如何比較元素非金屬性的強(qiáng)弱

1、如何比較元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱？黃明建一、原子得電子能力的強(qiáng)弱是元素非金屬性強(qiáng)弱的本質(zhì)反映原子得電子能力的強(qiáng)弱與元素非金屬性的強(qiáng)弱正相關(guān)，即：元素原子得電子的能力越強(qiáng)，元素的非金屬性就越強(qiáng)。而原子得電子能力的強(qiáng)弱是由原子結(jié)構(gòu)決定的。對(duì)于原子核外電子層數(shù)相同的元素來(lái)說(shuō)，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，核對(duì)外層電子的吸引力越大，原子得電子的能力就越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)；對(duì)于原子最外層電子數(shù)相同（或外圍電子層排布相似）的元素來(lái)說(shuō)，核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，核對(duì)外層電子的吸引力越小，原子得電子的能力就越弱，元素的非金屬性越弱。據(jù)此，“非金屬單質(zhì)與化合物間的置換反應(yīng)”就常常成為判斷元素非金屬性強(qiáng)弱的

2、一個(gè)重要依據(jù)。二、以置換反應(yīng)判斷元素非金屬性強(qiáng)弱需注意的問(wèn)題以置換反應(yīng)作為判斷元素非金屬?gòu)?qiáng)弱的依據(jù)，須有一個(gè)大前提一一非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中是作氧化劑，這樣才能保證據(jù)此判斷的結(jié)果不與元素非金屬性強(qiáng)弱的本質(zhì)相悖。例如，下面幾個(gè)反應(yīng)：CI2+2NaBr=2NaCl+Br2,CI2+H2S=2HCI+S，,Br2+2KI=2NaBr+12,O2+2H2s=2H2O+2S，,反應(yīng)均是Cl2作氧化劑，分別從NaBr溶液和氫硫酸中置換出B2和S,表現(xiàn)出CI比Br和S原子得電子能力都要強(qiáng)，所以元素的非金屬性強(qiáng)弱次序是：CI>BrCI>S反應(yīng)是以Br2作氧化劑，從KI溶液中置換出I2；反應(yīng)是以O(shè)2作氧

3、化劑，從氫硫酸中置換出S;表現(xiàn)出Br比I原子得電子能力強(qiáng)、O比S原子得電子能力強(qiáng)，所以元素的非金屬性強(qiáng)弱次序是：Br>IO>S但是，有些置換反應(yīng)就不宜用于判斷元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。例如:I2+2KCIO3=Cl2+2KIO3,高溫2C+SiO2=2CO+Si,顯然，我們不能因?yàn)榉磻?yīng)來(lái)判斷碘元素比氯元素的非金屬性強(qiáng)。因?yàn)樵摲磻?yīng)中，碘單質(zhì)中的碘原子并沒(méi)有從KCIO3中的氯原子哪里奪得電子，反而是CIO3中+5價(jià)的氯原子得電子被還原為CI2。所以，不能機(jī)械地利用該反應(yīng)比較碘與氯的非金屬性強(qiáng)弱。反應(yīng)中置換反應(yīng)的次序與“碳元素比硅元素的非金屬性強(qiáng)”的結(jié)論雖然是一致的。但仔細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這

4、個(gè)反應(yīng)與前面的幾個(gè)反應(yīng)有著本質(zhì)上的差異：碳原子在反應(yīng)中不僅沒(méi)有表現(xiàn)出得電子能力比硅原子強(qiáng)的性質(zhì)，反而是提供出電子使硅還原為硅單質(zhì)。所以，該反應(yīng)也不宜用于比較碳與硅的非金屬性強(qiáng)弱。為什么反應(yīng)能夠發(fā)生？原因應(yīng)該從自由能變化方面分析。近年高考命題也常涉及化學(xué)變化事實(shí)與結(jié)論關(guān)系的討論，即前面的提供的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和后面的結(jié)論有無(wú)因果關(guān)系，實(shí)際要考查的就是學(xué)生的邏輯思維能力，值得關(guān)注。止匕外，我們通過(guò)反應(yīng)還可以注意到：原子得電子的能力大小并不是以單個(gè)原子得電子數(shù)目的多少?zèng)Q定，而是由原子得電子的難易決定。1個(gè)CI原子最多只能得1個(gè)電子，1個(gè)S原子最多能得到2個(gè)電子，可是當(dāng)2價(jià)S遇到CI原子時(shí)，不得不“繳械”投降

5、。順便提一下：反應(yīng)中，若是與氫硫酸反應(yīng)的CI2足夠多的話(huà)，其產(chǎn)物還有可能是H2SO4。三、以元素最高價(jià)氧化物的水化物酸性比較元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱可以認(rèn)為：主族元素最高價(jià)氧化物的水化物酸性能夠間接地反映原子得電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱。例如酸性強(qiáng)弱次序：HCIO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3元素非金屬性：CI>S>P>C>Si一般而言，主族元素的原子得電子能力越強(qiáng)，其最高價(jià).氧化物的水化物就越容易電離出H+,酸性就越強(qiáng)。不過(guò)，在中學(xué)化學(xué)中的H2SO4、HCIO4都屬于強(qiáng)酸，在稀的水溶液中幾乎都是100%電離。那憑什么說(shuō)HCIO4比H

