Idzie Kadłubek przez ulicę...

A. TLENKI

A.1 – Podział związków chemicznych.

Związki chemiczne dzielimy na ORGANICZNE i NIEORGANICZNE. W uproszczeniu: organiczne to wszystkie związki węgla, prócz jego tlenków, kwasu węglowego, soli węgla (węglanów, węglików) i innych (których wymieniać tu nie warto). Nieorganiczne – to wszystkie inne oraz te, które wymieniłem przed chwilą jako wyjątki przy definicji związków organicznych.

A.1.1 – Podział związków nieorganicznych.
Związki nieorganiczne to:
tlenki, wodorki, wodorotlenki, kwasy, sole.


A.2 – Wzory i nomenklatura tlenków.
TLENKI to związki pierwiastków z tlenem o wzorze ogólnym:

x II
E2Ox

CO TU TRZEBA ROZUMIEĆ? E – to dowolny pierwiastek tworzący tlenek. O to oczywiście tlen, w tlenkach ZAWSZE DWUWARTOŚCIOWY. Jako „x” oznaczyłem wartościowość dowolnego pierwiastka. Rzymskie II oznacza oczywiście wartościowość tlenu. Wzór sumaryczny tlenku tworzymy metodą krzyżową, przenosząc z indeksu górnego wartościowość jednego pierwiastka do indeksu dolnego drugiego pierwiastka, gdzie funkcjonuje ona już jako ilość atomów danego pierwiastka. Jeżeli „x” jest parzyste, skracamy je z dwójką. Oczywiście, niektóre wzory tworzy się poza schematem, np. tlenek fosforu (V), tworzący cząsteczki (układy) dimeryczne – ale to już wyższa szkoła jazdy.

Ćwiczenie: Utwórz wzory sumaryczne tlenków: potasu, magnezu, glinu, sodu (IV), krzemu (IV), chloru (VII), osmu (VIII), ksenonu (VIII), argonu (VIII).
Uwaga! Nie wszystkie z tych tlenków można utworzyć. Jeżeli stwierdzisz, że w którymś przykładzie rzeczywiście tak jest, uzasadnij przyczynę.

A.2.1 – Metody otrzymywania tlenków.
a) bezpośrednia synteza z pierwiastków.
4B + 3O2 = 2B2O3
b) reakcje utleniania...
NO + ½O2 = NO2
Dlaczego ½O2? Ponieważ tlen występuje przeważnie w cząsteczkach dwuatomowych (my zakładamy, że praktycznie zawsze), a do NO2 potrzebujemy jedynie jednego dodatkowego atomu tlenu (jeden zawarty jest już w tlenku NO). 2:2=1, a więc 1/2*2=1. Tą postać równania z ułamkiem możemy nieco uprościć, mnożąc obie jego strony przez 2 (to logiczne):
NO + ½O2 = NO2  | *2
2NO + O2 = 2NO2

... i redukcji
2CuO + H2 = Cu2O + H2O
c) analiza termiczna soli, wodorotlenków, kwasów i tlenków
CaCO3 –T--> CaO + CO2 - soli
N2O –T--> NO + NO2 - tlenków
Cu(OH)2 –T--> CuO + H2O – wodorotlenków
H2CO3 –T--> CO2 + H2O – kwasów
Analiza – rozkład. Termiczna – pod wpływem temperatury. (proste, logiczne)

Ćwiczenie: Otrzymaj z dowolnych związków tlenki, wykorzystując siedem poznanych sposobów (po jednym przykładzie do każdego).

A.2.2 – Inne związki pierwiastków z tlenem, które nie są tlenkami.
a) nadtlenki
np. H2O2 – woda utleniona (nadtlenek wodoru)
BaO2 – nadtlenek baru
b) ponadtlenki
np. KO2 – ponadtlenek potasu
RbO2 – ponadtlenek rubidu
c) fluorki tlenu
OF2 – fluorek tlenu (II)
O2F2 – fluorek tlenu (I)  [i tu macie dowód na to, że tlen jest nie zawsze dwuwartościowy]

