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염기성 산화물

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목차

1. 개요

염기성 산화물은 산화물 중 하나로, 산소와 금속이 결합하여 생성되며, 물에 녹아 염기성 용액을 형성하는 화합물을 의미한다. 주로 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 산화물이 이에 해당하며, 물과 반응하여 해당 금속의 수산화물을 생성한다. 염기성 산화물은 주기율표에서 금속성이 증가하는 방향으로 갈수록 염기성이 강해지며, 산과 반응하여 염과 물을 생성하는 중화 반응을 일으킨다.

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2. 정의

산화물은 하나 이상의 산소 원자가 다른 원소와 결합된 화합물로, 예를 들어 H2O 또는 CO2가 있다. 산-염기 특성에 따라 산화물은 산성 산화물, 염기성 산화물, 양쪽성 산화물 및 중성 산화물의 네 가지 범주로 분류할 수 있다.

염기성 산화물은 염기 무수물(물이 없는 염기라는 뜻)이라고도 불리며, 일반적으로 산소와 금속, 특히 알칼리 금속(1족) 및 알칼리 토금속(2족) 금속의 반응으로 생성된다. 이 두 족 모두 물에 녹아 해당 수산화물의 염기성 용액을 형성하는 이온성 산화물을 형성한다.

알칼리 금속(1족)과 알칼리 토금속(2족)의 반응식은 다음과 같다.


  • 알칼리 금속(1족): X2O + H2O → 2XOH (X = 1족 원소)
  • 알칼리 토금속(2족): XO + H2O → X(OH)2 (X = 2족 원소)


예를 들어, 염기성 산화물인 Li2O는 물과 반응한 후 수산화물인 LiOH이 되고, BaO는 Ba(OH)2이 된다. 반대로, 비금속은 일반적으로 산성 산화물을 형성한다. 일반적으로 산화물의 염기성은 주기율표의 왼쪽 아래로 갈수록 증가하는데, 이는 금속성이 증가하기 때문이다.[1]

3. 반응

염기성 산화물은 염기 무수물(물이 없는 염기)이라고도 불리며, 산과 반응하여 염과 물을 생성하는 중화 반응을 보인다. 또한, 일부 염기성 산화물은 물과 반응하여 수산화물을 생성하기도 한다.

일반적으로 산소와 금속, 특히 알칼리 금속(1족) 및 알칼리 토금속(2족) 금속이 반응하여 생성된다. 이 두 족은 모두 물에 녹아 해당 수산화물의 염기성 용액을 형성하는 이온성 산화물을 형성한다.[1]

산화칼슘과 산화나트륨은 물과 반응하여 각각 수산화칼슘과 수산화나트륨을 생성한다.

: CaO + H2O → Ca(OH)2

: Na2O + H2O → 2NaOH

3. 1. 물과의 반응

알칼리 금속(1족) 및 알칼리 토금속(2족) 산화물은 물과 반응하여 염기를 생성한다.[2]

1족 산화물 (X2O) + H2O → 2XOH2족 산화물 (XO) + H2O → X(OH)2 (BeO 제외)



다른 주족 원소의 일부 산화물도 물과 반응하여 염기를 생성한다.[2]


  • 산화탈륨(I) + H2O → 2 수산화탈륨(I)
  • 산화비스무트(III) + 3H2O → 2 수산화비스무트(III)

3. 2. 산과의 반응

염기성 산화물은 중화 반응에서 산과 반응하여 염과 물을 생성한다.[2]

4. 예시

산화 나트륨은 물과 반응하여 수산화 나트륨을 만든다.[2]

산화 마그네슘은 물과 반응하여 수산화 마그네슘을 만든다.[2]

산화 구리(II)는 질산과 반응하여 질산 구리와 물을 만든다.


  • * CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

1족 및 2족 원소의 산화물은 베릴륨의 산화물(BeO)을 제외하고 모두 염기성이며, 물과 반응하여 염기를 생성한다.[2]

화합물반응식
산화리튬Li2O + H2O → 2 LiOH
산화나트륨Na2O + H2O → 2 NaOH
산화칼륨K2O + H2O → 2 KOH
산화루비듐Rb2O + H2O → 2 RbOH
산화세슘Cs2O + H2O → 2 CsOH
산화마그네슘MgO + H2O → Mg(OH)2
산화칼슘CaO + H2O → Ca(OH)2
산화스트론튬SrO + H2O → Sr(OH)2
산화바륨BaO + H2O → Ba(OH)2
산화라듐RaO + H2O → Ra(OH)2



다른 주족 원소의 일부 산화물도 염기성이며, 물과 반응하여 염기를 생성한다.


  • 산화탈륨(I)은 물과 반응하여 수산화탈륨(I)을 생성한다: Tl2O + H2O → 2 TlOH
  • 산화비스무트(III)은 물과 반응하여 수산화비스무트(III)을 생성한다: Bi2O3 + 3H2O → 2 Bi(OH)3


중화 반응에서 염기성 산화물은 산과 반응하여 염과 물을 생성한다.

화합물반응식
산화마그네슘MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O
산화나트륨Na2O + 2 HCl → 2 NaCl + H2O



참조

[1] 서적 Comprehensive Chemistry XI Laxmi Publications
[2] 서적 Inorganic Chemistry Oxford University Press


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