什么是氧化物氧化物简介

2017-05-03

什么是氧化物

广义上的氧化物(oxide)是指氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物，如二氧化碳(CO₂)、氧化钙(CaO)、一氧化碳(CO)等。但氧与电负性更大的氟结合形成的化合物则一般称为氟化物而不是氧化物。注：氧化物中只含有两种元素，其一是氧元素。

氧化物简介

氧化物属于化合物(当然也一定是纯净物)。其构成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素，另一种若为金属元素，则称为金属氧化物;若另一种不为金属元素，则称之为非金属氧化物。[1]

酸性氧化物

我们知道，碱跟酸反应生成盐和水，碱跟某些非金属氧化物反应，也生成盐和水。

例如：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O

上述反应表明：二氧化碳，三氧化硫跟酸的性质相似，因此，人们把二氧化碳，三氧化硫这样能跟碱反应生成且只生成盐和水的氧化物，称为碱性氧化物。

非金属氧化物大多数是酸性氧化物，例外如CO等。

酸性氧化物不一定是非金属氧化物。(如Mn2O7)

与水反应

酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成酸。

例如：

CO2+H2O=H2CO3

SO3+H2O=H2SO4

SiO2则不能直接与水反应生成H2SiO3。

不稳定酸也可以受热分解生成酸性氧化物。

例如：

H2CO3=(加热)CO2↑+H2O

H2SO4=(加热)SO3↑+H2O

在这里二氧化碳、三氧化硫可以看做是碳酸、硫酸脱水后的生成物，叫做酸酐。

可以说，酸性氧化物都是酸酐。

与碱反应

酸性氧化物可以与碱发生反应生成盐和水。

例子如本“酸性氧化物”目录下第3，4行所列。

与碱性氧化物反应

一定条件下，碱性氧化物和酸性氧化物反应生成盐。

例如：

CaO+CO2=CaCO3

CaO+SiO2=(高温)CaSiO3

碱性氧化物

我们知道，碱跟酸反应生成盐和水，酸跟某些金属氧化物反应，也生成盐和水。

例如：

2HCl+CuO=CuCl2+H2O

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

上述反应表明，氧化铜，氧化铁跟碱的性质相似。因此，人们把氧化铜，氧化铁这样能跟酸反应生成且只生成盐和水的氧化物，称为碱性氧化物。(SiO2可以与HF反应，但SiO2是酸性氧化物(SiO2可以与HF反应是SiO2的特性，与它是碱性氧化物或酸性氧化物无关))(碱性氧化物包括活泼金属氧化物和其他金属的低价氧化物，如Na2O、CaO、BaO、CrO、MnO等)

金属氧化物大多数是碱性氧化物，例外如Mn2O7(酸性氧化物)，Al2O3(两性氧化物)，ZnO(两性氧化物)，MnO2(两性氧化物)等。

虽然酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7)，但我们可以说，碱性氧化物一定是金属氧化物。

与水反应

碱性氧化物的对应水化物是碱，对应碱为可溶性碱的碱性氧化物能跟水直接化合生成碱。

然而，可溶性碱不多，所以能跟水直接化合生成碱的碱性氧化物并不多，常见的有K2O，Na2O，BaO，CaO等。

化学式如：

K2O+H2O=2KOH

Na2O+H2O=2NaOH

BaO+H2O=Ba(OH)2

CaO+H2O=Ca(OH)2

只从理论上讲，碱性氧化物可以视为对应碱脱水后的产物。

不溶性碱则可以受热分解生成对应的碱性氧化物和水。

例如：

Cu(OH)2=(加热)CuO+H2O

与酸反应

碱性氧化物可以与酸发生反应生成盐和水。

例子如本“碱性氧化物”目录下第3，4行所列。

与酸性氧化物反应

一定条件下，碱性氧化物和酸性氧化物反应生成盐。

例如：

CaO+CO2=CaCO3

CaO+SiO2=(高温)CaSiO3

与盐反应

碱性氧化物一般不与正盐、碱式盐反应，但可与酸式盐反应。

例如：

Na2O+2NaHSO4=2Na2SO4+H2O

两性氧化物

因为是临界元素，所以既有一定金属性，也有一定非金属性，同时能与强酸强碱反应，故称之为两性，对应水化物也是两性氢氧化物。

如Al2O3，ZnO，MnO2等。

以Al2O3为例：

Al2O3+ 6HCl= 2AlCl3+ 3H2O

Al2O3+ 2NaOH = 2NaAlO2+ H2O

中性氧化物/不成盐氧化物

不能跟酸反应生成盐和水，又不能跟碱反应生成盐和水的氧化物叫做中性氧化物/不成盐氧化物。

如H2O、NO、NO2、CO等属于中性氧化物/不成盐氧化物。

二氧化氮是不成盐氧化物的原因是锰和氮的含氧酸中这两种元素的化合价都不是+4 。(硝酸根对应的氧化物是五氧化二氮而不是二氧化氮，或者说，硝酸的酸酐是五氧化二氮而不是二氧化氮)

