主な相違点 – 金属酸化物 vs 非金属酸化物
酸化物とは、酸素原子を 1 つ以上含む化合物のことです。
金属は、優れた電気・熱伝導性、光の反射性、可鍛性、延性などのユニークな性質を持つ物質です。
金属は、金属ハロゲン化物、金属酸化物、金属硫化物など、多種多様な化合物を形成している。
非金属は、金属的な性質を示さない化学元素です。
周期律表のpブロックのほとんどが非金属です。
元素の酸化物を考える場合、金属酸化物と非金属酸化物があります。
金属酸化物は金属の酸化物です。
非金属の酸化物は、非金属の酸化物です。
金属酸化物と非金属酸化物の大きな違いは、金属酸化物が塩基性化合物であるのに対して、非金属酸化物は酸性化合物であることです。
金属酸化物とは
金属酸化物とは、金属と1個以上の酸素原子を含む化合物です。
ここで、酸素の酸化数は-2であり、本来は金属が陽イオンであるところ、陰イオンです。
アルカリ金属（1族元素）、アルカリ土類金属（2族元素）、遷移金属（一部のdブロック元素）はイオン性の酸化物を形成する。
しかし、高い酸化状態を示す金属は、共有結合の性質を持つ酸化物を形成することがあります。
金属酸化物は結晶性の固体化合物です。
これらの化合物は、金属カチオンと酸化物アニオンを含む。
これらの化合物は塩基性化合物であることが多く、水と反応して塩基を与えることができる。
そうでない場合は、酸と反応して金属の塩を形成することができる。
金属酸化物は、アルカリ金属とアルカリ土類金属の3種類に分けられる。
- 酸化物アニオン（O2-）を含む酸化物
- 過酸化物陰イオンを含む過酸化物(O-)
- スーパーオキサイドアニオンを含むスーパーオキサイド類。(O2-)
金属イオンと結合する酸素原子の数は、金属イオンの酸化数に依存する。
アルカリ金属は1価の陽イオンしか形成しない。
したがって、M2O型酸化物（Mは金属イオン、Oは酸化物アニオン）しか形成しない。
アルカリ土類金属は、2価の陽イオンを形成する。
したがって、MO型カチオンを形成する。
図1: 希土類酸化物 – 中央上から時計回りに。
アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物ともに、水と反応すると水酸化物を形成する。
したがって、塩基性化合物です。
Dブロック元素は、酸化状態によって異なる酸化物を形成します。
例えば、バナジウムは+2、+3、+4、+5の酸化状態を示すので、VO、V2O、VO2、V2O5などの酸化物を形成する。
非金属酸化物とは
非金属酸化物とは、非金属元素によって形成される酸化物化合物のことです。
pブロック元素はほとんどが非金属です。
これらの元素は様々な酸化物を形成する。
非金属酸化物は、酸素原子と電子を共有して酸化物分子を形成するため、共有結合化合物です。
非金属酸化物の多くは、水と反応すると酸を与える。
したがって、非金属酸化物は酸性化合物です。
例えば、SO3を水に溶かすとH2SO4溶液となり、強い酸性を示す。
非金属酸化物は塩基と反応して塩を形成する。
図2: 非金属と酸素のいくつかの反応
非金属の酸化物は酸素酸を形成することができる。
酸素酸は水溶液中でヒドロニウムイオンを生成する。
酸性の酸化物には2種類ある。
-
- N2O5、SO3のように非金属が最も一般的な酸化状態を示す酸無水物。
-
- 非金属が最も一般的な酸化状態を示さない酸の酸化物。例：NO2、ClO2。
金属酸化物と非金属酸化物の違い
定義
金属酸化物。
金属酸化物とは、金属と1個以上の酸素原子を含む化合物のこと。
非金属酸化物。
非金属酸化物は、非金属元素によって形成された酸化化合物です。
自然
金属酸化物。
金属酸化物は塩基性化合物です。
非金属酸化物。
非金属酸化物は酸性の化合物です。
水との反応
金属酸化物。
金属酸化物は水と反応し、塩基性溶液を形成する。
非金属酸化物。
非金属酸化物は水と反応し、酸性溶液を形成する。
構造
金属酸化物。
金属酸化物はイオン性化合物です。
ただし、酸化状態の高いメタ陽イオンの金属酸化物は共有結合性です。
非金属酸化物。
非金属酸化物は共有結合性の化合物です。
酸・塩基との反応
金属酸化物。
金属酸化物は酸と反応し、塩を形成する。
非金属酸化物。
非金属酸化物は塩基と反応し、塩を形成する。
結論
金属酸化物とは、金属イオンと酸化物イオンからなる化合物です。
非金属酸化物は、非金属原子と酸素原子からなる化合物です。
金属酸化物と非金属酸化物の主な違いは、金属酸化物が塩基性化合物であるのに対して、非金属酸化物は酸性化合物であることである。
