氧化物（化合物）

氧化物

化合物

氧化物（Oxide）属于化合物（当然也一定是纯净物）。其组成中只含两种元素，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。

简介

氧化物按照是否与水生成盐，以及生成的盐的类型可分为：酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物、假氧化物、过氧化物、超氧化物、臭氧化物和类似氧化物九类。（另外还有很多复杂的氧化物。）

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且显现负价，另一种若为金属元素，则为金属氧化物；若为非金属，则为非金属氧化物。

酸性

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，我们熟悉的非金属氧化物中，一氧化碳不是酸性氧化物。

与水反应

酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成含氧酸。

例如：

CO2+H2O=H2CO3

SO3+H2O=H2SO4。

含氧酸也可以受热分解生成酸性氧化物.例如，将硫酸加热可得到三氧化硫和水：

H2SO4=SO3↑+H2O

在这里三氧化硫可以看做是硫酸脱水后的生成物，因此也把酸性氧化物叫做酸酐。

与碱反应

酸性氧化物（可以与水反应生成酸）可以与碱发生反应。

例如：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

碱性

跟酸起反应，生成盐和水的氧化物，叫做碱性氧化物。大多数金属氧化物是碱性氧化物.例如氧化钠、氧化钾、氧化钡……

：能跟酸起反应，生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物(且生成物只能有盐和水，不可以有任何其它物质生成，且能与水反应生成碱)。碱性氧化物一般不与正盐、碱式盐（如Mg（OH）Cl)反应，但可与酸式盐(如NaHSO4)反应。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和CrO、MnO。碱性氧化物的对应水化物是碱。例如，CaO对应的水化物是Ca（OH）2，Fe2O3对应的水化物是Fe（OH）3。碱金属和钙、锶、钡的氧化物能跟水反应，生成相应的氢氧化物。它们都是强碱：

Na2O+H2O→2NaOH

CaO+H2O→Ca（OH）2

高温下，碱性氧化物和酸性氧化物作用生成盐：

CaO+SiO2→CaSiO3

碱性氧化物与酸性氧化物反应：

Na2O+CO2→Na2CO3

碱性氧化物受热时比较稳定，一般不会分解。

碱性氧化物一定是金属氧化物，而金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7就是酸性氧化物，Al2O3、BeO、Cr2O3、ZnO为两性氧化物。

碱性氧化物还可以和对应的酸式盐反应——Na20+2NaHSO4→2Na2SO4+H2O

当然，碱性氧化物只是从理论上可以视为对应碱脱水后的产物，并不是所有碱性氧化物都可以与水反应生成对应的碱。

注意：★能与酸反应的氧化物不一定就是碱性氧化物，如SiO2可以与HF反应，但SiO2却是酸性氧化物（应要注意，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！）。

★碱金属的氧化物不一定就是碱性氧化物，如Na2O2可以和水反应生成碱，但它是过氧化物而不是碱性氧化物。

两性

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：Al2O3ZnOBeO

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

不成盐

不能跟酸起反应生成盐和水，又不能跟碱起反应而生成盐和水，这类氧化物叫做不成盐氧化物。例如，H2O、NO、CO、N2O、N2O4、TeO、ClO2、I2O4、MnO2属于不成盐氧化物。

二氧化锰、二氧化氮是不成盐氧化物，因为锰和氮的含氧酸对应这两种元素的化合价都不是+4。

高锰酸根对应的氧化物是七氧化二锰而不是二氧化锰。

硝酸根对应的氧化物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。如CO，在工业上制备甲酸，就是利用CO和NaOH在一定条件下反应来制取的：

CO+NaOH→HCOONa

在中学阶段，我们将CO划分到不成盐氧化物类，是因为中学化学中还没有涉及象上述的用CO制甲酸这方面的知识。同时也提示我们：在教学中，不能将某些概念或定义讲得太死，要留有一定的余地，注意出现特殊情况。

