[科普中國(guó)]-氧化物

氧化物（Oxide）屬于化合物（當(dāng)然也一定是純凈物）。其構(gòu)成中只含兩種元素，其中一種一定為氧元素，另一種若為金屬元素，則稱為金屬氧化物；若另一種不為金屬元素，則稱之為非金屬氧化物。1

廣義上的氧化物是指氧元素與另外一種化學(xué)元素組成的二元化合物，如二氧化碳（CO?）、氧化鈣（CaO）、一氧化碳（CO）等。但氧與電負(fù)性更大的氟結(jié)合形成的化合物則一般稱為氟化物而不是氧化物。

酸性氧化物在說概念之前，我們先看下面兩個(gè)例子：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O

上述反應(yīng)表明：二氧化碳，三氧化硫跟酸的性質(zhì)相似，因此，人們把二氧化碳，三氧化硫這樣能跟堿反應(yīng)生成且只生成鹽和水的氧化物，稱為酸性氧化物。

非金屬氧化物大多數(shù)是酸性氧化物，例如二氧化碳、二氧化硫等。

但是酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，例如Mn2O7。

與水反應(yīng)酸性氧化物大多數(shù)能跟水直接化合生成酸。

CO2+H2O=H2CO3

SO3+H2O=H2SO4

SiO2則不能直接與水反應(yīng)生成H2SiO3。

不穩(wěn)定酸也可以受熱分解生成酸性氧化物。

H2CO3=（加熱）CO2↑+H2O

H2SO4=（加熱）SO3↑+H2O

在這里二氧化碳、三氧化硫可以看做是碳酸、硫酸脫水后的生成物，叫做酸酐。

可以說，酸性氧化物都是酸酐。

與堿反應(yīng)酸性氧化物可以與堿發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O

與堿性氧化物一定條件下，堿性氧化物和酸性氧化物反應(yīng)生成鹽。

CaO+CO2=CaCO3

CaO+SiO2=（高溫）CaSiO32

堿性氧化物同樣的引入，我們先看下面兩個(gè)例子：

2HCl+CuO=CuCl2+H2O

3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O

上述反應(yīng)表明，氧化銅，氧化鐵跟堿的性質(zhì)相似。因此，人們把氧化銅，氧化鐵這樣能跟酸反應(yīng)生成且只生成鹽和水的氧化物，稱為堿性氧化物。（SiO2可以與HF反應(yīng)，但SiO2是酸性氧化物（SiO2可以與HF反應(yīng)是SiO2的特性，與它是堿性氧化物或酸性氧化物無關(guān)））（堿性氧化物包括活潑金屬氧化物和其他金屬的低價(jià)氧化物，如Na2O、CaO、BaO、CrO、MnO等）

金屬氧化物大多數(shù)是堿性氧化物，但不乏有其他種類，例外如Mn2O7（酸性氧化物），Al2O3（兩性氧化物），ZnO（兩性氧化物），MnO2（兩性氧化物）等。

雖然酸性氧化物不一定是非金屬氧化物（如Mn2O7），但我們可以說，堿性氧化物一定是金屬氧化物。

與水反應(yīng)堿性氧化物的對(duì)應(yīng)水化物是堿，對(duì)應(yīng)堿為可溶性堿的堿性氧化物能跟水直接化合生成堿。

K2O+H2O=2KOH

Na2O+H2O=2NaOH

BaO+H2O=Ba(OH)2

CaO+H2O=Ca(OH)2

只從理論上講，堿性氧化物可以視為對(duì)應(yīng)堿脫水后的產(chǎn)物。

不溶性堿則可以受熱分解生成對(duì)應(yīng)的堿性氧化物和水。

Cu(OH)2=（加熱）CuO+H2O

與酸反應(yīng)堿性氧化物可以與酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。

2HCl+CuO=CuCl2+H2O

3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O

與鹽反應(yīng)堿性氧化物一般不與正鹽、堿式鹽反應(yīng)，但可與酸式鹽反應(yīng)。

Na2O+2NaHSO4=2Na2SO4+H2O2

兩性氧化物因?yàn)槭桥R界元素，所以既有一定金屬性，也有一定非金屬性，同時(shí)能與強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)，故稱之為兩性，對(duì)應(yīng)水化物也是兩性氫氧化物。

如Al2O3，ZnO，MnO2等。

以Al2O3為例：

Al2O3+ 6HCl= 2AlCl3+ 3H2O

Al2O3+ 2NaOH = 2NaAlO2+ H2O2

中性氧化物不能跟酸反應(yīng)生成鹽和水，又不能跟堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物叫做中性氧化物或者不成鹽氧化物。

