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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酸化物の分類

酸性/塩基性/両性
Point!

酸化物は酸性酸化物・塩基性酸化物・両性酸化物の3種類に分けることができる。


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酸性酸化物

非金属の酸化物のうち…
・塩基と反応するもの
・水と反応してオキソ酸になるもの
Point!

非金属の酸化物のうち「塩基と反応するもの」や「水と反応してオキソ酸になるもの」酸性酸化物という。

例としては、CO2・SiO2・P4O10・SO3などが挙げられる。

PLUS+

COやNOなどの「水に溶けにくい気体」は酸性酸化物には分類されない。
水に溶けないと、水や塩基と反応することが難しいからだね。気体の水への溶けやすさに関して詳しいことは「気体の性質〜色・臭い・毒性・溶かしたときの液性まとめ〜」を参照

塩基性酸化物

金属の酸化物のうち…
・酸と反応するもの
Point!

金属の酸化物のうち、酸と反応するもの塩基性酸化物という。

例としては、Na2O・CaO・MgOなどが挙げられる。

両性酸化物

金属の酸化物のうち…
・酸/塩基両方と反応するもの
Point!

金属の酸化物のうち、酸とも塩基とも反応するもの両性酸化物という。

例としては、両性元素(Al・Zn・Sn・Pb)の酸化物であるAl2O3・ZnO・SnO・PbOが挙げられる。


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酸化物の反応

酸性酸化物・塩基性酸化物・両性酸化物はそれぞれ、酸や塩基と反応を起こす。個別に見ていこう。

酸性酸化物の反応

酸性酸化物は、塩基又は水と反応する。
塩基と反応する場合と水と反応する場合に分けて説明していく。

酸性酸化物と塩基との反応

STEP1 2つのOHをO2-とH2Oにする
STEP2 O2-を酸化物とくっつける
STEP3 余っているイオンをくっつける
Point!

酸性酸化物と塩基の反応は上の3STEPで考えていく。
今回は、二酸化ケイ素と水酸化ナトリウムの反応を例に説明していこう。

STEP1 2つのOHをO2-とH2Oにする

2つのOHは、片方からもう片方にH+を移動させて「O2-とH2O」になると考えよう。

STEP2 O2-と酸化物をくっつける

次は、STEP1でできたO2-を酸化物(ここではSiO2)とくっつけよう。

ちなみに、STEP1の反応も組み合わせて書くと次のようになるね。

STEP3 余っているイオンをくっつける

最後に、塩基から発生した余っている陽イオンを陰イオンにくっつけよう。

ここでは、塩基のNaOHに含まれるNa+が余っている(=まだ反応式に使われていない)ので、これを両辺の陰イオンであるOHとSiO32-にくっつける。

酸性酸化物と水との反応

酸性酸化物 + H2O → オキソ酸
Point!

酸性酸化物と水を反応させると、「オキソ酸」が生成する。

オキソ酸について詳しいことは「目指せオキソ酸マスター!オキソ酸の強さや構造、酸化数について徹底解説!!」を確認しよう。


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塩基性酸化物の反応

塩基性酸化物は、酸や水と反応する。
それぞれ順番に紹介していこう。

塩基性酸化物と酸との反応

ペアを入れ替える
Point!

塩基性酸化物と酸との反応は非常に単純で、陽イオンと陰イオンのペアを変えてあげるだけ。
例えば、塩基性酸化物CaOと酸HClの反応だと以下のようになる。

塩基性酸化物と水との反応

STEP1 酸化物をバラバラにする
STEP2 O2-とH2Oを2つのOHにする
STEP3 2つの式を組み合わせる
Point!

塩基性酸化物と水の反応は上の3STEPを使って考えていく。
ここでは、CaOとH2Oとの反応を例にしよう。

STEP1 酸化物をバラバラにする

まずは、酸化物をバラバラにしよう。

STEP2 H2OとO2-を2つのOHにする

次は、STEP1でできたO2-をH2と反応させ、2つのOHをつくる。

STEP3 2つの式を組み合わせる

最後に、STEP1とSTEP2で作った2つの式を組み合わせよう。

両辺に共通しているO2-は消すことができるね。
また、右辺のCa2+と2つのOHは組み合わさってCa(OH)2となる。


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両性酸化物の反応

上で説明した通り、両性酸化物は、塩基性酸化物と同じく「金属の酸化物」だった。(両性酸化物は金属の中でも特に”両性金属”の酸化物)
従って、酸や水と反応する時は塩基性酸化物と同じような反応をする。
塩基と反応をするときだけ、少し特殊なので注意してみるようにしよう。

両性酸化物と酸との反応

ペアを入れ替える
Point!

両性酸化物と酸との反応は非常に単純。
塩基性酸化物のときと同様、陽イオンと陰イオンのペアを変えてあげるだけでOK。
例えば、両性性酸化物ZnOと酸HClの反応だと以下のようになる。

両性酸化物と水との反応

STEP1 酸化物をバラバラにする
STEP2 O2-とH2Oを2つのOHにする
STEP3 2つの式を組み合わせる
Point!

両性酸化物と水の反応は上の3STEPを使って考えていく。(塩基性酸化物と一緒)
ここでは、ZnOとH2Oとの反応を例にしよう。

STEP1 酸化物をバラバラにする

まずは、酸化物をバラバラにしよう。

STEP2 H2OとO2-を2つのOHにする

次は、STEP1でできたO2-をH2と反応させ、2つのOHをつくる。

STEP3 2つの式を組み合わせる

最後に、STEP1とSTEP2で作った2つの式を組み合わせよう。

両辺に共通しているO2-は消すことができるね。
また、右辺のZn2+と2つのOHは組み合わさってZn(OH)2となる。

両性酸化物と塩基との反応

錯イオンの生成
Point!

両性酸化物と塩基を反応させると「錯イオン」が生じる。

錯イオンについて詳しいことが知りたかったら「目指せ錯イオンマスター!錯イオンの「色・配位数・形・価数・命名法」まとめ!!」を確認しよう。


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