氧化物:化合物-中文百科頻道

簡介

氧化物按照是否與水生成鹽，以及生成的鹽的類型可分為：酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物、不成鹽氧化物、假氧化物、過氧化物、超氧化物、臭氧化物和類似氧化物九類。（另外還有很多複雜的氧化物。）

氧化物屬于化合物，（當然也一定是純淨物）。其構成中隻含兩種元素，其中一種一定為氧元素且顯現負價，另一種若為金屬元素，則為金屬氧化物；若為非金屬，則為非金屬氧化物。

酸性

我們知道，堿跟酸反應生成鹽和水，堿跟某些非金屬氧化物反應，也生成鹽和水，

例如：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O。

上述反應表明，二氧化碳，三氧化硫跟酸的性質相似。因此，人們把二氧化碳，三氧化硫這樣能跟堿反應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是酸性氧化物，我們熟悉的非金屬氧化物中，一氧化碳不是酸性氧化物。

與水反應

酸性氧化物大多數能跟水直接化合生成含氧酸。

例如：

CO2+H2O=H2CO3

SO3+H2O=H2SO4。

含氧酸也可以受熱分解生成酸性氧化物.例如，将硫酸加熱可得到三氧化硫和水：

H2SO4=SO3↑+H2O

在這裡三氧化硫可以看做是硫酸脫水後的生成物，因此也把酸性氧化物叫做酸酐。

與堿反應

酸性氧化物（可以與水反應生成酸）可以與堿發生反應。

例如：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

堿性

跟酸起反應，生成鹽和水的氧化物，叫做堿性氧化物。大多數金屬氧化物是堿性氧化物.例如氧化鈉、氧化鉀、氧化鋇……

：能跟酸起反應，生成鹽和水的氧化物叫堿性氧化物(且生成物隻能有鹽和水，不可以有任何其它物質生成，且能與水反應生成堿)。堿性氧化物一般不與正鹽、堿式鹽（如Mg（OH）Cl)反應，但可與酸式鹽(如NaHSO4)反應。堿性氧化物包括活潑金屬氧化物和其他金屬的低價氧化物，如Na2O、CaO、BaO和CrO、MnO。堿性氧化物的對應水化物是堿。例如，CaO對應的水化物是Ca（OH）2，Fe2O3對應的水化物是Fe（OH）3。堿金屬和鈣、锶、鋇的氧化物能跟水反應，生成相應的氫氧化物。它們都是強堿：

Na2O+H2O→2NaOH

CaO+H2O→Ca（OH）2

高溫下，堿性氧化物和酸性氧化物作用生成鹽：

CaO+SiO2→CaSiO3

堿性氧化物與酸性氧化物反應：

Na2O+CO2→Na2CO3

堿性氧化物受熱時比較穩定，一般不會分解。

堿性氧化物一定是金屬氧化物，而金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7就是酸性氧化物，Al2O3、BeO、Cr2O3、ZnO為兩性氧化物。

堿性氧化物還可以和對應的酸式鹽反應——Na20+2NaHSO4→2Na2SO4+H2O

當然，堿性氧化物隻是從理論上可以視為對應堿脫水後的産物，并不是所有堿性氧化物都可以與水反應生成對應的堿。

注意：★能與酸反應的氧化物不一定就是堿性氧化物，如SiO2可以與HF反應，但SiO2卻是酸性氧化物（應要注意，SiO2可以與HF反應是SiO2的特性，與它是堿性氧化物或酸性氧化物無關！）。

★堿金屬的氧化物不一定就是堿性氧化物，如Na2O2可以和水反應生成堿，但它是過氧化物而不是堿性氧化物。

兩性

因為是臨界元素，所以既有一定金屬性，也有一定非金屬性，同時能與強酸強堿反應，故稱之為兩性，對應水化物也是兩性氫氧化物

如：Al2O3ZnOBeO

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

不成鹽

不能跟酸起反應生成鹽和水，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，H2O、NO、CO、N2O、N2O4、TeO、ClO2、I2O4、MnO2屬于不成鹽氧化物。

二氧化錳、二氧化氮是不成鹽氧化物，因為錳和氮的含氧酸對應這兩種元素的化合價都不是+4。

高錳酸根對應的氧化物是七氧化二錳而不是二氧化錳。

硝酸根對應的氧化物是五氧化二氮而不是二氧化氮。

這裡需要說明的是：有些不成鹽氧化物在一定條件下是可以“成鹽”的。如CO，在工業上制備甲酸，就是利用CO和NaOH在一定條件下反應來制取的：

CO+NaOH→HCOONa

在中學階段，我們将CO劃分到不成鹽氧化物類，是因為中學化學中還沒有涉及象上述的用CO制甲酸這方面的知識。同時也提示我們：在教學中，不能将某些概念或定義講得太死，要留有一定的餘地，注意出現特殊情況。

