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非金属性

时间:2017-01-20 06:50:28 来源:免费论文网

篇一:元素金属性、非金属性强弱的判断依据

元素金属性、非金属性强弱的判断依据

元素金属性、非金属性与其对应单质或离子的还原性、氧化性有着密不可分的关系,他们具有统一性,其实质就是对应原子得失电子的能力,那么,如何判断元素金属性、非金属性强弱呢?这主要应从参加反应的某元素的原子得失电子的难易上进行分析,切忌根据每个原子得失电子数目的多少进行判断。下面就针对元素金属性、非金属性强弱的判断方法做一简要分析和总结。

一、元素金属性强弱判断依据

1、 根据常见金属活动性顺序表判断

金属元素的金属性与金属单质的活动性一般是一致的,即越靠前的金属活动性越强,其金属性越强。

。。。。。。 Na Mg Al Zn Fe 。。。。。。

单质活动性增强,元素金属性也增强

需说明的是这其中也有特殊情况,如Sn和Pb,金属活动性Sn﹥Pb,元素的金属性是Sn﹤Pb,如碰到这种不常见的元素一定要慎重,我们可采用第二种方法。

2、根据元素周期表和元素周期律判断

同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,如第三周期Na ﹥Mg ﹥Al;同主族元素从上到下金属性增强,如1中所述,Sn和Pb同属Ⅳ主族,Sn在Pb的上方 ,所以金属性Sn﹥Pb。

3、 根据物质之间的置换反应判断

通常失电子能力越强,其还原性越强,金属性也越强,对于置换反应,强还原剂和强氧化剂生成弱还原剂和弱氧化剂,因而可由此进行判断。如:Fe + Cu2+ === Fe2+ + Cu 说明铁比铜金属性强。这里需说明的是Fe对应的为Fe2+,如:Zn + Fe2+ === Zn2+ + Fe 说明金属性Zn﹥Fe,但Cu +2Fe3+ === Cu2+ + 2Fe2+,却不说明金属性Cu﹥Fe,而实为Fe﹥Cu。

4、 根据金属单质与水或酸反应的剧烈程度或置换氢气的难易判断

某元素的单质与水或酸反应越容易、越剧烈,其原子失电子能力越强,其金属性就越强。如Na与冷水剧烈反应,Mg与热水缓慢反应,而Al与沸水也几乎不作用,所以金属性有强到弱为Na ﹥Mg ﹥Al;再如:Na、Fe、Cu分别投入到相同体积相同浓度的盐酸中,钠剧烈反应甚至爆炸,铁反应较快顺利产生氢气,而铜无任何现象,根本就不反应,故金属性强弱:Na ﹥Mg ﹥Al。

5、根据元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱判断

如从NaOH为强碱,Mg(OH)2为中强碱,Al(OH)3为两性氢氧化物可得知金属性:Na ﹥Mg ﹥Al。

6、 根据组成原电池时两电极情况判断

通常当两种不同的金属构成原电池的两极时,一般作负极的金属性较强。如Zn和Cu比较时,把Zn和Cu用导线连接后放入稀硫酸中,发现铜片上有气泡,说明锌为负极,

故金属性Zn﹥Cu。但也应注意此方法判断中的特殊情况,如铝和铜用导线连接后放入冷浓硝酸中,因铝钝化,铜为负极,但金属性却为Al﹥Cu。

7、 根据金属阳离子氧化性强弱判断

一般来说对主族元素而言最高价阳离子的氧化性越弱,则金属元素原子失电子能力越强,即对应金属性越强。

8、 根据在电解过程中的金属阳离子的放电顺序判断

放电顺序:Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

在电解过程中一般先得到电子的金属阳离子对应金属的金属性比后得到电子的金属阳离子对应金属的金属性弱,即位置越靠前的对应金属的金属性越弱。如含有Cu2+ 和Fe2+的溶液电解时Cu2+先得电子,所以金属性Fe﹥Cu。其实这一方法同7本质上是一样的。

9、根据金属失电子时吸收能量多少判断

元素原子或离子失去或得到电子时必然伴随有能量变化,就金属元素原子失电子而言,在一定条件下,失电子越容易,吸收的能量越少金属性越强;失电子越难,吸收的能量越多,金属性越弱。如两金属原子X、Y,当它们分别失去一个电子后,都形成稀有气体原子电子层结构X吸收的能量大于Y,故金属性Y>X。

