黄鉄鉱

質問

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！！

回答No.1

htms42 · ベストアンサー

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。

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^)／

回答No.3

htms42

＃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。

回答No.2

101325

＃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。

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。