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黄鉄鉱

黄鉄鉱のFeの酸化数はなぜ+2なのでしょうか? 過酸化水素と関係があると聞いたのですが・・・・ 教えてください!!

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  • htms42
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回答No.1

過酸化水素 H2O2の構造式はH-O-O-Hです。 O2はO=O、H2OはH-O-Hです。 過酸化水素はO2の結合の一部が残っています。 単体の酸化数は0としています。 H2Oの結合の中のOは水素2つと結合していることから酸化数+2になります。 過酸化水素はその中間になるということがわかります。 O-Oの結合は単体の結合と同じということでHとの結合だけで考えます。同じ元素の原子と原子の結合は単体と同じ扱いです。その結合については酸化数は0とします。 H-(O-O)-H の( )のなかのもの全体を H-O-Hの中Oと同等と考えるのです。 過酸化水素の中のOの酸化数は+1となります。 過酸化水素からH^+が取れて、出来たイオンがあります。 (O-O)^2-です。過酸化物イオンといいます。 過酸化ナトリウムNa2O2、過酸化カルシウムCaO2などがよくでてきます。 Na2O2の中のナトリウムはNa^+、CaO2の中のカルシウムはCa^2+です。 化学式だけではMnO2との違いは分かりません。 MnO2のO2はO^2-が2つですのでMnは4+のイオンになっています。酸化マンガン(IV)または二酸化マンガンと呼んでいます。 FeS2の場合のS2は過酸化物イオンと同じ性質のイオン (S-S)^2- です。過酸化カルシウムと形は同じですね。 (でもやはり判断は難しいかもしれません。鉄はFe^2+、Fe^3+が普通ですから単原子イオンでFe4+は考えにくいという判断もあるでしょう。) 化学辞典を引いてみましたがこのイオンの名前は載っていませんでした。でも(O2)^2-の類推でいうと「過硫化物イオン」であるということになります。 硫黄Sは周期表で酸素Oのすぐ下にあります。 同じ形の化合物が存在するだろうと考えられます。硫化水素H2SはH2Oに対応します。過硫化水素というのは安定ではないようですが過酸化物イオンに対応する過硫化物イオンは存在するということになります。 理化学辞典には黄鉄鉱の結晶構造の図が載っています。 FeとS-Sの配置が示されています。 S-Sの距離が2.10×10^-8cmであるという数値も載っています。

c2hao3s
質問者

お礼

ありがとうございます!!! 考えてみると奥が深いものですね… やはり化学は面白いです。\(^o^)/

その他の回答 (2)

  • htms42
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回答No.3

#1様 ありがとうございます。 理化学辞典を引いてみました。 化学辞典(東京化学同人)では硫化鉄の中に FeS,Fe2S3,FeS2の3つが載っていました。 でもこの名前も混乱しそうですね。 二酸化硫黄SO2、二酸化炭素CO2と過酸化カルシウムCaO2は O2の内容が異なるということが名前から分かるようになっています。 二硫化鉄FeS2と二硫化炭素CS2はS2の内容が異なるのですが名前からは違うことが分かりません。混乱します。

  • 101325
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回答No.2

#1さんの回答に1点だけ付け加えます。 (O2)^2-の類推でいうと(S2)^2-の名前は「過硫化物イオン」になるのですけど、普通は二硫化物イオンと呼ばれます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E7%A1%AB%E5%8C%96%E7%89%A9 硫黄が単結合でつながった多原子イオンには、二硫化物イオンのほかに、三硫化物イオンや四硫化物イオンなどがあることも知られています。もし興味があれば理化学辞典の「ポリ硫化物」の項をご覧ください。

c2hao3s
質問者

お礼

ありがとうございます。 いろいろと深く突っ込めました。

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