由以上分析可知,在判断金属性强弱时要综合运用各方面知识进行,以防判断时出现偏颇。

[练习]有A、B、C、D、E五种金属元素,B和C位于同一周期,且离子半径B>C,A和B用导线连接放入稀硫酸中组成原电池,A为负极,D放入到E的盐溶液中,有E析出,含有C和D的离子的盐溶液在电解时,先有D析出,则五种元素金属性强弱顺序为_________________________。

[答案]A>B>C>D>E

二、元素非金属性强弱判断依据

1、 根据元素周期表判断

同周期从左到右,非金属性逐渐增强;同主族从上到下非金属性逐渐减弱。

2、 从元素单质与氢气化合难易上比较

非金属单质与H2化合越容易,则非金属性越强。如:F2与H2可爆炸式的反应,Cl2与H2点燃或光照即可剧烈反应,Br2与H2需在200℃时才缓慢进行,而I2与H2的反应需

在更高温度下才能缓慢进行且生成的HI很不稳定,同时发生分解,故非金属性

F>Cl>Br>I。

3、 从形成氢化物的稳定性上进行判断

氢化物越稳定,非金属性越强。如:H2S在较高温度时即可分解,而H2O在通电情况下才发生分解,所以非金属性O>S。

4、 从非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断(F除外,因F无正价)

若最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性越强。例如:原硅酸(H4SiO4)它难溶于水,是一种很弱的酸,磷酸(H3PO4)则是中强酸,硫酸(H2SO4)是强酸,而高氯酸(HClO4)酸性比硫酸还要强,则非金属性Si<P<S<Cl。

5、 通过非金属单质与盐溶液的置换反应判断

若非金属X能把非金属Y从它的盐溶液或气态氢化物中置换出来,则非金属性X>Y如已知:2H2S + O2 === 2S↓ + 2H2O,则非金属性O>S;另卤素单质间的置换反应也很好的证明了这一点。

6、 从非金属阴离子还原性强弱判断

非金属阴离子还原性越强,对应原子得电子能力越弱,其非金属性越弱,即“易失难得”,指阴离子越易失电子,则对应原子越难得电子。

7、 从对同一种物质氧化能力的强弱判断

如Fe和Cl反应比Fe和S反应容易,且产物一个为Fe3+,一个为Fe2+,说明Cl的非金属性比S强。

8、 根据两种元素对应单质化合时电子的转移或化合价判断

一般来说,当两种非金属元素化合时,得到电子而显负价的元素原子的电子能力强于失电子而显正价的元素原子。如:

S + O2 = SO2,则非金属性O>S。

9、 从等物质的量的非金属原子得到相同数目电子时放出能量的多少判断

非金属性强时,放出能量多,非金属性弱时,放出能量少。

[例如]:X、Y两元素的原子,当它们分别获得一个电子后都能形成稀有气体原子的电子层

结构,X放出的能量大于Y。那么下列推断中不正确的是_______

A. 原子序数 X > Y B. 还原性 X- < Y-

C. 氧化性 X > Y D. 水溶液酸性 HX > HY

[解析]:非金属元素原子获得相同数目电子放出能量越多,生成的阴离子越稳定,元素的非金属性越强。由此可知,X的非金属性比Y强,其还原性Y->X-,原子序数Y>X,气态氢化物的溶液酸性HY>HX,故答案为A 。

综上所述可知,元素的金属性和非金属性与元素得失电子能力以及对应单质或离子的氧化性和还原性有着密不可分的关系,它们可相互推导;这部分内容也是对金属元素和非金属元素知识的整合与提高,一定要详细分析,理解记忆,才能拨开解题时的种种迷雾,得出正确答案

篇二:如何判断元素的金属性和非金属性?

如何判断元素的金属性和非金属性?

发布时间:2012-10-18 浏览人数:18 本文编辑:高考学习

元素的金属性是指元素的原子失电子的能力

元素的非金属性包括很多方面:元素的原子得电子的能力,氢化物的稳定性,最高价氧化物水化物酸性强弱等.它包含了原子得电子的能力(氧化性),但比氧化性的含义更为广泛。 下面是元素金属性和非金属性强弱的比较

