化 学 (化学反応)

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 ここでは,酸化還元反応に関連し,【酸化数】【主な元素の酸化数と代表的化合物】に項目を分けて紹介する。

 【酸化数】

 酸化還元反応を理解するためには,化合物中の各元素の酸化数の変化を的確に把握できなければならい。
 【酸化・還元とは】では,酸化数の決め方について,その原則を次のように紹介した。
 ① 単体の酸化数は 0 とする,② 化合物中の酸素( O )の酸化数 -2 ,水素( H )の酸化数 +1 とする,③ 単原子イオンの酸化数は,イオンの価数に等しい,④ 化合物を構成する原子の酸化数の総和は 0 になる,⑤ 多原子イオンの酸化数の総和は価数に等しい。
 実際には,水素や酸素も原則とは異なる酸化数を持つ化合物がある。そこで,主な元素の取りうる酸化数とその代表例をここで紹介する。

 

 【主な元素の酸化数と代表的化合物】

 水素( H )の酸化数( 1, 0, -1 )
 +1 :酸 ( HCl , HNO など多数 ) ,有機化合物( CH4 など数多くの化合物)
 0 :水素 ( H2 )
 -1 :水素化物 ( NaH , SiH4 , AlH3 など )
 酸素( O )の酸化数( 2, 1, 0, -1, -2 )
 +2 :二フッ化酸素 ( OF2 )
 +1 :二フッ化二酸素 ( O2F2 )
  +1/2 : ジオキシゲニルイオン ( O2+ )
  0 :酸素 ( O2 )
 -1 :過酸化物 ( H2O2 , Li2O2 など )
 -2:酸化物 ( H2O , SiO2, NO2 など多数 )
 窒素( N )の酸化数( 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3 )
 +5 :硝酸 ( HNO3 ) ,五酸化二窒素 ( N2O5 )
 +4 :二酸化窒素 ( NO2 ) ,四酸化二窒素 ( N2O4 )
 +3 :亜硝酸 ( HNO2 ) ,三酸化二窒素 ( N2O3 )
 +2 :一酸化窒素 ( NO )
 +1 :次亜硝酸 ( HNO ) ,一酸化二窒素 ( N2O )
  0 :窒素 ( N2 )
 -3 :アンモニア ( NH3 ) ,窒化アルミニウム ( AlN )
 硫黄( S )の酸化数(6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2 )
 +6 :硫酸 ( H2SO4 ) ,六フッ化硫黄 ( SF6 ) , 三酸化硫黄 ( SO3 )
 +4 :二酸化硫黄 ( SO2 )
 +2 :二塩化硫黄 ( SCl2 ) ,二硫化炭素 ( CS2 ) ,チオ硫酸ナトリウム ( Na2S2O3 )
  0 :硫黄 ( S, S8 )
 -2 :硫化物 ( H2S , CuS など多数)
 塩素( Cl )の酸化数( 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1 )
 +7 :過塩素酸 ( HClO4 )
 +5 :塩素酸 ( HClO3 )
 +3 :亜塩素酸 ( HClO2 )
 +1 :次亜塩素酸 ( HClO )
  0 :塩素 ( Cl2 )
 -1 :塩素化合物 ( NaCl など多数 )
 クロム( Cr )
 +6 :クロム酸カリウム ( K2CrO4 ) ,二(重)クロム酸カリウム ( K2Cr2O7 )
 +3 :酸化クロム ( Cr2O3 )
 0 :クロム ( Cr )
 マンガン( Mn )
 +7 :過マンガン酸カリウム硝酸 ( KMnO4 )
 +6 :マンガン酸カリウム ( K2MnO4 )
 +4 :二酸化マンガン ( MnO2 )
 +2 :硫酸マンガン ( MnSO4 )
 0 :マンガン ( Mn )

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