如H2O、NO、NO2、CO等屬于中性氧化物/不成鹽氧化物。

二氧化氮是不成鹽氧化物的原因是錳和氮的含氧酸中這兩種元素的化合價(jià)都不是+4 。（硝酸根對(duì)應(yīng)的氧化物是五氧化二氮而不是二氧化氮，或者說，硝酸的酸酐是五氧化二氮而不是二氧化氮）

這里需要說明的是：有些不成鹽氧化物在一定條件下是可以“成鹽”的。

盡管一氧化碳能跟氫氧化鈉起反應(yīng)，生成甲酸的鈉鹽。但是在生成鹽時(shí)沒有生成水，所以一氧化碳仍屬于不成鹽氧化物。2

過氧化物過氧化物，由于分子中含有過氧基或過氧離子而得其名。此外具有極弱酸性的過氧化氫與堿作用也可生成過氧化物。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。

過氧化鈉過氧化鈉是鈉在氧氣或空氣中燃燒的產(chǎn)物之一，純品過氧化鈉為白色，但一般見到的過氧化鈉呈淡黃色，原因是反應(yīng)過程中生成了少量超氧化鈉。過氧化鈉易潮解、有腐蝕性，應(yīng)密封保存；具有強(qiáng)氧化性，可以用來漂白紡織類物品、麥桿、羽毛等。3

結(jié)構(gòu)分類離子型

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共價(jià)型

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化學(xué)性質(zhì)酸堿性根據(jù)酸堿特性，氧化物可分成4類：酸性的、堿性的、兩性的和中性的。

（1）酸性氧化物。溶于水呈酸性溶液或同堿發(fā)生的氧化物是酸性氧化物。例如：

P4O10+6H2O→4H3PO4

Sb2O5+2NaOH+5H2O→2Na[Sb(OH)6]

大多數(shù)非金屬共價(jià)型氧化物和某些電正性較弱的高氧化態(tài)金屬的氧化物都是酸性的。

（2）堿性氧化物。溶于水呈堿性溶液或同酸發(fā)生的氧化物是堿性氧化物。例如：

CaO+H2O→Ca(OH)2

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

大多數(shù)電正性元素的氧化物是堿性的。

（3）兩性氧化物。同強(qiáng)酸作用呈堿性，又同強(qiáng)堿作用呈酸性的氧化物是兩性氧化物。例如：

ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O

ZnO+2NaOH+H2O→Na2[Zn(OH)4]

靠近長(zhǎng)周期表中非金屬區(qū)的一些金屬元素的氧化物易顯兩性。

（4）中性氧化物。既不與酸反應(yīng)也不與堿反應(yīng)的氧化物叫做中性氧化物。例如CO和N2O。

詳見：氧化物的酸堿性。

熱穩(wěn)定性大部分氧化物具有很高的熱穩(wěn)定性，尤其是IIA和IVB族元素的氧化物、Li2O、Na2O、B2O3、Al2O3、SiO2等，對(duì)熱不穩(wěn)定的氧化物較少，例如鹵素的氧化物、N2O5、Ag2O、HgO等。短周期元素氧化物的穩(wěn)定性從左至右遞減，唯堿金屬元素氧化物的穩(wěn)定性較堿土金屬為差，當(dāng)我們考慮到M+離子之間的斥力而使M2O的晶格能較低時(shí)就不難理解這個(gè)“反?！爆F(xiàn)象了；在同一族里，尤其是副族元素，從上向下熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，這是因?yàn)?，雖然從上向下隨著陽離子和陰離子半徑之和的增加而減小了晶格能，但隨原子半徑的增大而減小電離能的效應(yīng)更為顯著，特別是當(dāng)陽離子的半徑比氧離子的半徑小時(shí)更是這樣。

分類總結(jié)①按與氧化合的另一種元素的類型分為金屬氧化物與非金屬氧化物

②按成鍵類型或組成粒子類型分為離子型氧化物與共價(jià)型氧化物

離子型氧化物：部分活潑金屬元素形成的氧化物如Na2O、CaO等

共價(jià)型氧化物：部分金屬元素和所有非金屬元素的氧化物如MnO2、HgO、SO2、ClO2 等

③按照氧的氧化態(tài)分為普通氧化物（氧的氧化態(tài)為-2）、過氧化物(氧的氧化態(tài)為-1）、超氧化物（氧的氧化態(tài)為-1/2）和臭氧化物（氧的氧化態(tài)為-1/3）

④按照酸堿性及是否與水生成鹽，以及生成的鹽分為酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物、中性氧化物、復(fù)雜氧化物

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

陳偉 - 副教授 - 武漢工程大學(xué)