第18章典型元素の金属・半金属・非金属

18.4 Structure and General Properties of the Nonmetals18.4　非金属の構造と一般的性質

OpenStax, Rice University; Chemistry 2e. · CC BY 4.0 · Source出典

1. Nonmetals oxidize most metals. The oxidation state of the metal becomes positive as it undergoes oxidation and that of the nonmetal becomes negative as it undergoes reduction. For example:
   

   非金属は大部分の金属を酸化する。金属は酸化されると酸化状態が正となり、非金属は還元されると酸化状態が負となる。たとえば、
   $\begin{array}{cccc}\text{4Fe}(s)+\hfill & {\text{3O}}_2(g)\hfill & ⟶\hfill & {\text{2Fe}}_2{\text{O}}_3(s)\hfill \\ 0\hfill & 0\hfill & & \mathrm{+3}\mathrm{-2}\hfill \end{array}$
2. With the exception of nitrogen and carbon, which are poor oxidizing agents, a more electronegative nonmetal oxidizes a less electronegative nonmetal or the anion of the nonmetal:
   

   酸化剤として弱い窒素と炭素を除き、電気陰性度の高い非金属は、電気陰性度の低い非金属、またはその非金属の陰イオンを酸化する。
   $\begin{array}{cccc}\text{S}(s)+\hfill & {\text{O}}_2(g)\hfill & ⟶\hfill & {\text{2SO}}_2(s)\hfill \\ 0\hfill & 0\hfill & & \mathrm{+4}\mathrm{-2}\hfill \end{array}$
   $\begin{array}{cccc}{\text{Cl}}_2(g)+\hfill & {\text{2I}}^{\mathrm{-}}(aq)\hfill & ⟶\hfill & {\text{I}}_2(s)+{\text{2Cl}}^{\mathrm{-}}(aq)\hfill \\ 0\hfill & & & 0\hfill \end{array}$
3. Fluorine and oxygen are the strongest oxidizing agents within their respective groups; each oxidizes all the elements that lie below it in the group. Within any period, the strongest oxidizing agent is in group 17. A nonmetal often oxidizes an element that lies to its left in the same period. For example:
   

   フッ素と酸素は、それぞれの族で最も強い酸化剤であり、どちらも同じ族で自身より下にあるすべての元素を酸化する。どの周期でも、最も強い酸化剤は17族にある。非金属は、同じ周期で自身より左にある元素を酸化することが多い。たとえば、
   $\begin{array}{cccc}\text{2As}(s)+\hfill & {\text{3Br}}_2(l)\hfill & ⟶\hfill & {\text{2AsBr}}_3(s)\hfill \\ 0\hfill & 0\hfill & & \mathrm{+3}\mathrm{-1}\hfill \end{array}$
4. The stronger a nonmetal is as an oxidizing agent, the more difficult it is to oxidize the anion formed by the nonmetal. This means that the most stable negative ions are formed by elements at the top of the group or in group 17 of the period.

   英語のヒント

   非金属が酸化剤として強いほど、その非金属が作る陰イオンを酸化することは難しい。つまり、最も安定な陰イオンを作るのは、族の最上部、またはその周期の17族にある元素である。
5. Fluorine and oxygen are the strongest oxidizing elements known. Fluorine does not form compounds in which it exhibits positive oxidation states; oxygen exhibits a positive oxidation state only when combined with fluorine. For example:
   

   フッ素と酸素は、知られている中で最も強い酸化性の元素である。フッ素は、正の酸化状態を示す化合物を作らない。酸素が正の酸化状態を示すのは、フッ素と結合した場合だけである。たとえば、
   $\begin{array}{cccc}{\text{2F}}_2(g)+\hfill & {\text{2OH}}^{\mathrm{-}}(aq)\hfill & ⟶\hfill & {\text{OF}}_2(g)+{\text{2F}}^{\mathrm{-}}(aq)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\hfill \\ 0\hfill & & & \mathrm{+2}\mathrm{-1}\hfill \end{array}$

1. Oxides such as SO₂ and N₂O₅, in which the nonmetal exhibits one of its common oxidation states, are acid anhydrides and react with water to form acids with no change in oxidation state. The product is an oxyacid. For example:
   

   SO₂やN₂O₅のように、非金属が一般的な酸化状態の一つを示す酸化物は酸無水物であり、酸化状態を変えずに水と反応して酸を作る。生成物はオキソ酸である。たとえば、
   ${\text{SO}}_2(g)+{\text{H}}_2\text{O}(l)⟶{\text{H}}_2{\text{SO}}_3(aq)$
   ${\text{N}}_2{\text{O}}_5(s)+{\text{H}}_2\text{O}(l)⟶{\text{2HNO}}_3(aq)$
2. Those oxides such as NO₂ and ClO₂, in which the nonmetal does not exhibit one of its common oxidation states, also react with water. In these reactions, the nonmetal is both oxidized and reduced. For example:
   

   NO₂やClO₂のように、非金属が一般的な酸化状態の一つを示していない酸化物も、水と反応する。これらの反応では、非金属は酸化も還元もされる。たとえば、
   $\begin{array}{ccccc}{\text{3NO}}_2(g)+\hfill & {\text{H}}_2\text{O}(l)\hfill & ⟶\hfill & {\text{2HNO}}_3(aq)+\hfill & \text{NO}(g)\hfill \\ \mathrm{+4}\hfill & & & \mathrm{+5}\hfill & \mathrm{+2}\hfill \end{array}$
   
   Reactions in which the same element is both oxidized and reduced are called disproportionation reactions.

   同じ元素が酸化も還元もされる反応を、不均化反応という。
3. The acid strength increases as the electronegativity of the central atom increases. To learn more, see the discussion in the chapter on acid-base chemistry.

   中心原子の電気陰性度が高まるにつれて、酸の強さは増す。詳しくは、酸塩基化学の章の説明を参照しよう。