( l )金属性强弱的比较

① 根据原子结构:原子半径越大(电子层数越多),最外层电子数越少,金属性越强。 ② 根据在周期表中的位置:同周期元素,从左到右,随着原子序数的增加,金属性减弱,非金属性增强;同主族元素,从上至下,随着原子序数的增加,金属性增强,非金属性减弱。 ③ 根据实验事实

a .与水或酸反应置换氢的难易,越易者金属性越强。

b .最高价氧化物对应水化物碱性强弱,碱性越强者金属性越强。

c .根据金属活动性顺序表,排在前面的金属活动性较强。

d .原电池反应中的正、负极,作负极的金属性一般较强。

e .看盐溶液的相互置换反应,与同一种非金属反应的难易。

( 2 )非金属性强弱的比较

① 根据原子结构:原子半径越小(电子层数越少),最外层电子数越多,非金属性越强,反之越弱。

② 根据在周期表中的位置:同周期元素,从左到右,随着原子序数的递增,非金属性增强,同主族元素,从上至下,随着原子序数递增,非金属性增强。

③ 根据实验事实

a .与氢化合的难易及气态氢化物的稳定性,越易化合,氢化物越稳定,非金属性越强。 b .最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。

c .与同种金属反应的难易,盐溶液中相互置换反应的判断。

d .气态氢化物的还原性越强,该元素非金属性越弱。

篇三:如何比较元素非金属性的强弱

如何比较元素非金属性的相对强弱?

黄明建

一、原子得电子能力的强弱是元素非金属性强弱的本质反映

原子得电子能力的强弱与元素非金属性的强弱正相关,即: ..

元素原子得电子的能力越强,元素的非金属性就越强。

而原子得电子能力的强弱是由原子结构决定的。

对于原子核外电子层数相同的元素来说,核电荷数越大,原子半径越小,核对外层......

电子的吸引力越大,原子得电子的能力就越强,元素的非金属性越强;

对于原子最外层电子数相同(或外围电子层排布相似)的元素来说,核外电子层数........

越多,原子半径越大,核对外层电子的吸引力越小,原子得电子的能力就越弱,元素的非金属性越弱。

据此,“非金属单质与化合物间的置换反应”就常常成为判断元素非金属性强弱的一个重要依据。

二、以置换反应判断元素非金属性强弱需注意的问题

以置换反应作为判断元素非金属强弱的依据,须有一个大前提——非金属单质在反.......应中是作氧化剂,这样才能保证据此判断的结果不与元素非金属性强弱的本质相悖。 .......

例如,下面几个反应:

Cl2 + 2NaBr =2NaCl + Br2 ??????① Cl2 + H2S =2HCl + S↓ ??????② Br2 + 2KI =2NaBr + I2 ??????③ O2 + 2H2S =2H2O + 2S↓ ??????④

反应①②均是Cl2作氧化剂,分别从NaBr溶液和氢硫酸中置换出Br2和S,表现出Cl比Br和S原子得电子能力都要强,所以元素的非金属性强弱次序是:

Cl>Br Cl>S

反应③是以Br2作氧化剂,从KI溶液中置换出I2;反应④是以O2作氧化剂,从氢硫酸中置换出S;表现出Br比I原子得电子能力强、O比S原子得电子能力强,所以元素的非金属性强弱次序是:

Br>I O>S

但是,有些置换反应就不宜用于判断元素非金属性的相对强弱。例如:

I2 + 2KClO3 = Cl2 + 2KIO3 ?????? ⑤

2C + SiO2 === 2CO + Si 高温 ?????? ⑥

显然,我们不能因为反应⑤来判断碘元素比氯元素的非金属性强。因为该反应中,碘单质中的碘原子并没有从KClO3中的氯原子哪里夺得电子,反而是ClO3-中+5价的氯原子得电子被还原为Cl2。所以,不能机械地利用该反应比较碘与氯的非金属性强弱。

反应⑥中置换反应的次序与“碳元素比硅元素的非金属性强”的结论虽然是一致的。但仔细分析就会发现,这个反应与前面的①②③④几个反应有着本质上的差异:碳原子在反应中不仅没有表现出得电子能力比硅原子强的性质,反而是提供出电子使硅还原为硅单质。所以,该反应也不宜用于比较碳与硅的非金属性强弱。为什么反应⑥能够发生?原因应该从自由能变化方面分析。

近年高考命题也常涉及化学变化事实与结论关系的讨论,即前面的提供的实验事实和后面的结论有无因果关系,实际要考查的就是学生的逻辑思维能力,值得关注。

此外,我们通过反应③还可以注意到:原子得电子的能力大小并不是以单个原子得电子数目的多少决定,而是由原子得电子的难易决定。1个Cl原子最多只能得1个电子,1个S原子最多能得到2个电子,可是当-2价S遇到Cl原子时,不得不“缴械”投降。顺便提一下:反应③中,若是与氢硫酸反应的Cl2足够多的话,其产物还有可能是H2SO4。

三、以元素最高价氧化物的水化物酸性比较元素非金属性的相对强弱

可以认为:主族元素最高价氧化物的水化物酸性能够间接地反映原子得电子能力的相对强弱。例如——

酸性强弱次序:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3

元素非金属性: Cl > S> P > C > Si

一般而言,主族元素的原子得电子能力越强,其最高价氧化物的水化物就越容易电...

