酸性酸化物・塩基性酸化物・両性酸化物の違いを徹底解説!〜定義からそれぞれの酸・塩基との反応まで〜

はじめに

多くの高校生・受験生が「暗記不十分」な状態で放置している無機化学。このページでは、酸化物について、分類や酸・塩基・水との反応などを1から丁寧に解説していく。ぜひこの機会に知識を定着させ、ライバルと差をつけよう!


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酸化物とは

酸化された化合物
Point!

酸化された化合物を酸化物という。
酸化物はその反応性によって3つのタイプに分類されており、酸と反応する塩基性酸化物、塩基と反応する酸性酸化物、酸・塩基両方と反応する両性酸化物がある。

酸化物の分類

金属元素の酸化物→塩基性酸化物、両性酸化物
非金属元素の酸化物→酸性酸化物
Point!

上に書いたように、酸化物は塩基性酸化物・酸性酸化物・両性酸化物の3種類存在するが、一般に、金属元素の酸化物は塩基性酸化物で、非金属元素の酸化物は酸性酸化物である。そして、周期表上で金属元素と非金属元素の境目付近に属する金属元素(両性元素)アルミニウムAl、亜鉛Zn、スズSn、鉛Pbなどの酸化物が両性酸化物にあたる。

金属元素の酸化物

金属元素の酸化物である塩基性酸化物の構造や特徴、化学式の作り方を探っていく。

金属元素の酸化物の構造

金属原子と酸素原子の結合は金属と非金属の結合なのでイオン結合である。
例えば、酸化マグネシウムの場合、Mg2+とO2-が規則正しく配列してイオン結晶を構成している。

金属元素の酸化物の特徴

金属元素の酸化物には必ず酸化物イオンO2-が含まれているという特徴がある。この特徴は金属元素の酸化物が塩基性酸化物として共通点として共通の反応性を示すことにつながっている。

金属元素の酸化物の反応

金属元素の酸化物の反応については酸化物の反応(金属元素・非金属元素)を参考にしよう。

非金属元素の酸化物

非金属元素の酸化物である酸性酸化物の構造や特徴、化学式の作り方を探っていく。

非金属元素の酸化物の構造

非金属原子と酸素原子の結合は非金属と非金属の結合なので共有結合である。
さらに、共有結合をすると分子を形成するので非金属元素の酸化物は分子性物質である。

非金属元素の酸化物の特徴

非金属元素の酸化物には必ずXO(Xは非金属原子)の共有結合をもつという特徴がある。代表的な非金属の酸化物の構造式は次の通り。いずれもXOの共有結合をもっていることがわかるね。

酸化物名 化学式 構造
一酸化炭素 CO
二酸化炭素 CO2
一酸化窒素 NO
二酸化窒素 NO2
二酸化硫黄 SO2
三酸化硫黄 SO3
二酸化ケイ素 SiO2
十酸化四リン P4O10
七酸化二塩素 Cl2O7

この共通構造であるXOの結合の極性を考えると、酸素はフッ素に次いで2番目に電気陰性度が大きいから電子対を引き付ける力がとても大きく、XOの共有電子対は酸素の側に大きく偏っている。その結果、XOの結合は次のように大きく分極している。

このように非金属元素の酸化物には、大きく分極したXOの共有結合が含まれているという特徴があり、この特徴が非金属元素の酸化物が酸性酸化物としての反応性を示すことにつながっている。

非金属元素の酸化物の反応

非金属元素の酸化物の反応については酸化物の反応(金属元素・非金属元素)を参考にしよう。

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