両性元素は「何故」両性なのです？

質問

はじめまして＾＾；化学を勉強して日が浅い投稿者ですＴＴ

両性元素は「何故」両性なのです？そういうもの…というお約束で覚えないといけませんか？

その他の、両性化合物の水酸化鉛も同じく、何故そうなるかわかりません。共通点などあるのでしょうか？

ＯＨをＯＨとして放出する物とＯとＨで放出する化合物、元素がＯを強烈にひき付けてると、Ｈしか放出できないとは思いますが…電気陰性度のちがいでしょうか…ＣＯＯＨのカルボキシル基がＯＨではなくＨしか出せないような物と同じとか（ヒドロキシル基のＯＨとして機能しない物？）官能基を破壊する反応ってＴＴ（私にはそう見えた）；；

？・？・？すみませんＴＴ助けて下さい…

回答No.2

fro-bis · ベストアンサー

電気陰性度は、異なる種類の元素の原子同士が結合したときに電子をどの程度自分の側に引き付けているかの目安になる数値です。
電気陰性度は周期表の右上に行くほど大きくなります。（ただし、希ガス元素は除きます。これは希ガス元素がほとんど他の元素と反応しない、つまり結合を作らないために、電気陰性度が決められないためです。）
ということはそれぞれの原子と酸素原子の結合を考えると
金属元素は電気陰性度が小さく酸素に完全に電子をとられている（イオン性の結合）
非金属元素は電気陰性度が大きいので電子を酸素と共有している（ただし酸素原子との電気陰性度の差が有るので電子はどちらかの原子に偏っていますが完全にとられることは無い）（共有結合）
ところが両性元素の電気陰性度は中途半端な大きさのため、酸素との結合では、電子は酸素側にかなり偏るが、イオン結合のように完全に酸素にとられてしまっているわけではない状態になります。

また、酸素原子と水素原子の結合を考えると、電気陰性度は酸素の方が大きく、共有結合とはいえ電子は酸素の方にかなり偏っています。

ここで、それぞれの結合の切れやすさを考えると、
（中和反応やら水への溶解やらの反応を考えてください）共有結合は切れにくく、イオン結合は切れやすい。電子の偏りが大きい共有結合は、偏りの小さい共有結合より切れやすく、イオン結合より切れにくい。

Ｘ－Ｏ－Ｈこういう分子（あるいは塩）を考えると（－は共有結合ではなく、何でも良いから単に結合してるということを表してると思ってください）
反応したとき、結合の切れやすさの兼ね合いで

Ｘが金属元素なら　Ｘ　Ｏ－Ｈ　
Ｘが非金属元素ではＸ－Ｏ　Ｈ
Ｘが両性元素なら・・Ｘ－Ｏ　Ｈ　か　Ｘ　Ｏ－Ｈ

のように切れやすいと考えられませんか？
両性元素の場合、Ｘ－ＯとＯ－Ｈどっちが切れやすいかははっきりとはいえません（電子の偏り具合にもよるし、反応する相手が酸なのか塩基なのかにもよります）

なぜ両性なのかといわれると電気陰性度が中途半端だからといえるかと思いますが、どの元素がその性質なんだ？というのは（一応周期表の金属元素と非金属元素の境目ということになりますが）覚えるしか無いと思います。
以上長々と済みませんでした。

回答No.3

noname#160321

>>両性元素は「何故」両性なのです？そういうもの…というお約束で覚えないといけませんか？
典型元素の専門家としては、乱暴だけど「両性元素」という名前は「忘れなさい」と言いたいです。
特に酸素との組み合わせでは「酸素酸」が出来るので非常に面倒です。
酸素酸には「オルト酸」と「オキソ酸」があります。
オルト酸にはホウ素のホウ酸(OH)3B、アルミニウムのアルミン酸Al(OH)3やオルト蟻酸HC(OH)3あるいは塩素の次亜塩素酸HOClなどがありますが、フッ素、アルカリ金属とほとんどのアルカリ土金属以外にはオルト酸が考えられます。(過酸化水素は酸素のオルト酸か??)
またオキソ酸にはカルボン酸RC(=O)-OHをはじめ塩素の亜塩素酸HOClO、塩素酸HOClO2、過塩素酸HOClO3、窒素では亜硝酸HONO、硝酸HONO2、硫黄の亜硫酸(HO)2SO、硫酸(HO)2SO2、バナジウムのバナジン酸HOVO2、……。
ですので、単原子の元素と酸素と結合した分子の中での原子の性質は極端に異なります。また、それだから「化学」というものが成り立ちます。
「共有結合」と「イオン結合」だけですべてが説明できるのは中学1年まででしょう。(それも無理かも)
「化学を勉強して日が浅い投稿者」様には申し訳ありませんが、「両性元素」の元素名を暗記するぐらいなら、どれか1つの元素の酸化状態を全部覚えた方が実りが多いです。
「教科書に書いてあることは全部ウソ」と言えれば「一人前の専門家」。(脱線しちゃってごめんなさい)

回答No.1

Tacosan

「金属元素と非金属元素の境界付近にあって, 金属性と非金属性の両方を示す元素が両性元素である」って説明もあったりしますね.
まあ典型的な両性元素である Al, Zn, Sn, Pb くらいを覚えとけばいいような気もしますが....
極端な例を出してしまうと「Fe や Cu や Mn も両性だ」って言われかねない (濃厚な NaOH 溶液には Fe や Cu もわずかに溶けるらしいし, KMnO4 が存在するくらいだから Mn2O7 は塩基性酸化物) ので.