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化學(xué)元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱的判斷依據(jù) -備考資料

備考資料 時(shí)間:2019-01-01 我要投稿
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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

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),

化學(xué)元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱的判斷依據(jù)

。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。

二、以置換反應(yīng)判斷元素非金屬性強(qiáng)弱

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——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。即非金屬性強(qiáng)的元素的單質(zhì)能置換出非金屬性弱的元素的單質(zhì)。

例如,下面幾個(gè)反應(yīng):

Cl2 + 2NaBr =2NaCl + Br2  ………………①

Cl2 + H2S =2HCl + S↓     ………………②

Br2 + 2KI =2NaBr + I2     ………………③

O2 + 2H2S =2H2O + 2S↓    ………………④

反應(yīng)①②③④均是非金屬單質(zhì)作氧化劑,因此得出結(jié)論,元素的非金屬性強(qiáng)弱次序是:Cl>Br;Cl>S;Br>I;O>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 + 2KClO3 =(高溫) Cl2 + 2KIO3  ……………… ⑤

2C + SiO2 === 2CO + Si              ……………… ⑥

顯然,我們不能因?yàn)榉磻?yīng)⑤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KClO3中的氯原子哪里奪得電子,反而是ClO3-中+5價(jià)的氯原子得電子被還原為Cl2。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,

備考資料

化學(xué)元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱的判斷依據(jù)》(http://www.shangyepx.com)。

反應(yīng)⑥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),這個(gè)反應(yīng)與前面的①②③④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)⑥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。

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

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),那么非金屬性也就越強(qiáng)。例如:

酸性強(qiáng)弱次序:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3

元素非金屬性: Cl > S> P > C > Si

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)。氣態(tài)氫化物的越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng)。

如穩(wěn)定性:HF>H2O>HCl>NH3>HBr>HI>H2S>PH3, 

所以非金屬性:F>O>Cl>N>Br>I>S>P。  

    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焓(或鍵能)大小等因素有著密切關(guān)系。例如:常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵焓中,C-H的鍵焓為415kJ·molˉ1,N-H的鍵焓為389kJ·molˉ1。CH4需在1000℃開(kāi)始分解,約1500℃才基本分解完全。NH3在700℃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H4<NH3”,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

用元素周期表反映元素周期律有多種形式:

①同周期元素,自左向右,從堿金屬到鹵素,隨著原子核電荷數(shù)的遞增,元素的非金屬性逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸減弱,如F>O>N>C>B;Cl>S>P>S i等。  

②同主族元素自上而下,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。如F>Cl>Br>I;O>S>Se;N>P>As等 。  

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——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。

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