比較氧元素和氯元素的非金屬性[共3頁]

1、比較氧元素和氯元素的非金屬性 氧元素和氯元素是非金屬性僅次于氟元素的兩元素，它們的非金屬性的強(qiáng)弱一直是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中難以講清的問題。高中課本在介紹元素周期律和元素化合物性質(zhì)時(shí)指出：“在同一周期中，各元素的原子從左到右失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。因此金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)”?！霸谕恢髯逶刂校氐姆墙饘傩允菑纳系较轮饾u減弱的”從元素周期表中可以看出，氯和氧既不同周期，又不同主族，那么，怎樣比較它們的非金屬性強(qiáng)弱呢？ 中學(xué)化學(xué)課本中指出：“一般說來，可以從元素氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或跟氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易，來判斷元素非金屬性的強(qiáng)弱”。氯氣與氫氣的反應(yīng)在光照下就能進(jìn)

2、行；而氧氣與氫氣的反應(yīng)在光照下不能進(jìn)行，必須點(diǎn)燃才行。氯氣與水反應(yīng)在光的照射下有氧氣生成，不管反應(yīng)的中間過程如何，總是氯氣把氧氣從水中置換出來。這都可以看出氯氣的確比氧氣活潑，似乎可以得出結(jié)論：氯元素的非金屬性比氧元素的強(qiáng)。但是，再來看氧和氯的化合物，次氯酸(HClO)中氯的化合價(jià)為+1、氧為-2價(jià)，在氯酸(HClO3)、氯酸鉀(KClO3)、及氧化氯(Cl2O)等氧和氯形成的化合物中，都認(rèn)為氯元素是正價(jià)、氧元素為負(fù)價(jià)，就是說氧原子的吸引電子能力比氯原子強(qiáng)。這又和上面的結(jié)論相反。到底誰的非金屬性強(qiáng)？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？首先，來分析一組標(biāo)準(zhǔn)電極電位的數(shù)據(jù)：F22e=2F- E=+2.88VCl

3、22e=2Cl-E=+1.36VO2+4H+4e=2H2OE=+1.23VO3+2H+2e=O2H2OE=+2.07V從標(biāo)準(zhǔn)電極電位可以看出，氟氣的氧化性最強(qiáng)，氯氣的氧化性比氧氣的要強(qiáng)，而臭氧的氧化性比氯氣的強(qiáng)。所以，氯氣確實(shí)比氧氣活潑，這從氯氣、氧氣跟氫氣的反應(yīng)能力已經(jīng)可以證明。氯氣能與松節(jié)油反應(yīng)，而煤氣，松節(jié)油等在臭氧中能自燃，臭氧更加活潑。下面再來比較元素的電負(fù)性，氟的電負(fù)性為3.98，氧為3.44，氯為3.16(鮑林電負(fù)性標(biāo)度)。電負(fù)性是元素的原子在分子中吸引電子的能力。也就是說，電負(fù)性表示的是元素的原子吸引電子能力的相對強(qiáng)弱，它的大小可以比較準(zhǔn)確地反應(yīng)出元素非金屬性的強(qiáng)弱。從電負(fù)性可

4、以得出：氟的非金屬性最強(qiáng)，而氧的非金屬性比氯的強(qiáng)。從以上所述的性質(zhì)和數(shù)據(jù)可以證明：一方面，氧元素的非金屬性比氯元素的強(qiáng)，另一方面，氯氣比氧氣活潑。這就是說，元素的非金屬性和非金屬的活動(dòng)性不一致。分析比較非金屬性和非金屬活動(dòng)性的概念。非金屬性是指元素的原子得到電子的能力的強(qiáng)弱，是元素原子的本質(zhì)屬性。它的強(qiáng)弱只與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與外界因素?zé)o關(guān)。非金屬活動(dòng)性是指非金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)能力的大小。它的強(qiáng)弱不僅與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且受非金屬單質(zhì)的組成、狀態(tài)等其它外部條件的影響。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，通常用元素的非金屬活動(dòng)性的大小來說明元素的非金屬性的強(qiáng)弱。但是，這兩個(gè)概念卻有著明顯的差異：1主體不同。非

5、金屬性的主體是元素的原子；而非金屬的活動(dòng)性的主體是非金屬單質(zhì)。2影響因素不同。非金屬性是原子的本質(zhì)屬性。它的強(qiáng)弱只與原子結(jié)構(gòu)(如核電荷數(shù)、核外電子排布、外層電子數(shù)、原子半徑等)有關(guān)，而與外部因素?zé)o關(guān)。非金屬活動(dòng)性不僅與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還受非金屬單質(zhì)的組成、狀態(tài)，以及濃度、溫度、壓強(qiáng)等其它外部條件的影響。3非金屬單質(zhì)的活動(dòng)性不一定是氧化性，有時(shí)也可以是還原性。例如，白磷比紅磷更活動(dòng)，通常是指白磷更易與氧氣反應(yīng)。在這里白磷是失電子的。所以，不能說非金屬越活潑，它的元素的非金屬性就越強(qiáng)。例如，單質(zhì)磷在所有的化學(xué)反應(yīng)中比氮?dú)饣顫姷枚?。是不是磷的非金屬性比氮的?qiáng)呢？不是。這是由于氮?dú)馐请p原子分子，兩個(gè)氮原

6、子之間有三個(gè)共用電子對（NN），鍵能很大，要參于化學(xué)反應(yīng)，必須克服鍵能的阻力，因此，氮?dú)怙@示出很強(qiáng)的化學(xué)惰性。決不能認(rèn)為磷的非金屬性比氮元素的強(qiáng)。再如硫粉與汞、銀等金屬反應(yīng)不需要加熱、而氧氣與這些金屬反應(yīng)需要加熱。這是由于濃度不同導(dǎo)致的，也不能說硫元素的非金屬性比氧元素的強(qiáng)。同樣，氯氣比氧氣活潑，是由于它們單質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同。氯氣分子中，兩個(gè)氯原子之間是單鍵（Cl-Cl）結(jié)構(gòu)；而氧氣分子中，氧氧之間是雙鍵（O=O）結(jié)構(gòu)。從鍵能來看：E(O=O)=117.97kJ/mol， E(Cl-Cl)=57.3kJ/mol?？梢钥闯?，氧分子的鍵能較大，氯分子的鍵能很小。所以，氧氣較穩(wěn)定，而氯氣較活潑。不能由些就得出結(jié)論：氯元素的非金屬性比氧元素強(qiáng)。此外，氧元素的另一種單質(zhì)臭氧的電極電位比氯氣的大得多，在化學(xué)反應(yīng)中，臭氧也顯示出更強(qiáng)的活潑性。這就是說，非金屬活動(dòng)性大，不能說明它的非金屬性就強(qiáng)。當(dāng)然，在條件（如：組成、結(jié)構(gòu)等）