假氧化物

假氧化物也就是说由多种氧化物混合而成的氧化物，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。我们将这类氧化物称做假氧化物。

假氧化物是那种看似像氧化物（纯净物）其实是混合物的。像氧化铁和氧化亚铁的混合物看上去像是Fe2O3但其实是混合物。

过氧化物

过氧化物，是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。

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。例如NaO2等，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，是很强的氧化剂。

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（O3）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。

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+l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

①金属氧化物与非金属氧化物

②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普通氧化物、过氧化物和超氧化物

④酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物、不成盐氧化物、其它复杂氧化物

1．酸性氧化物大多数能跟水直接化合生成含氧酸。

CO2+H2O→H₂CO₃

SO2+H2O→H₂SO₃

含氧酸也可以受热分解生成酸性氧化物.例如，将硫酸加热可得到三氧化硫与水

2．同时能与强酸强碱反应，故称之为两性如：Al2O3 ZnO BeO

3．不能跟酸起反应，又不能跟碱起反应而生成盐和水，这类氧化物叫做不成盐氧化物。

例如，H2O、NO、CO、N2O、TeO、ClO2、I2O5、MnO2属于不成盐氧化物。

（1）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。

（2）二氧化锰、二氧化氮是不成盐氧化物，因为锰和氮的含氧酸对应这两种元素的化合价都不是+4。

（3）高锰酸根对应的氧化物是七氧化二锰而不是二氧化锰。

（4）硝酸根对应的氧化物是五氧化二氮而不是二氧化氮。

相互关系

（1）酸性氧化物不都是非金属氧化物，

非金属氧化物也不都是酸性氧化物

如Mn2O7、是酸性氧化物，却是金属氧化物；CO、NO2、NO等都是非金属氧化物，但不是酸性氧化物

（2）碱性氧化物都是金属氧化物，但金属氧化物不一定碱性氧化物。

如Na2O2、Al2O3都不是碱性氧化物

（3）酸性氧化物都是酸酐，都含有相对应的含氧酸，但不一定都能与水反应。

如SiO2是H4SiO4/H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应

（4）离子型氧化物都是强电解质，共价型氧化物都是非电解质

常见氧化物：

氧化锌，氧化镁，氧化铁，氧化钙，氧化铬，氧化铝（Al2O3）。

制备

氧化物通常可以用金属直接燃烧（直接氧气氧化）法、还原法、热分解法等来制备。详见：氧化物的制备。

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、Y2O3、Ln2O3(镧系金属氧化物)

MO3

ReO3、WO3

M3O4

Fe3O4、Pb3O4、Mn3O4

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

物理性质

这是由于各阳离子具有相同的8电子构型，但随着正电荷的增加和半径的减小，它们对O(2-)离子的极化作用逐渐增强了，使得激发态和基态之间的能量差越来越小，因而能够吸收部分可见光而使集中于氧端的电子向金属一端迁移（这种电子迁移叫做电荷跃迁），它们的吸收谱带向长波方向移动，致使氧化物的颜色逐渐加深。在特征氧化物中显色的，还有第五周期的Cd、Ag、In、Sb、Te，第六周期的W、Re、Os、Hg、Tl、Pb、Bi，以及许多的镧系元素和锕系元素的氧化物。这些过渡元素氧化物之所以显色，有些是由于电荷跃迁引起的，有些则是由于d-d跃迁引起的，镧系和锕系元素的氧化物中，有颜色的现象更为普遍。

由于大多数金属氧化物具有无限三维离子晶格，一部分非金属氧化物具有网状共价结构，所以相当多的氧化物都是难熔物质，其中BeO、MgO、CaO、Al2O3、ZrO2、HfO2和ThO2以及SiO2等都是极难熔的，它们的熔点一般在1800～3300K之间，因而是优良的高温陶瓷材料，对于那些以分子单元结构存在的氧化物，它们多半呈分子晶型，共价分子之间以较弱的van der Waals力（范德华力）相结合，因而它们的熔、沸点都比较低。其中，在常温下呈气态的占多数，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却极易熔化（熔点分别为298.6K和313.8K).

