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一、金属性和非金属性
金属性—金属气态原子失去电子能力的性质,非金属性—非金属原子得电子能力的性质。元素的金属性和非金属性,是反映该元素原子转移出或转入电子的一种性质,它的强弱就由该元素的气态原子的电离能或亲和能大小来决定。而原子电离能或亲和能又与元素的原子结构相关,元素原子半径越小,最外层上电子数越多亲和能越大,获电子能力就越强,我们就说该元素的非金属性就越强;元素原子半径越大,最外层上电子数越少,电离能越小,失电子能力就越强,我们就说该元素的金属性就越强。(适合中学生对于金属性和非金属性的理解但在形成化合物时,元素的原子有些是既不失去电子,又不得到电子,如碳、氢元素,电子只是在它们的原子间发生偏移。所以只从电力能和亲和能的大小来判断元素的金属性和非金属活性是有局限性的,而应该把原子失去电子的难易与原子结合电子的难易同意起来考虑,才能较好地说明在化合物中原子拉电子的能力的大小)。
根据以上原理,不难看出,元素周期表中,同周期主族元素从左至右,由于电子层相同,核电荷数越多,原子半径越小,原子核对外层的引力越大,失电子越难,,所以,金属性依次减弱,而非金属性则逐渐增强。同主族元素由上至下,核电荷数越多,原子半径越大,原子核对外层的引力越小,越易失电子,因此,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
元素的金属性和非金属性的强弱,在中学化学教材中,除用上述理论依据推断还可根据实验推断,如:
判断金属性强弱
a跟水或酸反应置换氢的难易
b最高价氧化物的水化物碱性强弱
c 根据金属活动顺序表(极少数例外)
d单质还原性强弱
e简单离子氧化性强弱
f与盐溶液的置换反应
g 原电池中的正负极,一般做负极的元素金属性强
判断非金属性强弱
a单质与氢气化合生成气态氢化物的难易及氢化物的稳定性
b 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
c单质的氧化性
d简单离子的还原性
e非金属间的置换反应
f其它:2Cu + S === Cu2SCu + Cl2 === CuCl2
在具体描述元素的金属性、非属性时,还应该遵循金属元素用金属性强弱来描述,其氧化物的水化物用碱性强弱来描述。例如:比较KOH与Mg(OH)2时,只能说:钾元素的金属性比镁元素强,KOH的碱性比Mg(OH)2强而不能说KOH的酸性比Mg(OH)2弱;同样,也不能说Mg(OH)2的酸性比KOH强、镁的非金属性比钾强。因一般金属元素主要表现为金属性,其氧化物的水化物主要表现为碱性。同理,非金属元素也应用非金属性来描述,其氧化物的水化物用酸性强弱来描述。例如:比较H3PO4与H2SO4时,只能说:硫元素的非金属性比磷元素强,故H2SO4的酸性比H3PO4强,而不能说H3PO4的碱性比H2SO4强;同样H2SO4的酸性比H3PO4强、磷的金属性比硫强,因非金属元素一般主要表现为非金属性。
二、氧化性和还原性
氧化性、还原性是物质(或微粒)在化学反应中表现出来的一种性质。它的强弱应由该物质(或微粒)的电极电势大小来决定,电极电势大小又与该物质(或微粒)获取电子能力大小相关。而获取电子能力大小又与组成物质元素的价态和介质相关。如:S元素,若单质时,既有氧化性,又有还原性。它与金属单质反应时,表现氧化性(Fe+S=FeS),它与活泼的非金属单质或其他化合物相遇时,则表现出还原性,如:S+O2=SO2,S+4HNO3(浓)=SO2↑+4NO2↑+H2O等。但硫元素若处于最高正价时(H2SO4),则表现出较强的氧化性,如Cu+2 H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+H2O等。其次是外界条件如温度、浓度、酸度等因素也对物质的氧化性、还原性的强弱起着重要作用。例如:浓H2SO4、浓HNO3的氧化性就分别比稀H2SO4、稀HNO3的氧化性强;而浓H2SO4与铜反应时,只有加热时才能反应。再如NO3—在中性或碱性中就很难表现出氧化性,但若NO3—在酸性条件下,其氧化性特别强。
三、元素的金属性、非金属性与氧化性、还原性的关系
元素的金属性和非金属性强弱由其电离能或亲和能大小来决定,而物质(或微粒)的氧化性、还原性的强弱由其电极电势决定。就其实质来讲,金属性的强弱和还原性的强弱都与失电子强弱有关;非金属性的强弱和氧化性的强弱都与得电子强弱有关。一般来说,元素金属性强,该元素的单质的还原性强,对应简单离子的氧化性弱;元素非金属性强,该元素的单质的氧化性强,对应简单离子氧化性弱,但并非绝对。金属性和非金属性强弱是用该元素的气态原子的电离能或亲和能决定,排除了外界其他因素的影响,而物质(或微粒)的氧化性,还原性的强弱除它的标准电极电势外,还要受浓度、温度、价态、离子的水合热和晶体结构等的影响。当然,在我们用来处理中学教材时,通常用元素的金属性强,来表示该元素的原子和单质的还原性也强;元素的非金属性强,该元素的原子和单质氧化性也强。
但在运用金属性、非金属性这两概念时,应只用来修饰元素,不能用来修饰具体物质与微粒。而具体物质与微粒,应用氧化性或还原性来修饰。例如:氧元素的非金属性强,就不能说氧原子、氧分子或氧气等的非金属性强。只能说这些粒子或物质的氧化性强。