A.2.3 – Podział TLENKÓW
a) Tlenki:
- metali
- niemetali
[ze względu na charakter pierwiastków tworzących tlenki]
b) Tlenki:
- stałe (żelaza (II), glinu, chromu (VI))
- ciekłe (woda, azotu (V), chloru (VII))
- gazowe (tlenki węgla, azotu, SO2)
[ze względu na stan skupienia]
c) [Podział ze względu na charakter chemiczny]
- TLENKI ZASADOWE
Doświadczenie skojarzone: otrzymywanie i badanie charakteru chemicznego tlenku magnezu. (wniosek: po prostu tlenek powstaje w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków)
Wykazanie charakteru chemicznego: ogrzanie mieszaniny tlenku magnezu z wodą i dodanie feneloftaleiny – roztwór barwi się na malinowo (wniosek: tlenek ma charakter zasadowy).
Tlenki zasadowe to tlenki I i II grupy układu okresowego, oprócz wody i BeO.
TLENKI ZASADOWE NIE REAGUJĄ Z ZASADAMI, REAGUJĄ ZAŚ Z KWASAMI (tworząc sole) i WODĄ (tworząc roztwory zasadowe).
- TLENKI AMFOTERYCZNE
Doświadczenie skojarzone: badanie char. chem. tlenku cynku – przereagowanie z wodą, kwasem i zasadą. Wniosek: TLENKI AMFOTERYCZNE REAGUJĄ Z KWASAMI I ZASADAMI, A NIE REAGUJĄ Z WODĄ.
Reakcje tlenków amfoterycznych: patrz – punkt A.2.4
Tlenki amfoteryczne to: BeO, Al2O3, Cr2O3, MnO2, Fe2O3, Cu2O, CuO, ZnO, SnO, SnO2, PbO, PbO2.
Tlenki amfoteryczne w reakcji z kwasami tworzą sole, a z zasadami – związki koordynacyjne (zaliczane również do typu soli; p. punkt A.2.4)
- TLENKI KWASOWE
Doświadczenie skojarzone: otrzymywanie i badanie charakteru chemicznego tlenku siarki (IV). Wniosek: Siarka spalana w powietrzu tworzy tlenek siarki. Charakter chemiczny tlenku siarki jest kwasowy, ponieważ zachodzi reakcja z wodą (tworzy się kwas siarkowy (IV)).
Reakcje z: wodą, dając kwasy (reakcja syntezy), zasadami, dając sole.
Tlenki kwasowe: B2O3, CO2, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, P4O10, SO2, SO3, Cl2O7, CrO3, Mn2O7.
- TLENKI OBOJĘTNE
To takie, które nie reagują ani z kwasami, ani z zasadami, ani z wodą.
Między innymi:
CO, N2O, NO, SiO.
- TLENKI, DLA KTÓRYCH NIE JESTEŚMY W STANIE OKREŚLIĆ CHAR. CHEM.
Np. woda, tlenek platyny, tlenek polonu.
Wykazują specyficzne właściwości dla każdego typu reakcji.

PODSUMOWANIE PODZIAŁU TLENKÓW ZE WZGLĘDU NA CHARAKTER CHEMICZNY:
Tlenek zasadowy –reaguje-> woda +, kwas +
Tlenek kwasowy –reaguje-> woda+, zasada+
Tlenek amfoteryczny –reaguje-> kwas+, zasada+
Tlenek obojętny – nie reaguje z kwasami, zasadami i wodą -> ...

Wraz ze wzrostem numeru grypy, charakter chemiczny tlenków zmienia się od zasadowego, poprzez amfoteryczny, do kwasowego.

A.2.4 – REAKCJE TLENKÓW AMFOTERYCZNYCH.
1. z kwasami
ZnO + 2HCl -> ZnCl2 + H2O
2. z zasadami
WERSJA PROSTA
reakcja tlenku cynku z zasadą sodową
ZnO + NaOH
Sugerujmy się najpierw informacją, że z takiej reakcji ma powstać SÓL. Aby powstała sól, potrzebujemy pierwiastka metalicznego, którego rolę spełniał będzie sód znajdujący się w wodorotlenku sodu, a także _reszty kwasowej_. Tejże cudownej reszty BRAK. A więc musimy ją sobie zastąpić czym innym. Robimy to tak:
Budujemy wzór wodorotlenku cynku. To tak, jakbyśmy zamienili dwa reagujące związki końcówkami i wsadzili do cynku grupę hydroksylową. Będzie to oczywiście:
Zn(OH)2 [bo cynk jest dwuwartościowy – grupę bierzemy dwa razy]
Stąd już droga prosta. Wychrzaniamy z nawiasu wodór i walimy go na przód wzoru:
H2ZnO2 (dwa atomy wodoru, bo pamiętajmy, że nawias był wzięty dwa razy: możemy przekonstruowywać, ale zmieniać nie; zresztą, i tak robimy to na marginesie).
Bardzo wydumany i sztuczny wzór H2ZnO2 przypomina swoją konstrukcją wzór kwasu. Gdybyśmy założyli, że H2ZnO2 faktycznie jest kwasem, jego resztą byłoby: ZnO2. I tak właśnie ten zbitek traktujemy. Sól, która powstaje w reakcji tlenku cynku z zasadą sodową, będzie to sól sodu, zawierająca resztę ZnO2. W sumie: Na2ZnO2.
ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O
Utworzona sól to cynkan sodu.




żartowałem