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中和反应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中和反应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。

氧化钙

中文别名生石灰石灰；CaO；预分散CaO-80；母胶粒CaO-80；药胶CaO-80；消泡剂CaO；吸水剂CaO；吸湿剂CaO；煅烧石灰；煅石灰；稀释用石灰；纳米氧化钙；钠石灰[含氢氧化钠]；母胶粒CaO-80；药用氧化钙；消泡剂氧化钙；吸潮剂氧化钙；母胶粒氧化钙

化学式

CaO

相对分子质量

56.08（不考虑其他同位素）

EINECS

215-138-9

分子式

CAO

分子量

56.08

性状

白色或带灰色块状或颗粒。对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。溶于水成氢氧化钙并产生大量热，溶于酸类、甘油和蔗糖溶液，几乎不溶于乙醇。相对密度3.32～3.35。熔点2572℃。沸点2850℃。折光率1.838。有腐蚀性。

生产方法

1.石灰石煅烧法：

将石灰石粗碎至150mm，并筛除30～50mm以下的细渣。无烟煤或焦炭要求粒度在50mm以下，其中所含低熔点灰分不宜过多，其无烟煤或焦炭的加入量为石灰石的7.5%～8.5%(重量)。将经筛选的石灰石及燃料定时、定量由窑顶加入窑内，于900～1200℃煅烧，再经冷却即得成品。在煅烧工序副产二氧化碳。其CaCO3=CaO+CO2↑；

2.用纯硝酸溶解大理石，将其煮沸驱除干净CO2。向热溶液中加入石灰乳，过滤除去Cu、Fe、Mg等氢氧化物沉淀，加热滤液当其接近沸腾时通入CO2产生Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2的量相当于加入的Ca(OH)2的量。煮沸该溶液，Ca(HCO3)2即分解成碳酸钙沉淀，并携带痕量的Fe。滤液中的Ca(NO3)2经冷却后加入1/3体积的浓氨水和浓的（NH4）2CO3则另有CaCO3沉淀下来。将CaCO3沉淀洗涤干燥，放在石英坩埚中在电炉上灼烧即得纯的氧化钙。若要制得高纯氧化钙，则应先将高纯硝酸钙与高纯碳酸铵合成碳酸钙：将沉淀精制后，先于烘箱中烘干，再经灼烧（控制温度逐渐升高），于1000℃恒温8h，取出稍冷后，干燥保存，制得的产品为99.999%的高纯氧化钙；

3碳酸钙煅烧法：

先将碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙，再加入氨水进行中和，静置沉淀，过滤，再加入碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，经离心分离脱水，干燥后，进行煅烧，经粉碎，筛选，制得药用氧化钙成品。其

CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O

CaCl2+2NH3.H2O→Ca(OH)2+2NH4Cl

Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3+NaOH+H2O

CaCO3===高温==CaO+CO2↑；

用途

1.可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；

2.用作分析试剂，气体分析时用作二氧化碳吸收剂，光谱分析试剂，高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序，实验室氨气的干燥及醇类脱l水等。

3.用作原料，可制造电石、纯碱、漂白粉等，也用于制革、废水净化，氢氧化钙及各种钙化合物；

4.可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂；

5.用作植物油脱色剂，药物载体，土壤改良剂和钙肥；

6.还可用于耐火材料、干燥剂；

7.可配制农机1、2号胶和水下环氧胶黏剂，还用作与2402树脂预反应的反应剂；

8.用于酸性废水处理及污泥调质；

9.还可用作锅炉停用保护剂，利用石灰的吸湿能力，使锅炉水汽系统的金属表面保持干燥，防止腐蚀，适用于低压、中压、小容量汽包锅炉的长期停用保护；

10、可以和水反应制备氢氧化钙，反应方程式：CaO+H2O==Ca(OH)2，属于化合反应。

参考资料

1.氧化物·科学高分网