金属性—金属气态原子失去电子能力的性质,非金属性—非金属原子得电子能力的性质。元素的金属性和非金属性,是反映该元素原子转移出或转入电子的一种性质,它的强弱就由该元素的气态原子的电离能或亲和能大小来决定。而原子电离能或亲和能又与元素的原子结构相关,元素原子半径越小,最外层上电子数越多亲和能越大,获电子能力就越强,我们就说该元素的非金属性就越强;元素原子半径越大,最外层上电子数越少,电离能越小,失电子能力就越强,我们就说该元素的金属性就越强。(适合中学生对于金属性和非金属性的理解但在形成化合物时,元素的原子有些是既不失去电子,又不得到电子,如碳、氢元素,电子只是在它们的原子间发生偏移。所以只从电力能和亲和能的大小来判断元素的金属性和非金属活性是有局限性的,而应该把原子失去电子的难易与原子结合电子的难易同意起来考虑,才能较好地说明在化合物中原子拉电子的能力的大小)。
根据以上原理,不难看出,元素周期表中,同周期主族元素从左至右,由于电子层相同,核电荷数越多,原子半径越小,原子核对外层的引力越大,失电子越难,,所以,金属性依次减弱,而非金属性则逐渐增强。同主族元素由上至下,核电荷数越多,原子半径越大,原子核对外层的引力越小,越易失电子,因此,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
元素的金属性和非金属性的强弱,在中学化学教材中,除用上述理论依据推断还可根据实验推断,如:
判断金属性强弱
a跟水或酸反应置换氢的难易
b最高价氧化物的水化物碱性强弱
c 根据金属活动顺序表(极少数例外)
d单质还原性强弱
e简单离子氧化性强弱
f与盐溶液的置换反应
g 原电池中的正负极,一般做负极的元素金属性强
判断非金属性强弱
a单质与氢气化合生成气态氢化物的难易及氢化物的稳定性
b 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
c单质的氧化性
d简单离子的还原性
e非金属间的置换反应
f其它:2Cu + S === Cu2SCu + Cl2 === CuCl2
在具体描述元素的金属性、非属性时,还应该遵循金属元素用金属性强弱来描述,其氧化物的水化物用碱性强弱来描述。例如:比较KOH与Mg(OH)2时,只能说:钾元素的金属性比镁元素强,KOH的碱性比Mg(OH)2强而不能说KOH的酸性比Mg(OH)2弱;同样,也不能说Mg(OH)2的酸性比KOH强、镁的非金属性比钾强。因一般金属元素主要表现为金属性,其氧化物的水化物主要表现为碱性。同理,非金属元素也应用非金属性来描述,其氧化物的水化物用酸性强弱来描述。例如:比较H3PO4与H2SO4时,只能说:硫元素的非金属性比磷元素强,故H2SO4的酸性比H3PO4强,而不能说H3PO4的碱性比H2SO4强;同样H2SO4的酸性比H3PO4强、磷的金属性比硫强,因非金属元素一般主要表现为非金属性。
二、氧化性和还原性
氧化性、还原性是物质(或微粒)在化学反应中表现出来的一种性质。它的强弱应由该物质(或微粒)的电极电势大小来决定,电极电势大小又与该物质(或微粒)获取电子能力大小相关。而获取电子能力大小又与组成物质元素的价态和介质相关。如:S元素,若单质时,既有氧化性,又有还原性。它与金属单质反应时,表现氧化性(Fe+S=FeS),它与活泼的非金属单质或其他化合物相遇时,则表现出还原性,如:S+O2=SO2,S+4HNO3(浓)=SO2↑+4NO2↑+H2O等。但硫元素若处于最高正价时(H2SO4),则表现出较强的氧化性,如Cu+2 H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+H2O等。其次是外界条件如温度、浓度、酸度等因素也对物质的氧化性、还原性的强弱起着重要作用。例如:浓H2SO4、浓HNO3的氧化性就分别比稀H2SO4、稀HNO3的氧化性强;而浓H2SO4与铜反应时,只有加热时才能反应。再如NO3—在中性或碱性中就很难表现出氧化性,但若NO3—在酸性条件下,其氧化性特别强。
三、元素的金属性、非金属性与氧化性、还原性的关系
元素的金属性和非金属性强弱由其电离能或亲和能大小来决定,而物质(或微粒)的氧化性、还原性的强弱由其电极电势决定。就其实质来讲,金属性的强弱和还原性的强弱都与失电子强弱有关;非金属性的强弱和氧化性的强弱都与得电子强弱有关。一般来说,元素金属性强,该元素的单质的还原性强,对应简单离子的氧化性弱;元素非金属性强,该元素的单质的氧化性强,对应简单离子氧化性弱,但并非绝对。金属性和非金属性强弱是用该元素的气态原子的电离能或亲和能决定,排除了外界其他因素的影响,而物质(或微粒)的氧化性,还原性的强弱除它的标准电极电势外,还要受浓度、温度、价态、离子的水合热和晶体结构等的影响。当然,在我们用来处理中学教材时,通常用元素的金属性强,来表示该元素的原子和单质的还原性也强;元素的非金属性强,该元素的原子和单质氧化性也强。
但在运用金属性、非金属性这两概念时,应只用来修饰元素,不能用来修饰具体物质与微粒。而具体物质与微粒,应用氧化性或还原性来修饰。例如:氧元素的非金属性强,就不能说氧原子、氧分子或氧气等的非金属性强。只能说这些粒子或物质的氧化性强。