酸性酸化物か塩基性酸化物かの見分け

高3で受験生です。
化学の新研究やネットでも探しましたが酸性(塩基性)酸化物かどうかを見分ける方法がわかりません。
(Na2Oは塩基性酸化物、CO2は酸性酸化物など)
酸性(塩基性)酸化物が酸性(塩基性)を示すまでのプロセスを理解したいのです。
暗記すればすむことなのでしょうが、できるなら理由を付けて理解したいです。
詳しい説明お願いします。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/08/21 17:24

>できるなら理由を付けて理解したい

かなり無理に近いご希望ですが、超簡単に言えば、
１.アルカリ金属、アルカリ土金属の酸化物は、加水分解されれば水酸化物塩になり、これらは強塩基性である。
２.13属(Ｂの系列)から17属(Ｆの系列)までの酸化物は水和されるとオルト酸(－ＯＨしか付いていない)かオキソ酸(=Ｏも付いている)になり、これらは酸(特に強酸)になる。
と考えて下さい。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
かなり無理に近いということは理論がすごく難しいんでしょうか。

お礼日時：2009/08/21 18:51

No.2 回答者： htms42 回答日時： 2009/08/21 18:53

大きく分ければ

金属の酸化物は塩基性酸化物、
非金属の酸化物は酸性酸化物です。

アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化物に限るわけではありません。
酸化亜鉛、酸化鉄でも酸化銅でも塩基性酸化物です。塩基性酸化物は酸と反応して塩を作ります。

ラボアジェのの時代では酸性酸化物は酸でした。
ＣＯ２もＳＯ２もＮＯ２も酸でした。ＳＯ３はもちろん酸でした。
「酸素」という名前はここからついたものです。酸でないものを酸に変える働きがあるという意味です。

金属の酸化物は非金属の酸化物と形は似ているが性質が異なるということからｏｘｉｄｅという名前が付けられました。－ｉｄｅという語尾は「似ているが異なるもの」という意味です。

クロムやマンガンのように酸化の程度が進むと酸の性質を示すものもあるというのもラボアジェは指摘しています。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
>金属の酸化物は塩基性酸化物、
非金属の酸化物は酸性酸化物です。

これならSn,Alなどが両性というのも何となくわかりますね。

>金属の酸化物は非金属の酸化物と形は似ているが性質が異なるということからｏｘｉｄｅという名前が付けられました。－ｉｄｅという語尾は「似ているが異なるもの」という意味です。

英語の勉強にもなりました(笑)
非金属の酸化物はoxideではないのですか？

お礼日時：2009/08/21 19:19

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2009/08/21 21:12

＞非金属の酸化物はoxideではないのですか？

ｏｘｉｄｅという英語は現在は「酸化物」という意味に使われています。酸素と化合した化合物の意味になっています。
これは国際的にそういう意味です。英語の辞書でｏｘｉｄｅを調べても「酸化物」という意味しか出てきません。
ｏｘｉｄｅという言葉はラボアジェが作ったということだけはどの本にも書いてあるのですがｏｘｉｄｅの意味が「酸もどき」という意味で金属の酸化物だけを意味していたというのはどの本を見ても書いてありません。
ラボアジェがフランス革命で処刑されてしまったので自分の作った言葉が違った意味に使われていることに抗議できない状態だったのだろうと思います。

「酸性の原因は酸素であるとラボアジェが言った」、「酸性の原因は水素イオンであるのでラボアジェの考え方は間違っていた」ということまで書かれています。でもがラボアジェの本を見ればどこにもそういうことが書かれていないのはすぐにわかります。誤った説明です。

ラボアジェが言ったのは
「空気の中の呼吸に役に立つ成分は酸でないものを酸に変える働きがある。そういう変化をｏｘｉｇｅｎａｔｉｏｎ、と呼ぶ。そういう働きをする空気の中の成分をｏｘｉｇｅｎと呼ぶ。」
ということです。これは酸性酸化物のところで説明した内容です。ｏｘｉ－は酸の意味です。

周期表の下のほうに
ランタノイド、アクチノイドという２つのグループがあります。
以前はランタニド、アクチニドと呼んでいました。
－ｉｄｅという語尾は「似ているが異なる」という意味ですのでランタニドと言うとランタンを含まない事になってしまいます。そこで似ているという意味の－ｏｉｄｅという語尾に変えたのです。ランタノイドと言うとランタンとランタンに似た性質を持つ元素を合わせたグループの意味になります。

No.4 回答者： DexMachina 回答日時： 2009/08/21 23:10

> できるなら理由を付けて理解したいです。

酸化物そのものだと説明がしにくいので、それに水が付加したもので説明
しますが・・・(汗)

酸化物：
　MO
水が付加：
　H-O-M-O-H　(「H2MO2」または「M（OH）2」)


このとき、
　・「H-O」が切れやすい(=「H^+」を放出)　＝酸性酸化物
　　(=「M-O」が切れにくい)
　・「M-O」が切れやすい(=「OH^-」を放出)＝塩基性酸化物
となります。

で、「M-O」の切れやすさ・切れにくさは、その結合の共有結合性・
イオン結合性の大小(≒電気陰性度の差の大小)によります。
(偏りが大きければイオン性が高くなり、イオンして乖離しやすい
＝結合が切れやすい、と)

