. Tlenek amfoteryczny to taki tlenek, który nie reaguje z wodą, natomiast może reagować z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami, tworząc sole – wobec mocnych kwasów zachowują się jak tlenki zasadowe, a wobec mocnych zasad jak tlenki kwasowe. Amfoteryczny jest między innymi tlenek glinu.
4. Tlenek obojętny to taki tlenek, który nie reaguje ani z kwasami, ani z zasadami. Z wodą zresztą też nie. Typowym tlenkiem obojętnym jest czad (tlenek węgla(II)).

Dodatkowo tlenki można podzielić na reagujące i niereagujące z wodą. Podział jest wówczas następujący:

1. tlenki reagujące z wodą:
   1. kwasowe:
      • niemetali, np. SO₂, NO₂
      • metali, np. CrO₃, Mn₂O₇
   2. zasadowe:
      • metali, np. K₂O, CaO
   3. amfoteryczne:
      • półmetali, np. As₂O₃
      • metali, np. V₂O₅
2. tlenki niereagujące z wodą:
   1. amfoteryczne:
      • półmetali, np. GeO₂
      • metali, np. Al₂O₃, BeO, ZnO
   2. o charakterze zasadowym:
      • metali, np. CrO, NiO
   3. o charakterze kwasowym:
      • niemetali, np. SiO₂
      • metali, np. MoO₃
   4. obojętne: CO, SiO, NO, N₂O