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什麽是氧化物?

氧化物,是氧和其他壹種化學元素組成的化合物,例如銹(氧化鐵)或鋁土礦(氧化鋁),通常經由氧化反應產生。氧化物在地球的地殼極度普遍,而在宇宙各地的固體也是如此。氧化物能以分子裏有多少氧原子命名,例如二氧、三氧、四氧等。氧化物壹般不導電。這屬性最常以氧化矽取得優勢,況且矽能輕易氧化而成品能制造成電晶體。這是現代電腦科技的多數基本組成。

氧化物主要分為以下幾種:

氧顯-2價的有:酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物、不成鹽氧化物、類氧化物

氧顯-1價的有:過氧化物

兩個氧顯-1價的有:超氧化物

三個氧顯-1價的有:臭氧化物

氧顯正價的有:類似氧化物

酸性氧化物:

能跟堿反應生成鹽和水的氧化物。在壹般情況下,非金屬元素的氧化物和某些過渡金屬元素的高價氧化物(如CO2、SO3和Mn2O7等)是酸性氧化物。

例如:SO2 + 2NaOH == Na2SO4 + H2O

酸性氧化物大都能和水直接化合生成相應的水化物--含氧酸。例如:

SO3 + H2O == H2SO4

有些酸性氧化物(如SiO2)不能和水反應。

酸性氧化物在壹定條件下能和堿性氧化物化合生成鹽。例如:

SiO2 + PbO =強熱= PbSiO3

酸性氧化物又稱“酸酐”。酸酐是酸失去水後的生成物。例如,SO2稱為“亞硫酐”,SO3稱為“硫酐”。

堿性氧化物:

能跟酸反應生成鹽和水的氧化物。壹般是金屬元素的氧化物,包括某些過渡金屬元素的低價氧化物,如氧化鈉(Na2O)、氧化鈣(CaO)、氧化亞鉻(CrO)等。例如:

CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O

有些堿性氧化物能跟水化合生成堿。例如:

CaO + H2O == Ca(OH)2

大多數堿性氧化物不能和水直接化合(如CuO、Fe2O3等)。

堿性氧化物在壹定條件下能和酸性氧化物化合生成鹽。

兩性氧化物:

既能跟酸反應,又能跟堿反應。並都生成鹽和水的氧化物。例如:

ZnO + 2HCl == ZnCl2 + H2O

ZnO + 2NaOH == Na2ZnO2[鋅酸鈉] + H2O

Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2[偏鋁酸鈉] + H2O

兩性氧化物通常是兩性元素的氧化物(如Zn、Al的氧化物)和變價金屬的中間價態的氧化物(如氧化鉻Cr2O3)。例如:

Cr2O3 + 3H2SO4 == Cr2(SO4)3 + 3H2O

Cr2O3 + 2NaOH == 2NaCrO2[亞鉻酸鈉] + H2O

類氧化物:

有些元素和氧的二元化合物,從分子組成上看是氧化物,但實際並不是氧化物且結構比較復雜。我們將這類氧化物稱做類氧化物。

例如Pb3O4是壹種混合價態的化合物。該化合物是PbO與空氣在反射爐中450~500℃時作用而得到的,其結構由Pb(IV)O6八面體(Pb-0,214pm)***用對邊而成的鏈組成,這些鏈由Pb(II)原子連接起來。

再如Fe3O4從化學式上看是氧化物,經X射線晶體測定:其組成實際是

Fe(II)[Fe(III)O2]2,我們也將其稱為類氧化物。

不成鹽氧化物:

不能跟酸起反應,又不能跟堿起反應而生成鹽和水,這類氧化物叫做不成鹽氧化物。例如,NO、CO屬於不成鹽氧化物。壹氧化碳能跟氫氧化鈉起反應,生成甲酸鈉(CO + NaOH -→ HCOONa),但是在生成鹽時沒有生成水,所以壹氧化碳仍屬於不成鹽氧化物。二氧化氮也能跟氫氧化鈉起反應,生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水(2NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2 + H2O),但這是發生了氧化還原反應,因此二氧化氮也是不成鹽氧化物,但也有說法說它是硝酸和亞硝酸的“混酐”。

過氧化物:

這類氧化物,是由於分子中含有過氧基(-O–O-)或過氧離子(O2 2-)而得其名。此外具有極弱酸性的過氧化氫(H2O2)與堿作用,也可生成過氧化物:

Ba(OH)2 + H2O2 == BaO2 + 2H2O

因此,過氧化物也可看作是過氧化氫的鹽。

能生成過氧化物的金屬,主要是堿金屬和堿土金屬。例如Na2O2等。

過氧化物中氧的化合價和氧化數都是-1。

過氧化物由於氧處於-1價,很容易得到壹個電子變為-2價的穩定結構。因此過氧化物往往都有強氧化性。例如:

4H2O2 + PbS == PbSO4 + 4H2O

Na2O2 + SO2 == Na2SO4

超氧化物:

金屬性特別活潑的堿金屬和堿土金屬,在壹定條件下,在過量的氧氣中燃燒時,可生成比過氧化物含氧量更高的氧化物。例如KO2、NaO2等,我們稱之為超氧化物。另外,超氧化氫或稱超氧酸(HO2)也屬於超氧化物。

超氧化物中氧的化合價是兩個氧壹起-1,氧化數是-1/2。

超氧化物中的超氧離子(O2 -),是O2分子作為壹個整體獲得壹個電子後形成的,因此穩定性很差,是很強的氧化劑。

K + O2 =點燃= KO2

8HO2 + 3PbS == 3PbSO4 + 4H2O

臭氧化物:

常見的臭氧化物大都是比較活潑的堿金屬的氧化物,例如KO3、CsO3等。它們是通過臭氧(O3)與堿金屬氫氧化物反應制備而得其名的。

例如:

4KOH + O3 == 4KO3 + O2 + 2H2O

臭氧離子(O3 -)不穩定,常溫下即可緩慢分解。

臭氧化物中氧的化合價是三個氧壹起-1,氧化數是-1/3。

類似氧化物:

這類化合物象二氟化二氧(O2F2)、二氟化氧(OF2)等,從它們的分子組成上看符合氧化物的定義,但是氧元素在分子中的化合價分別為+1和+2價,是電子的提供者而不是獲得者,因而只能稱作氟化物而不稱作氧化物。為了說明符合氧化物定義而又不屬於氧化物的現象,我們稱這類化合物為類似氧化物。