假氧化物

假氧化物也就是說由多種氧化物混合而成的氧化物，有些元素和氧的二元化合物，從分子組成上看是氧化物，但實際并不是氧化物且結構比較複雜。我們将這類氧化物稱做假氧化物。

假氧化物是那種看似像氧化物（純淨物）其實是混合物的。像氧化鐵和氧化亞鐵的混合物看上去像是Fe2O3但其實是混合物。

過氧化物

過氧化物，是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。

超氧化物

金屬性特别活潑的堿金屬和堿土金屬，在一定條件下，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NaO2等，我們稱之為超氧化物。另外，超氧化氫也屬于超氧化物。超氧化物中的超氧離子，是分子作為一個整體獲得一個電子後形成的，因此穩定性很差，是很強的氧化劑。

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、RbO3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。堿金屬的臭氧化物在常溫下緩慢分解，生成超氧化物與氧氣。

類似

這類化合物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别為+2和+l價，是電子的提供者而不是獲得者，因而不稱作氧化物。為了說明符合氧化物定義而又不屬于氧化物的現象，我們稱這類化合物為類似氧化物。

比如氟氧化合物現已知有二氟化氧(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，其他氟氧化物均不穩定。二氟化氧是近無色或淡黃色氣體。

分類

①金屬氧化物與非金屬氧化物

②離子型氧化物與共價型氧化物

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普通氧化物、過氧化物和超氧化物

④酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物、不成鹽氧化物、其它複雜氧化物

1．酸性氧化物大多數能跟水直接化合生成含氧酸。

CO2+H2O→H₂CO₃

SO2+H2O→H₂SO₃

含氧酸也可以受熱分解生成酸性氧化物.例如，将硫酸加熱可得到三氧化硫與水

2．同時能與強酸強堿反應，故稱之為兩性如：Al2O3 ZnO BeO

3．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，H2O、NO、CO、N2O、TeO、ClO2、I2O5、MnO2屬于不成鹽氧化物。

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

（2）二氧化錳、二氧化氮是不成鹽氧化物，因為錳和氮的含氧酸對應這兩種元素的化合價都不是+4。

（3）高錳酸根對應的氧化物是七氧化二錳而不是二氧化錳。

（4）硝酸根對應的氧化物是五氧化二氮而不是二氧化氮。

相互關系

（1）酸性氧化物不都是非金屬氧化物，

非金屬氧化物也不都是酸性氧化物

如Mn2O7、是酸性氧化物，卻是金屬氧化物；CO、NO2、NO等都是非金屬氧化物，但不是酸性氧化物

（2）堿性氧化物都是金屬氧化物，但金屬氧化物不一定堿性氧化物。

如Na2O2、Al2O3都不是堿性氧化物

（3）酸性氧化物都是酸酐，都含有相對應的含氧酸，但不一定都能與水反應。

如SiO2是H4SiO4/H2SiO3的酸酐，但SiO2不與水反應

（4）離子型氧化物都是強電解質，共價型氧化物都是非電解質

常見氧化物：

氧化鋅，氧化鎂，氧化鐵，氧化鈣，氧化鉻，氧化鋁（Al2O3）。

制備

氧化物通常可以用金屬直接燃燒（直接氧氣氧化）法、還原法、熱分解法等來制備。詳見：氧化物的制備。

結構分類

離子型

化學式類型n

氧化物舉例n

M2On

堿金屬的氧化物n

MOn

BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、CdO、VO、MnO、CoO、NiOn

M2O3n

Al2O3、Sc2O3、Y2O3、Ln2O3(镧系金屬氧化物)n

MO3n

ReO3、WO3n

M3O4n

Fe3O4、Pb3O4、Mn3O4n

MO2:ThO2、CeO2、UO2、SnO2、PbO2、TiO2、VO2、MnO2、RuO2、WO2、MoO2

物理性質

這是由于各陽離子具有相同的8電子構型，但随着正電荷的增加和半徑的減小，它們對O(2-)離子的極化作用逐漸增強了，使得激發态和基态之間的能量差越來越小，因而能夠吸收部分可見光而使集中于氧端的電子向金屬一端遷移（這種電子遷移叫做電荷躍遷），它們的吸收譜帶向長波方向移動，緻使氧化物的顔色逐漸加深。在特征氧化物中顯色的，還有第五周期的Cd、Ag、In、Sb、Te，第六周期的W、Re、Os、Hg、Tl、Pb、Bi，以及許多的镧系元素和锕系元素的氧化物。這些過渡元素氧化物之所以顯色，有些是由于電荷躍遷引起的，有些則是由于d-d躍遷引起的，镧系和锕系元素的氧化物中，有顔色的現象更為普遍。

由于大多數金屬氧化物具有無限三維離子晶格，一部分非金屬氧化物具有網狀共價結構，所以相當多的氧化物都是難熔物質，其中BeO、MgO、CaO、Al2O3、ZrO2、HfO2和ThO2以及SiO2等都是極難熔的，它們的熔點一般在1800～3300K之間，因而是優良的高溫陶瓷材料，對于那些以分子單元結構存在的氧化物，它們多半呈分子晶型，共價分子之間以較弱的van der Waals力（範德華力）相結合，因而它們的熔、沸點都比較低。其中，在常溫下呈氣态的占多數，例如CO、CO2、N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5、SO2和ClO2等；呈液态的有Cl2O7、Mn2O7；呈固态的有RuO4和OsO4卻極易熔化（熔點分别為298.6K和313.8K).

