非金属酸化物：形成、命名法、特性 - 化学 - 2025

非 - 金属酸化物はまた、塩を形成する酸または塩基を形成するために、水と反応して酸化物を酸と呼ばれます。これは、二酸化硫黄（SO ₂）や酸化塩素（I）などの化合物の場合に見られます。これらは水と反応して、それぞれ弱酸H ₂ SO ₃およびHOClを生成します。

非金属酸化物は、イオン性酸化物を表す金属酸化物とは異なり、共有結合型です。酸素は電気陰性度が高いため、非常に多くの元素と結合を形成する能力があり、多種多様な化合物の優れたベースになります。

石英、非金属酸化物である酸化ケイ素から生成可能

これらの化合物の中には、酸素ジアニオンが金属または非金属に結合して酸化物を形成する可能性がある。酸化物は、天然の一般的な化合物であり、少なくとも1つの酸素原子が金属または非金属の別の元素に結合しているという特性があります。

この元素は、酸素が付着している元素とその酸化数に応じて、固体、液体、または気体の凝集状態で発生します。

ある酸化物と別の酸化物の間では、同じ元素に酸素が結合している場合でも、それらの特性に大きな違いがある可能性があります。したがって、混乱を避けるために、それらを完全に識別する必要があります。

それらはどのように形成されますか？

上記で説明したように、酸性酸化物は、非金属カチオンと酸素のジアニオン（O ^2-）の結合後に形成されます。

このタイプの化合物は、周期表の右側にある元素（メタロイドは通常両性酸化物を生成します）や、高酸化状態の遷移金属で観察されます。

非金属酸化物を形成する非常に一般的な方法は、非金属酸化物と水で構成されるoxacidsと呼ばれる三元化合物の分解によるものです。

非金属酸化物は、その形成中に水分子を失ったことを特徴とする化合物であるため、非金属酸化物は無水物とも呼ばれるのはこのためです。

たとえば、高温（400ºC）での硫酸の分解反応では、H ₂ SO ₄は次の反応に従ってSO ₃およびH ₂ O 蒸気に完全に変換されるポイントまで分解します。H ₂ SO ₄ +熱→SO ₃ + H ₂ O

非金属酸化物を形成する別の方法は、二酸化硫黄の場合のように、元素の直接酸化によるものです：S + O ₂ →SO ₂

また、硝酸による炭素の酸化でも二酸化炭素が生成されます。C+ 4HNO ₃ →CO ₂ + 4NO ₂ + 2H ₂ O

命名法

非金属酸化物に名前を付けるには、関連する非金属元素の酸化数やその化学量論的特性など、いくつかの要素を考慮する必要があります。

その命名法は、塩基性酸化物の命名法に似ています。また、酸素が結合して酸化物を形成する元素に応じて、酸素または非金属元素が最初に分子式に記述されます。ただし、これはこれらの化合物の命名規則には影響しません。

ローマ数字による体系的な命名法

古いStock命名法（ローマ数字で体系的）を使用してこのタイプの酸化物に名前を付けるには、式の右側の要素を最初に命名します。

非金属元素の場合は、接尾辞「uro」が追加され、次に前置詞「de」が追加され、左側に元素の名前が付けられます。酸素の場合は、「酸化物」から始めて、要素に名前を付けます。

これは、各原子の酸化状態に続いてその名前をスペースなしでローマ数字で括弧内に配置することで終了します。価数が1つしかない場合は省略します。これは、正の酸化数を持つ要素にのみ適用されます。

接頭辞付きの体系的な命名法

接頭辞付きの体系的な命名法を使用する場合、ストックタイプの命名法と同じ原則が使用されますが、酸化状態を示すためにローマ数字は使用されません。

代わりに、それぞれの原子の数は、接頭辞「mono」、「di」、「tri」などで示す必要があります。一酸化炭素を別の酸化物と混同する可能性がない場合は、この接頭辞が省略されていることに注意してください。たとえば、酸素の場合、SeO（酸化セレン）から「モノ」が省略されます。