这里需要说明的是：有些不成盐氧化物在一定条件下是可以“成盐”的。

尽管一氧化碳能跟氢氧化钠起反应，生成甲酸的钠盐。但是在生成盐时没有生成水，所以一氧化碳仍属于不成盐氧化物。

复杂氧化物/假氧化物

关于这类氧化物，说法很不统一，所以分为复杂氧化物和假氧化物。

定义是由多种氧化物混合而成的氧化物，于是问题就来了：

有些人抓住“混合而成”，说它是混合物，而氧化物明显是属于纯净物的，于是它就不是氧化物了，就叫假氧化物了。假氧化物不是氧化物。

按此说法，氧化铁和氧化亚铁的混合物看上去像是Fe3O4，但其实是混合物。

有些人抓住“……的氧化物”，说它是氧化物，而氧化物明显是属于纯净物的，于是它就是纯净物，也是氧化物了，结构又比较复杂，就叫复杂氧化物。复杂氧化物是氧化物。

按此说法，Fe3O4可以看成FeO·Fe2O3，是纯净物。

可以说，有些元素和氧的二元化合物，从分子组成上看是氧化物，但实际并不是氧化物且结构比较复杂。目前中学化学教学中仍然称之为氧化物是有一定道理的，考虑到了中学化学教学的实际情况和学生的知识水平，如果在中学阶段就告诉学生其实际组成，必将增加学生在认识上的混乱。[2]

过氧化物

过氧化物，由于分子中含有过氧基或过氧离子而得其名。此外具有极弱酸性的过氧化氢与碱作用也可生成过氧化物。因此，过氧化物也可看作是过氧化氢的盐。能生成过氧化物的金属，主要是碱金属和碱土金属。

过氧化钠

过氧化钠是钠在氧气或空气中燃烧的产物之一，纯品过氧化钠为白色，但一般见到的过氧化钠呈淡黄色，原因是反应过程中生成了少量超氧化钠。过氧化钠易潮解、有腐蚀性，应密封保存;具有强氧化性，可以用来漂白纺织类物品、麦杆、羽毛等。[3]

超氧化物

金属性特别活泼的碱金属和碱土金属，在一定条件下，在过量的氧气中燃烧时，可生成比过氧化物含氧量更高的氧化物，我们称之为超氧化物。另外，超氧化氢也属于超氧化物。超氧化物中的超氧离子，是分子作为一个整体获得一个电子后形成的，因此稳定性很差，是很强的还原剂。

超氧化钾

超氧化钾是一种一级氧化剂，在许多方面类似于第I族金属过氧化物。遇易燃物、有机物、还原剂等会引起燃烧甚至爆炸。遇水或水蒸气产生大量热量，同样可能发生爆炸。吸湿性极强，与水剧烈反应生成氧及可被进一步分解的碱性过氧化物溶液。具有顺磁性。[4]

臭氧化物

常见的臭氧化物大都是比较活泼的碱金属的氧化物，例如KO3、CsO3、RbO3等。它们是通过臭氧与碱金属氢氧化物反应制备而得其名的。碱金属的臭氧化物在常温下缓慢分解，生成超氧化物与氧气。

臭氧化钾

干燥的K的氢氧化物与O3反应可生成臭氧化物:

6KOH + 4O3= 4KO3+ 2KOH·H2O + O2

臭氧化钾为橘红色顺磁性晶体，可看成氧的固态载体，被用作高能氧化剂。在室温下放置，会缓慢分解为超氧化钾和氧气。[5]

类似

这类化合物从它们的分子组成上看符合氧化物的定义，但是氧元素在分子中的化合价分别为+2和+1价，是电子的提供者而不是获得者，因而不称作氧化物。为了说明符合氧化物定义而又不属于氧化物的现象，我们称这类化合物为类似氧化物。

比如氟氧化合物现已知有二氟化氧(OF2)、二氟化二氧(O2F2)、二氟化三氧(O3F2)、二氟化四氧(O4F2)及二氟化五氧(O5F2)。

除二氟化氧外，其他氟氧化物均不稳定。二氟化氧是近无色或淡黄色气体。

分类总结

①按与氧化合的另一种元素的类型分为金属氧化物与非金属氧化物

②按成键类型或组成粒子类型分为离子型氧化物与共价型氧化物

离子型氧化物：部分活泼金属元素形成的氧化物如Na2O、CaO等

共价型氧化物：部分金属元素和所有非金属元素的氧化物如MnO2、HgO、SO2、ClO2 等

③按照氧的氧化态分为普通氧化物(氧的氧化态为-2)、过氧化物(氧的氧化态为-1)、超氧化物(氧的氧化态为-1/2)和臭氧化物(氧的氧化态为-1/3)

④按照酸碱性及是否与水生成盐，以及生成的盐分为酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物、中性氧化物、复杂氧化物

注意

离子型氧化物都是强电解质，共价型氧化物都是非电解质。

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