化學性質

酸堿性

根據酸堿特性，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生中和反應的氧化物是酸性氧化物。例如：

P4O10+6H2O→4H3PO4

SiO2+2NaOH—熔融→Na2SiO3+H2O

Sb2O5+2NaOH+5H2O→2Na[Sb(OH)6]

大多數非金屬共價型氧化物和某些電正性較弱的高氧化态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生中和反應的氧化物是堿性氧化物。例如：

CaO+H2O→Ca(OH)2

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

大多數電正性元素的氧化物是堿性的。

（3）兩性氧化物。同強酸作用呈堿性，又同強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]

靠近長周期表中非金屬區的一些金屬元素的氧化物易顯兩性。

（4）中性氧化物。既不與酸反應也不與堿反應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。

熱穩定性

大部分氧化物具有很高的熱穩定性，尤其是IIA和IVB族元素的氧化物、Li2O、Na2O、B2O3、Al2O3、

SiO2等，對熱不穩定的氧化物較少，例如鹵素的氧化物、N2O5、Ag2O、HgO等。短周期元素氧化物的穩定性從左至右遞減，唯堿金屬元素氧化物的穩定性較堿土金屬為差，當我們考慮到M+離子之間的斥力而使M2O的晶格能較低時就不難理解這個“反常”現象了；在同一族裡，尤其是副族元素，從上向下熱穩定性增強，這是因為，雖然從上向下随着陽離子和陰離子半徑之和的增加而減小了晶格能，但随原子半徑的增大而減小電離能的效應更為顯著，特别是當陽離子的半徑比氧離子的半徑小時更是這樣。

氧化鈣

中文别名生石灰石灰；CaO；預分散CaO-80；母膠粒CaO-80；藥膠CaO-80；消泡劑CaO；吸水劑CaO；吸濕劑CaO；煅燒石灰；煅石灰；稀釋用石灰；納米氧化鈣；鈉石灰[含氫氧化鈉]；母膠粒CaO-80；藥用氧化鈣；消泡劑氧化鈣；吸潮劑氧化鈣；母膠粒氧化鈣

化學式

CaO

相對分子質量

56.08（不考慮其他同位素）

EINECS

215-138-9

分子式

CAO

分子量

56.08

性狀

白色或帶灰色塊狀或顆粒。對濕敏感。易從空氣中吸收二氧化碳及水分。溶于水成氫氧化鈣并産生大量熱，溶于酸類、甘油和蔗糖溶液，幾乎不溶于乙醇。相對密度3.32～3.35。熔點2572℃。沸點2850℃。折光率1.838。有腐蝕性。

生産方法

1.石灰石煅燒法：

将石灰石粗碎至150mm，并篩除30～50mm以下的細渣。無煙煤或焦炭要求粒度在50mm以下，其中所含低熔點灰分不宜過多，其無煙煤或焦炭的加入量為石灰石的7.5%～8.5%(重量)。将經篩選的石灰石及燃料定時、定量由窯頂加入窯内，于900～1200℃煅燒，再經冷卻即得成品。在煅燒工序副産二氧化碳。其CaCO3=CaO+CO2↑；

2.用純硝酸溶解大理石，将其煮沸驅除幹淨CO2。向熱溶液中加入石灰乳，過濾除去Cu、Fe、Mg等氫氧化物沉澱，加熱濾液當其接近沸騰時通入CO2産生Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2的量相當于加入的Ca(OH)2的量。煮沸該溶液，Ca(HCO3)2即分解成碳酸鈣沉澱，并攜帶痕量的Fe。濾液中的Ca(NO3)2經冷卻後加入1/3體積的濃氨水和濃的（NH4）2CO3則另有CaCO3沉澱下來。将CaCO3沉澱洗滌幹燥，放在石英坩埚中在電爐上灼燒即得純的氧化鈣。若要制得高純氧化鈣，則應先将高純硝酸鈣與高純碳酸铵合成碳酸鈣：将沉澱精制後，先于烘箱中烘幹，再經灼燒（控制溫度逐漸升高），于1000℃恒溫8h，取出稍冷後，幹燥保存，制得的産品為99.999%的高純氧化鈣；

3碳酸鈣煅燒法：

先将碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣，再加入氨水進行中和，靜置沉澱，過濾，再加入碳酸氫鈉反應生成碳酸鈣沉澱，經離心分離脫水，幹燥後，進行煅燒，經粉碎，篩選，制得藥用氧化鈣成品。其

CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O

CaCl2+2NH3.H2O→Ca(OH)2+2NH4Cl

Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3+NaOH+H2O

CaCO3===高溫==CaO+CO2↑；