离出H+,酸性就越强。

不过,在中学化学中的H2SO4、HClO4都属于强酸,在稀的水溶液中几乎都是100%电离。那凭什么说HClO4比H2SO4的酸性强呢?这需要借助酸碱质子理论解释。

酸碱质子理论认为:

凡是能给出质子(H+)的分子或离子都是质子给体,称为酸;凡是能与质子结合的分子或离子都是质子受体,称为碱。

酸碱强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的能力,同时也取决于溶剂接受

和释放质子的能力。

例如,醋酸(CH3COOH)在水中是一种弱酸,而在液氨中则是一种较强的酸,因为液氨接受质子的能力比水强。如果以液态HF作溶剂,CH3COOH就成弱碱了,因为液态HF比CH3COOH提供质子能力强,不仅能抑制CH3COOH的电离,还能使CH3COOH分子接受质子,迫使CH3COOH进入碱的行列。

在中学比较酸碱强弱,都是以水为溶剂的分散系来讨论的,而H2O是一种接受质子能力较强的物质,能使HClO4和H2SO4完全电离,所以无法区分它们酸性的相对强弱,这种现象被称作“拉平效应”。就好像一台称重范围在100g~1g之间的天平,对大于100g的不同质量物质就只能都“拉平”为100g了。要想区分大于100g的不同质量物质只有换一台天平。在化学上,要想区分HClO4和H2SO4的相对强弱,可用醋酸为溶剂,因为HClO4、H2SO4在醋酸中均不能完全电离。如HClO4在醋酸中的电离方程式:

HClO4 + CH3COOH ? [CH3C(OH)2]+ + ClO4-

其酸性强弱次序是:HClO4>H2SO4,它们在醋酸中摩尔电导率的比值为:

HClO4∶H2SO4=40∶3

由此可以说明HClO4比H2SO4酸性强的原因。

四、以单质与H2反应形成气态氢化物的难易比较元素非金属性的相对强弱 卤素单质与H2反应生成气态氢化物的难易主要决定于卤素原子得电子能力强弱,能很好地说明元素非金属性强弱与原子结构的对应关系。

同时,卤化氢的热稳定性也与元素的非金属性正相关。因此,气态氢化物的稳定性常常也被作为比较元素非金属性的一种判断依据。

但是,气态氢化物的稳定性与分子内原子间的成键方式和键焓(或键能)大小等因素有着密切关系。例如:常见化学键的键焓中,C-H的键焓为415kJ·molˉ1,N-H的键焓为389kJ·molˉ1。CH4需在1000℃开始分解,约1500℃才基本分解完全。NH3在700℃时就会明显分解。2007年某地高考题认为“氢化物的稳定性顺序为:CH4<NH3”,应当是一种惯性思维的错觉所致。

五、以元素在周期表中的位置判断元素非金属性的相对强弱

用元素周期表反映元素周期律有多种形式,目前在各类教科书中最常用的是长式周期表(如上图所示)。在同周期中,从碱金属到卤素,随着原子核电荷数的递增,元素的非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱;在同主族元素中,从上到下,随着原子核外电子层数的递增,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。

分析元素在周期表中的排列位置和性质的关系,还会发现一个有趣的现象:

各主族元素性质的变化在周期表中呈现两极——越往左下角的元素,其金属性越强,非金属性逐渐减弱;越往右上角排的元素,其非金属性越强,金属性越弱。犹如一幅奇妙的太极图,而F和Cs如同两极的中心。

参考书目:

宋心琦 王晶 《化学2》(必修),人民教育出版社,2007,15-18

王磊 《化学2》(必修),山东科学技术出版社,2004,19-23

华彤文 陈景祖等《普通化学原理》(第3版),北京大学出版社,2005,158-162,93 大连理工大学无机化学教研室 《无机化学》(第5版),2006,100-111

唐宗薰 《中级无机化学》,高等教育出版社,2003,89-90

周公度 《化学辞典》(第二版),化学工业出版社,317


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