wtorek, 5 listopada 2013

Ogólnie o tlenkach - Definicja itd.

Tlenki – Nieorganiczne. Dwupierwiastkowe połączenia dowolnego pierwiastka z tlenem - tlen ma -II stopień utlenienia i wartościowość II . Nazwy tlenków tworzy się, pisząc słowo tlenek i kolejno nazwę pierwiastka chemicznego w dopełniaczu, ewentualnie jego wartościowość (dokładnie stopień utlenienia), gdy pierwiastek ten może zmieniać jej wartościowość.  Przykłady: 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.

Właściwości tlenków

Właściwości fizyczne

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 inne.
Zmiana barwy tlenku wraz ze zmianą stopnia utlenienia metalu
Tlenek ołowiu(II)
PbO
Tlenek ołowiu(II i IV)
Pb3O4
Tlenek ołowiu(IV)
PbO2
Lead monoxide.jpg Red lead.jpg Lead dioxide.jpg

Właściwości chemiczne

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+:
MnO + H2SO4 → MnSO4 + H2O
Tlenek manganu(IV), MnO2 reaguje z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami (nie reaguje z wodą):
MnO2 + 4KOH + 2H2O → K4[Mn(OH)8]
MnO2 + 2H2SO4 → Mn(SO4)2 + 2H2O (sole manganu(IV) są nietrwałe i otrzymywanym produktem reakcji MnO2 z kwasami są zazwyczaj związki manganu(II), np. 2MnO2 + 2H2SO4 → 2MnSO4 + O2 + 2H2O)
Tlenek manganu(VII), Mn2O7, z wodą tworzy kwas manganowy(VII) (kwas nadmanganowy), a z zasadami sole, manganiany(VII) (nadmanganiany):
Mn2O7 + H2O → 2HMnO4
Mn2O7 + 2KOH → 2KMnO4 + H2O