TLENKI

1| Informacje podstawowe, nazewnictwo

Tlenkami nazywamy związki pierwiastków z tlenem, o wzorze ogólnym: E_xO_y. Tlenki tworzy przytłaczająca większość pierwiastków. Mamy więc tlenki metali lekkich, metali ciężkich, półmetali, niemetali, wśród nich niektóre są ciałami stałymi, inne gazami, jedne są barwne inne nie - słowem ogromna różnorodność, na którą dodatkowo wpływa fakt, że spora część pierwiastków tworzy po kilka tlenków, jak chrom, który ma ich trzy (CrO, Cr₂O₃, CrO₃).

Niektóre z tlenków są substancjami pospolitymi, stykamy się z nimi na co dzień, czego najlepszymi przykładami są: woda, czyli tlenek wodoru, SiO₂ - podstawowy składnik chemiczny ziarenek piasku, CO₂ - produkt oddychania, wydalany z płuc przy każdym wydechu czy też CaO - zwany wapnem palonym. Co ciekawe niektóre szlachetne kamienie, za przykład niech posłuży nam krwisto-czerwony rubin, pod względem chemicznym również bywają tlenkami (rubin, jak i niebieski szafir to odmiany Al₂O₃).

Nazwę tlenku tworzymy dodając do słowa "tlenek" nazwę drugiego pierwiastka, jaki wchodzi w jego skład, wraz z wartościowością tego pierwiastka - system Stocka. I tak Fe₂O₃ to tlenek żelaza (III), a FeO to tlenek żelaza (II). Stosowane jest również nazewnictwo zawierające człony liczbowe związane z liczbą atomów pierwiastka w cząsteczce, np. CO₂ - ditlenek węgla, CO - tlenek węgla, zwany zwyczajowo czadem (odstępuje się od przedrostków spolszczonych dwu-, trój-, na rzecz przedrostków di-, tri-, tetra-...).

2| Wiązania w tlenkach, stan skupienia

Tlenki metali są substancjami jonowymi, wiązanie między atomem metalu, a atomem tlenu jest wiązaniem jonowym. Wraz z przejściem od metali lekkich przez metale ciężkie do półmetali i niemetali, jonowy charakter ich tlenków zanika na korzyść charakteru kowalencyjnego. Tlenki metali są przeważnie ciałami stałymi, a niemetali gazami. Woda jest najprostszym przykładem tlenku, który w warunkach normalnych występuje w stanie ciekłym.

3| Nadtlenki

Warto wiedzieć co nieco o tzw. nadtlenkach. Jest to grupa tlenków, które od pozostałych różnią się stopniem utlenienia tlenu. Występuje on w większości związków na stopniu utlenienia -II, ale możliwe jest przyjęcie przez tlen stopnia utlenienia -I. Związek pierwiastka z tlenem na -I stopniu utlenienia to właśnie nadtlenek. Np. nadtlenek wodoru (jego 3% roztwór w wodzie to woda utleniona, a 30% - perhydrol) ma wzór kreskowy H-O-O-H i sumaryczny H₂O₂, wodory przyjmują jedyny możliwy i odpowiedni im stopień utlenienia +I, a oba atomy tlenu mają stopień utlenienia -I. Każdy nadtlenek zawiera ugrupowanie -O-O-. Nadtlenków jest stosunkowo niewiele, inne przykłady: nadtlenek baru BaO₂, nadtlenek potasu K₂O₂, sodu Na₂O₂.

4| Otrzymywanie i charakter chemiczny tlenków

Tlenki otrzymuje się przeważnie przez spalanie, czyli reakcję danego pierwiastka z tlenem albo utlenianie niższego tlenku do wyższego:
2Mg + O₂
2MgO

S + O₂
SO₂
2SO₂ + O₂
2SO₃
Tlenki powstają również w procesie termicznego rozpadu soli i wodorotlenków:

CaCO₃ -T
CaO + CO₂


Ca(HCO₃)₂ -T
CaCO₃
+ H₂O + CO₂


Ca(OH)₂ -T
CaO + H₂O
Ze względu na charakter chemiczny, dzielimy tlenki na cztery grupy:

1. Tlenki kwasowe - są to przeważnie tlenki niemetali (choć znane są również kwasowe tlenki metali, np. CrO₃). Niektóre z tlenków kwasowych zwane są bezwodnikami kwasowymi, jako że reagując z wodą dają kwasy:
SO₃ + H₂O
H₂SO₄
Tlenki kwasowe reagują ponadto z zasadami dając sól i wodę:

CO₂ + 2NaOH
Na₂CO₃ + H₂O

2. Tlenki zasadowe - są to zawsze tlenki metali. Część z nich, mianowicie tlenki litowców i berylowców, zwane są również bezwodnikami zasadowymi, jako że reagując z wodą dają zasady:
Li₂O + H₂O
2LiOH
Tlenki zasadowe reagują z kwasami dając sól i wodę:
Na₂O + H₂SO₄
Na₂SO₄ + H₂O

3. Tlenki amfoteryczne - liczna grupa tlenków, przeważnie tlenki półmetali i niektórych metali (np. BeO, Al₂O₃, PbO, ZnO). Ich wyjątkowość polega na tym, że reagują zarówno z kwasami, jak i z zasadami:

z kwasem: ZnO + 2HCl
ZnCl₂ + H₂O,

z zasadą: ZnO + 2NaOH
Na₂ZnO₂ + H₂O
Z wodą reagują niechętnie lub wcale, najczęściej są w niej nieropuszczalne.

4. Tlenki obojętne - niewielka grupa tlenków, nie reagują ani z zasadami, ani z kwasami (np. CO, NO, SiO).


Inną właściwością chemiczną tlenków kwasowych i zasadowych jest to, że reagują one pomiędzy sobą, dając sól. Przykładowo w reakcji kwasowego tlenku krzemu (IV) z zasadowym tlenkiem potasu powstaje sól - krzemian potasu (K₂O + SiO₂
K₂SiO₃).

---