価数について

PO4がどうして３価の陰イオンなのでしょうか？
リン酸は５5（15＋40）でN核が60で安定ですよね。5価の陰イオン？ではないですか？
根本的に考えが間違っていると思うのでご教授ください。

No.3 ベストアンサー 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2011/11/30 20:13

根本的に間違っています。

そもそも、計算が逆です。

PO₄が、3価で、酸素は－２価だから、3 = X + 4*(-2) ---> X = -3+8 = 5 です。

「オルトリン酸を含むリン酸類のリン原子の酸化数は+5であり、酸素の酸化数は-2、水素の酸化数は+1である。 ( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%B3% … )」

　この場合、確かにPは１５族ですから、電子を５個取り去ると５価になりますが、じゃ、硫酸イオンはともかく、亜硫酸イオンとかはどうしますか？

N核とは、KLMN・・K(2)、L(8)、M(18)、N(32)のことですか？、その方式で行けば、M核に5個ですが？ ５個失って+5価で希ガス形の電子配置になりますけど・・

　ただ、K(2)、L(8)、M(18)、N(32)では、すべては無理です。今は高等学校では習わなくなりましたが、s軌道、p軌道、d軌道、f軌道・・という波動関数(量子力学)を学ばないと厳密には無理です。

　ただ、その原子が何価(酸化数)であるかは、
★酸化数 - Wikipedia ( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96% … )
　で計算されます。

No.5 回答者： htms42 回答日時： 2011/12/02 08:52

イオンの価数と酸化数とは別のものです。

この２つを同等のものだとしている議論が目につきますが誤りです。
そのこともあって酸化数については「価」という表現を使わないようになっています。
（かつては「６価クロム」というような言葉が使われていたこともありますが認められた化学用語ではありません。そういう言葉を使っている業界もあるでしょうが基礎化学の立場では考慮する必要はありません。）

二酸化炭素が４価の炭素イオンと－２価の酸化物イオンが結合した（イオン結合性の）物質であるという考えが混ざり込んでくれば化学結合の理論はむちゃくちゃになります。酸化数を習うと共有結合を忘れてしまう人が多くなるというのも困ったことです。

イオンの判断は酸化数の判断よりも前にあるものです。
ＰＯ４^3-の３－という価数が決まったのは酸化数からではありません。
逆です。この３－という価数に合うように酸化数を決めるのです。
この３－はリン酸イオンがＨ３ＰＯ４という物質が電離してできるイオンだということから決まるものです。（これは＃４で指摘されています。）
ＳＯ４^2-の価数がきまるのも、ＳＯ３^2-の価数が決まるのもＨ２ＳＯ４の電離、Ｈ２ＳＯ３の電離からです。酸化数の値はそれに合わせて決まります。　

何度も書いていることですが「酸化数はイオン結合でないものに対してイオンであるとしたらどういうイオンに相当するかという考えを当てはめたもの」です。だから辞典にも「便宜的な量である」と書かれています。
はっきりしているのはＰＯ４^3-は全体で３－だという事だけです。ＰとＯの結合は共有結合ですから電荷の割り振りは出来ないのです。それを無理にやろうとしているから約束が必要になるのです。

酸化・還元のイオン反応式を酸化数を使って導いている教科書があります。
でもイオン反応式は酸化数という「便宜的な量」とは関係なく決まるものです。
原子数の保存、電荷の保存という大きな原理で決まります。
ＳＯ４^2-　＋　４Ｈ^+　２ｅ^-　→　ＳＯ２＋２Ｈ２Ｏ
こういう変化に伴って起こっている原子の結合状態の変化を数字で表したいということから「イオンであるとみなすとどうなるだろうか？」という立場が出てきています。酸化数に関係なくイオン反応式が決まるという事を踏まえていなければこの問いは無意味になります。

No.4 回答者： km1939 回答日時： 2011/12/01 09:15

＞ PO4がなぜ３価の陰イオンなのか＜

　簡単に整理すると　リン酸（オルトリン酸）は
　H3PO4　→3H^+ +PO4^3- と書けます、従ってPO4は３価の陰イオンです
　実際はリン酸の電離は次のようになります、→（可逆反応）

　(1)．H3PO4 →H^+　＋H2PO4^-
(2)．H2PO4^- →H^+　＋HPO4^2-
(3)．HPO4^2- →H^+　＋PO4^3-
　　の３段階に電離をします、(1)が最も多く起こり、(2)がこれに次、(3)は極めて
　　　少ない状態です。溶液が希釈されるにしたがい(2)(3)の電離が多くなります。
　　　しかし、全体でみると　H3PO4　→3H^+ +PO4^3- と書けますので、PO4は
　　　PO４^3-と書けます。最初に考えるとき、PO4はH3PO4 の電離によって
　　　生じることに気付くことです。

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2011/11/30 19:06

確認ですが,

「リン酸は５5（15＋40）でN核が60で安定ですよね」
という文章中 ５5 とか 60 とかは何を表す数値なのですか? そして, 「N核」とはなんですか?

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2011/11/30 13:08

別に間違ってはいません。

>は５5（15＋40）でN核が60で安定
ですから、リンは電子五つが欲しいです。
酸素はＯ^2-ですから、Ｏ4は八個の電子になります。
リンに五電子与えれば残りは三電子ですから、全体は三価の陰イオンになります。

この回答への補足

ご回答頂きありがとうごいざいます。
では硫酸イオンはなぜ２価なのですか？
56で4つ欲しから４つあげたら、四価の陰イオンではないのでしょうか？

補足日時：2011/11/30 13:47