そのため、No.2の方の回答にもあるように、
　酸素との電気陰性度の差が比較的小さい非金属は酸性酸化物に、
　酸素との電気陰性度の差が比較的大きい金属は塩基性酸化物に、
それぞれなりやすい、ということです。


また、酸化数の大きい金属酸化物(過マンガン酸、クロム酸など)では、
既に多くの酸素によって金属原子から電子が奪われていることから、
1つの酸素原子が完全に電子を奪いきって「M-O」の結合を切るのが
難しくなっているため、酸性酸化物になりやすい、と考えることができます。


一応、過去の質問も参考までに挙げておきます(No.3)：
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3213562.html

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
説明がわかりやすかったです。
化学の新演習に酸化物を扱った問題があり、解説に同じような説明が書かれていました。

お礼日時：2009/09/21 10:56

No.5 ベストアンサー 回答者： htms42 回答日時： 2009/08/22 09:43

教科書には

酸：水に溶けてＨ^＋(正しくはＨ３Ｏ^＋)を生じる物質
塩基：水に溶けてＯＨ^－を生じる物質
という定義が載っています。

この定義からすると酸は化学式の中にＨを持っている必要はありません。
ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ^＋＋ＨＳＯ３^-
という変化をしますのでＳＯ２は酸であるという事になります。
塩基と反応して塩を作るということで考えることも出来ます。
ＳＯ２＋ＮａＯＨ→ＮａＨＳＯ３

アンモニアは化学式の中にＯＨを持っていませんが水に溶けてＯＨ^-を生じる物質なので塩基であるということは教科書でも説明に使っています。それと同じ考えを当てはめている事になります。

金属の酸化物には水に溶けやすいものと溶けにくいものがあります。
でも形の上ではすべて
Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ→２ＮａＯＨ
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ(ＯＨ)２
の変化と同じものを考えることが出来ます。
Ｃａ(ＯＨ)2が塩基であればＣａＯも塩基です。
ＮａＯＨが塩基であればＮａ２Ｏも塩基です。
金属の酸化物と水酸化物は同等と考えてもいいはずです。

水に溶けにくい酸化物は沢山あります。でもたいていは酸に溶けます。
その時できる物質は水酸化物と酸との中和反応で出来るものと同じです。
ＣｕＯ＋Ｈ２ＳＯ４→ＣｕＳＯ４＋Ｈ２Ｏ
Ｃｕ(ＯＨ)2＋Ｈ２ＳＯ４→ＣｕＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ

ＣＯ２が酸であるとすればＣＯ２とＮａＯＨの反応は中和反応だということになります。
酸性酸化物は塩基と反応して塩を作ります。

ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３
この反応は石灰石の熱分解の逆ですが中和反応だと考えていいのです。

周期表では金属元素と非金属元素とが塗り分けられています。
この境界線に近いところにある金属元素は両性元素と呼ばれています。
教科書ではＡｌが酸にも塩基にも溶けるという説明がされています。
でも両性酸化物を作るという説明でもいいのです。
Ａｌ２Ｏ３は酸にも塩基にも溶けます。
Ａｌ２Ｏ３がＮａＯＨに溶けるという性質はＡｌの精錬で利用されています。

非金属の酸化物でも水に溶けないもの、水に溶けても酸性を示さないものがあります。ＮＯやＣＯは水に溶けません。酸性も示しません。
酸性を示す酸化物には対応する酸素酸が存在しています。
したがって普通のＨの入っている形の酸素酸から水の取れた形のものになっていればその酸化物は酸性酸化物であると考える方がいいだろうということになります。
酸には２つの形があるということになります。
ＣＯ２もＨ２ＣＯ３も炭酸なのです。
区別する意味でＣＯ２の方を酸性酸化物と呼んでいるのです。
昔は炭酸ガスと呼んでいました。
現在では化学式の通りに二酸化炭素と呼んでいます。
ＣＯ２は容器に入れたものが売っています。Ｈ２ＣＯ３は水の中でだけ存在すると考えられているものです。純粋に取り出すことは出来ません。これは習ったばかりの時には不思議な感じのするものです。なぜ純粋に存在できないものが基本形になっているのかという疑問を持つのです。ＣＯ２もＨ２ＣＯ３も炭酸だと考えるとどちらかが取り出しにくい形であるということがあっても不思議なことではなくなります。

普通は酸化物で存在する、水酸化物が存在しにくいという例もあります。Ａｇ２Ｏはよく出て来る物質です。でもＡｇＯＨは普通出てきません。
硝酸銀水溶液に水酸化ナトリウムを加えます。水酸化銀が沈殿してもよさそうなのに出来るのはＡｇ２Ｏです。
２ＡｇＯＨ→Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ
の変化が起こっていると考えられます。
このＡｇ２Ｏは硝酸に溶けて元のＡｇＮＯ３に戻ります。
Ａｇ２Ｏは塩基性酸化物です。
Ｃｕ(ＯＨ)2の沈殿は水溶液のままで加熱してやると脱水反応が起こります。
Ｃｕ(ＯＨ)2→ＣｕＯ＋Ｈ２Ｏ
濃い目の水酸化ナトリウムで生じたどろっとした沈殿の方が起こりやすいです。
銀ではこういう変化が常温で起こると考えるといいのです。

この回答へのお礼

詳しい説明ありがとうございます。
質問しっぱなしですいませんでした。

お礼日時：2009/09/21 10:57