6、2SO4的酸性強(qiáng)呢？這需要借助酸堿質(zhì)子理論解釋。酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為：凡是能給出質(zhì)子（H+）的分子或離子都是質(zhì)子給體，稱(chēng)為酸；凡是能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子都是質(zhì)子受體，稱(chēng)為堿。同時(shí)也取決于溶劑接受酸堿強(qiáng)弱不僅決定于酸堿本身釋放質(zhì)子和接受質(zhì)子的能力,和釋放質(zhì)子的能力例如，醋酸（CH3COOH）在水中是一種弱酸，而在液氨中則是一種較強(qiáng)的酸，因?yàn)橐喊苯邮苜|(zhì)子的能力比水強(qiáng)。如果以液態(tài)HF作溶劑，CH3COOH就成弱堿了，因?yàn)橐簯B(tài)HF比CH3COOH提供質(zhì)子能力強(qiáng)，不僅能抑制CH3COOH的電離，還能使CH3COOH分子接受質(zhì)子，迫使CH3COOH進(jìn)入堿的行列。在中學(xué)比較酸堿強(qiáng)弱，都是以水為溶劑的分散系來(lái)討

7、論的，而H2O是一種接受質(zhì)子能力較強(qiáng)的物質(zhì)，能使HCIO4和H2SO4完全電離，所以無(wú)法區(qū)分它們酸性的相對(duì)強(qiáng)弱，這種現(xiàn)象被稱(chēng)作“拉平效應(yīng)”。就好像一臺(tái)稱(chēng)重范圍在100g1g之間的天平，對(duì)大于100g的不同質(zhì)量物質(zhì)就只能都“拉平”為100g了。要想?yún)^(qū)分大于100g的不同質(zhì)量物質(zhì)只有換一臺(tái)天平。在化學(xué)上，要想?yún)^(qū)分HCIO4和H2SO4的相對(duì)強(qiáng)弱，可用醋酸為溶劑，因?yàn)镠CIO4、H2SO4在醋酸中均不能完全電離。如HCIO4在醋酸中的電離方程式：HCIO4+CH3COOH?CH3c（OH）2+CIO4其酸性強(qiáng)弱次序是：HCIO4>H2SO4,它們?cè)诖姿嶂心栯妼?dǎo)率的比值為：HCIO4：H2SO

8、4=40:3由此可以說(shuō)明HCIO4比H2SO4酸性強(qiáng)的原因。四、以單質(zhì)與H2反應(yīng)形成氣態(tài)氫化物的難易比較元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物的難易主要決定于鹵素原子得電子能力強(qiáng)弱，能很好地說(shuō)明元素非金屬性強(qiáng)弱與原子結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)，鹵化氫的熱穩(wěn)定性也與元素的非金屬性正相關(guān)。因此，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性常常也被作為比較元素非金屬性的一種判斷依據(jù)。但是，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與分子內(nèi)原子間的成鍵方式和鍵烙（或鍵能）大小等因素有著密切關(guān)系。例如：常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵焰中，CH的鍵烙為415kJ-moINH的鍵烙為389kJmol<CH4需在1000c開(kāi)始分解，約1500c才基本分解完全

9、。NH3在700C時(shí)就會(huì)明顯分解。2007年某地高考題認(rèn)為“氫化物的穩(wěn)定性順序?yàn)椋篊H4VNH3”，應(yīng)當(dāng)是一種慣性思維的錯(cuò)覺(jué)所致。五、以元素在周期表中的位置判斷元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱.fZ.Th'*TBi*"!Pw*Am*BliT"Gil*叫一1冉中5MWM由ill«i，二、L,“樸/，JSJ丁廿*r.，黑I1¥7¥；r|l1!才M），卜卜，0'Ik1臥MZr"J用元素周期表反映元素周期律有多種形式，目前在各類(lèi)教科書(shū)中最常用的是長(zhǎng)式周期表（如上圖所示）。在同周期中，從堿金屬到鹵素，隨著原子核電荷數(shù)的遞增，元素的非金屬性

10、逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱；在同主族元素中，從上到下，隨著原子核外電子層數(shù)的遞增，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。分析元素在周期表中的排列位置和性質(zhì)的關(guān)系，還會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：各主族元素性質(zhì)的變化在周期表中呈現(xiàn)兩極一一越往左下角的元素，其金屬性越強(qiáng),非金屬性逐漸減弱；越往右上角排的元素，其非金屬性越強(qiáng)，金屬性越弱。猶如一幅奇妙的太極圖，而F和Cs如同兩極的中心。黃福也日自曲國(guó)版戶(hù)泉工VJAII«BItTbIt”wTQWfflFS-%UlU44.M餐人冷wM羯EiqmlhErlWKW電子MH事23UI呦手齷<B恭胃ftfT*-H為黃策時(shí)口幾餐，11參考書(shū)目：宋心琦王晶化學(xué)2（必修），人民教育出版社，2007,15-18