氧化物（氧元素与化学元素组成的化合物）

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更新时间：2023-05-22
氧化物
氧元素与化学元素组成的化合物
氧化物（Oxide）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。
广义上的氧化物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。
基本信息
中文名
氧化物
外文名
oxide
组成
氧元素与另外一种化学元素
分类
酸性
碱性
两性
中性氧化物
酸性氧化物
在说概念之前，我们先看下面两个例子：
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，称为酸性氧化物。
非金属氧化物大多数是酸性氧化物，例如二氧化碳、二氧化硫等。
但是酸性氧化物不一定是非金属氧化物，例如Mn2O7。
与水反应
酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成酸。
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。
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。
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O
与碱性氧化物
一定条件下，碱性氧化物和酸性氧化物反应生成盐。
CaO+CO2=CaCO3
CaO+SiO2=（高温）CaSiO3
碱性氧化物
同样的引入，我们先看下面两个例子：
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，但不乏有其他种类，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。
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。
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。
2HCl+CuO=CuCl2+H2O
3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O
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。
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或者不成盐氧化物。
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。
过氧化物
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。
结构分类
离子型
化学式类型
氧化物举例
M2O
碱金属的氧化物
MO
BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、CdO、VO、MnO、CoO、NiO
M2O3
Al2O3、Sc2O3、Ln2O3(镧系金属氧化物)
MO3
ReO3、WO3
M3O4
Fe3O4、Pb3O4、Mn3O4
共价型
结构类型
氧化物举例
非金属元素
简单分子氧化物
H、F、Cl、Br、I、S、Se、N、P、As、C的氧化物
巨分子氧化物
B、Si的氧化物
金属元素
18电子外壳离子的氧化物
Ag2O、Cu2O
18+2电子外壳离子的氧化物
SnO、PbO
8电子外壳、高电荷离子的氧化物
Mn2O7
化学性质
酸碱性
根据酸碱特性，氧化物可分成4类：酸性的、碱性的、两性的和中性的。
（1）酸性氧化物。溶于水呈酸性溶液或同碱发生的氧化物是酸性氧化物。例如：
P4O10+6H2O→4H3PO4
Sb2O5+2NaOH+5H2O→2Na[Sb(OH)6]
大多数非金属共价型氧化物和某些电正性较弱的高氧化态金属的氧化物都是酸性的。
（2）碱性氧化物。溶于水呈碱性溶液或同酸发生的氧化物是碱性氧化物。例如：
CaO+H2O→Ca(OH)2
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
大多数电正性元素的氧化物是碱性的。
（3）两性氧化物。同强酸作用呈碱性，又同强碱作用呈酸性的氧化物是两性氧化物。例如：
ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O
ZnO+2NaOH+H2O→Na2[Zn(OH)4]
靠近长周期表中非金属区的一些金属元素的氧化物易显两性。
（4）中性氧化物。既不与酸反应也不与碱反应的氧化物叫做中性氧化物。例如CO和N2O。
详见：氧化物的酸碱性。
热稳定性
大部分氧化物具有很高的热稳定性，尤其是IIA和IVB族元素的氧化物、Li2O、Na2O、B2O3、Al2O3、SiO2等，对热不稳定的氧化物较少，例如卤素的氧化物、N2O5、Ag2O、HgO等。短周期元素氧化物的稳定性从左至右递减，唯碱金属元素氧化物的稳定性较碱土金属为差，当我们考虑到M离子之间的斥力而使M2O的晶格能较低时就不难理解这个“反常”现象了；在同一族里，尤其是副族元素，从上向下热稳定性增强，这是因为，虽然从上向下随着阳离子和阴离子半径之和的增加而减小了晶格能，但随原子半径的增大而减小电离能的效应更为显著，特别是当阳离子的半径比氧离子的半径小时更是这样。
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