Tlenki, wodorotlenki i wodorki

Zakres materiału do sprawdzianu - I klasy LO - Systematyka związków
nieorganicznych - część I : TLENKI , WODORKI I WODOROTLENKI + przykładowe
zadania
I. TLENKI - to związki dwuskładnikowe tlenu z pierwiastkami metalicznymi
i niemetalicznymi, których atomy tlenu lub aniony tlenowe tworzą wiązania tylko
z danym pierwiastkiem (nie łączą się między sobą) o ogólnym wzorze EmOn lub EO
jeżeli m = n, gdzie m - wartościowość pierwiastka a n = 2 (wartościowość tlenu)
Tlenki grupy 1, 2 i 13 u.o.p. chem.
Grupa 1: E2O
Li2O - tlenek litu,
Na2O - tlenek sodu,
K2O - tlenek patasu
Grupa 2 : EO
BeO - tlenek berylu,
MgO - tlenek magnezu,
CaO - tlenek wapnia
Grupa 13: E2O3
B2O3 - tlenek boru,
Al2O3 - tlenek glinu,
Ga2O3 - tlenek galu
Wyjątek: Tl2O - tlenek talu(I)
Tl2O3 - tlenek talu(III)
Tlenki pierwiastków pozostałych grup - pierwiastki
w związkach z tlenem mogą przyjąć różne
wartościowości, czyli mogą tworzyć kilka tlenków,
w nazwie systematycznej należy podać
wartościowość pierwiastka:
N2O - tlenek azotu(I), NO - tlenek azotu(II)
N2O3 - tlenek azotu(III), NO2 - tlenek azotu(IV)
N2O5 - tlenek azotu(V)
Cl2O - tlenek chloru(I), Cl2O6 - tlenek chloru(VI)
Cl2O7 - tlenek chloru(VII)
SO2 - tlenek siarki(IV), SO3 - tlenek siarki(VI)
SiO - tlenek krzemu(II), SiO2 - tlenek krzemu(IV)
MnO - tlenek manganu(II)
Mn2O3 - tlenek manganu(III)
MnO2 - tlenek manganu(IV)
Mn2O7 - tlenek manganu(VII)
Podział tlenków ze względu na charakter chemiczny
Tlenki zasadowe - nie
reagują z zasadami, ale
reagują z wodą dając
wodorotlenki zasady
lub reagują z kwasami i
tlenkami kwasowymi
dając sole
Reagujące z wodą
dając zasady - tlenki
litowców
i magnezowców,
Reagujące z kwasami -
tlenki metali
pozostałych grup,
które nie są tlenkami
kwasowymi lub
amfoterycznymi
Tlenki kwasowe - nie
reagują z kwasami, ale
reagują z wodą dając
kwasy tlenowe lub reagują
z zasadami i tlenkami
zasadowymi dając sole
CO2
SO2; SO3
N2O3; NO2 (N2O4); N2O5
P2O3; P2O5 (P4O10)
B2O3
Br2O; BrO2
Cl2O; Cl2O6; Cl2O7
I2O5
SiO2(reaguje z silnymi
zasadami
CrO3; Mn2O7
Tlenki
amfoteryczne
- reagują
zarówno z
kwasami jak
i zasadami
BeO
Cr2O3
MnO2
ZnO
Al2O3
H2O (w teorii
kwasów i
zasad
Brӧnsteda)
Tlenki
obojętne - nie
reagują z
wodą, z
kwasami
i zasadami
N2O
NO,
SiO
CO
1. Metody otrzymywanie tlenków
* synteza z pierwiastków
2H2 + O2 2 H2O
S + O2  SO2
4Al + 3O2  2Al2O3
2Mg+ O2  2MgO
C + O2  CO2
* spalanie związków organicznych
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O C2H5OH + 3O2  2CO2 + 3H2O
* utlenianie tlenków
2SO2 + O2  2SO3 2CO + O2  2CO2 2NO + O2  2NO2
* redukcja tlenków
3Fe2O3 + C  2Fe3O4 + CO
*termiczny rozkład niektórych soli kwasów tlenowych
MgCO3  MgO + CO2
* rozkład niektórych tlenków
N2O3  NO + NO2
* termiczny rozkład niektórych wodorotlenków
2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O Cu(OH)2  CuO + H2O
* rozkład nietrwałych kwasów tlenowych
3HNO2  2NO + HNO3 + H2O H2CO3  CO2 + H2O
*rozkład kwasów utleniających w reakcji z metalami (np.: Cu, Ag, Hg, Bi)
Cu + 2H2SO4(stęż)  CuSO4 + SO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3(rozcień.) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ag + 2HNO3(stęż)  AgNO3 + NO2 + H2O
*spalanie niektórych związków nieorganicznych
4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O 2H2S + 3O2  2SO2 + 2H2O
2. Właściwości fizyczne tlenków
a) tlenki metali: substancje stałe o budowie krystalicznej, większość tlenków jest
związkami jonowymi, sieć krystaliczną tworzą kationy metali i aniony tlenowe O2-
,
- w wodzie rozpuszczają się tylko tlenki litowców i berylowców z wyjątkiem tlenku
berylu,
- w stanie nie przewodzą prądu elektrycznego, w stanie stopionym są przewodnikami
prądu,
b) tlenki niemetali - związki o wiązaniach kowalencyjnych lub kowalencyjnych
spolaryzowanych
- z reguły substancje gazowe, rzadziej ciała stałe (SO3, P4O10, SiO2, N2O5) lub ciecze
(H2O, N2O3), w temp. poniżej temp. topnienia tworzą kryształy cząsteczkowe o niskiej
temp. topnienia.
3. Właściwości chemiczne:
a) tlenki zasadowe reagujące z wodą lub kwasami i tlenkami kwasowymi - tylko
litowców i berylowców z wyjątkiem tlenku berylu:
K2O + H2O  2KOH Na2O + 2HCl  2NaCl + H2O
Li2O + CO2  Li2CO3
BaO + H2O  Ba(OH)2 MgO + H2SO4  MgSO4 + H2O
CaO + CO2  CaCO3
b) tlenki kwasowe (bezwodniki kwasów tlenowych) - reagują z wodą, wodorotlenkami,
tlenkami zasadowymi (patrz 3a) lub tylko z mocnymi zasadami (SiO2) :
SO2 + H2O  H2SO3 P4O10 + 6H2O  4H3PO4
N2O4 + H2O  HNO3 + HNO2 N2O3 + H2O  2HNO2
Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O 2NaOH + SO2  Na2SO3 + H2O
2KOH + N2O5  2KNO3 + H2O 2NaOH + SiO2  Na2SiO3 + H2O
c) tlenki amfoteryczne - reagują zarówno z kwasami jak i mocnymi zasadami
Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O  2Na[Al(OH)4] po podgrzaniu  2NaAlO2 + 4H2O
ZnO + 2HCl  ZnCl2 + H2O
ZnO + 2KOH + H2O  K2[Zn(OH)4] po podgrzaniu  K2ZnO2 + 2H2O
d) wartościowość metalu w tlenku a charakter chemiczny tlenku - wraz ze wzrostem
stopnia utlenienia (liczby atomów tlenu w cząsteczce tlenku niektórych matali bloku d
spada udział wiązań jonowych a wzrasta udział wiązań kowalencyjnych) charakter
tlenków z reguły zmienia się od właściwości zasadowych poprzez amfoteryczne do
kwasowy...