伝統的な命名法

従来の命名法を使用する場合、一般的な名前が最初に配置され（この場合は「無水物」という用語です）、非金属が持つ酸化状態の数に従って続きます。

酸化状態が1つしかない場合は、前置詞「of」と非金属元素の名前が続きます。

一方、この要素に2つの酸化状態がある場合、終端の「クマ」または「ico」は、それぞれ最低または最高の原子価を使用するときに指定されます。

非金属に3つの酸化数がある場合、最小は接頭辞「hiccup」と接尾辞「bear」、中間は末尾「くま」と最大、接尾辞「ico」で名前が付けられます。

非金属に4つの酸化状態がある場合、すべての最も低いものは、接頭辞「hypo」と接尾辞「bear」、末尾が「bear」の副中間体、末尾が「ico」の主中間体、および接頭辞が「per」で、接尾辞が「ico」で最も高い。

非金属酸化物の命名規則の要約

使用されている用語に関係なく、酸化物に存在する各元素の酸化状態（または価数）は常に監視する必要があります。それらに名前を付けるための規則を以下に要約します。

最初のルール

ホウ素（B ₂ O ₃）の場合のように、非金属が単一の酸化状態を持つ場合、この化合物は次のように命名されます。

伝統的な命名法

無水ホウ素。

接頭辞付きの体系

各元素の原子数に応じて; この場合、三酸化二ホウ素。

ローマ数字の体系

酸化ホウ素（酸化状態が1つしかないため、これは無視されます）。

第二のルール

炭素の場合のように非金属に2つの酸化状態がある場合（+2と+4 、それぞれ酸化物COとCO ₂を生じます）、次のように名前が付けられます。

伝統的な命名法

末尾が「クマ」と「ico」で、それぞれ原子価が低いことと高いことを示します（COの場合は無水炭素質、CO _{2の場合は}二酸化炭素）。

接頭辞付きの体系的な命名法

一酸化炭素と二酸化炭素。

ローマ数字による体系的な命名法

酸化炭素（II）および酸化炭素（IV）。

第三のルール

非金属に3つまたは4つの酸化状態がある場合、次のように名前が付けられます。

伝統的な命名法

非金属に3つの原子価がある場合は、前述の手順に従ってください。硫黄の場合、それらはそれぞれ次亜硫酸無水物、無水硫黄、および無水硫黄である。

非金属が3つの酸化状態を持っている場合、それは同じ方法で次のように命名されます。

接頭辞またはローマ数字による体系的な命名法

化合物に使用されるのと同じルールが適用され、非金属には2つの酸化状態があり、それらに非常に類似した名前が付けられます。

プロパティ

-それらはさまざまな集約状態にあります。

-これらの化合物を構成する非金属は、高い酸化数を持っています。

-固相の非金属酸化物は一般に脆い構造を持っています。

-それらのほとんどは分子化合物であり、本質的に共有結合です。

-それらは本質的に酸性であり、オキシ酸化合物を形成します。

-その酸の特徴は周期表の左から右に増加します。

-電気伝導性または熱伝導性がよくない。

-これらの酸化物は、それらの基本的な対応物よりも比較的低い融点と沸点を持っています。

-それらは水と反応して酸性化合物を生じるか、アルカリ種と反応して塩を生じる。

-それらが塩基性タイプの酸化物と反応すると、それらはオキソアニオン塩を生じる。

-硫黄酸化​​物や窒素酸化物など、これらの化合物の一部は環境汚染物質と見なされます。

用途

非金属酸化物は、工業分野と実験室の両方で、また科学のさまざまな分野で、幅広い用途があります。

その用途には、赤面やマニキュアなどの化粧品の作成、およびセラミックの製造が含まれます。

それらはまた、塗料の改良、触媒の製造、消火器での液体の処方、またはエアゾール食品の噴射ガスで使用されており、小規模な操作での麻酔剤としても使用されています。

例

酸化塩素

酸化塩素には2種類あります。酸化塩素（III）は茶色の固体物質で、外観は暗い色で、水の融点（0°K）より低い温度でも非常に爆発性があります。

一方、酸化塩素（VII）は、硫酸と過塩素酸塩の一部を組み合わせることによって得られる腐食性および引火性のガス状化合物です。

酸化ケイ素

これはシリカとも呼ばれる固体で、セメント、セラミック、ガラスの製造に使用されます。

さらに、分子配列に応じてさまざまな物質を形成し、規則的な結晶を構成する場合は石英を生成し、配列がアモルファスの場合はオパールを生成します。

硫黄酸化​​物

二酸化硫黄は三酸化硫黄の無色の前駆体ガスですが、三酸化硫黄はスルホン化を行うときの主要な化合物であり、医薬品、着色剤、洗剤の製造につながります。

さらに、酸性雨の中に存在するため、非常に重要な汚染物質です。

参考文献

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