比较氧元素和氯元素的非金属性(4页).doc

-比较氧元素和氯元素的非金属性-第 4 页比较氧元素和氯元素的非金属性    氧元素和氯元素是非金属性仅次于氟元素的两元素，它们的非金属性的强弱一直是中学化学教学中难以讲清的问题。高中课本在介绍元素周期律和元素化合物性质时指出：“在同一周期中，各元素的原子从左到右失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。因此金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强”。“在同一主族元素中，元素的非金属性是从上到下逐渐减弱的”从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，怎样比较它们的非金属性强弱呢？ 中学化学课本中指出：“一般说来，可以从元素氧化物的水化物的酸性强弱，或跟氢气生成气态氢化物的难易，来判断元素非金属性的强弱”。氯气与氢气的反应在光照下就能进行；而氧气与氢气的反应在光照下不能进行，必须点燃才行。氯气与水反应在光的照射下有氧气生成，不管反应的中间过程如何，总是氯气把氧气从水中置换出来。这都可以看出氯气的确比氧气活泼，似乎可以得出结论：氯元素的非金属性比氧元素的强。但是，再来看氧和氯的化合物，次氯酸(HClO)中氯的化合价为+1、氧为-2价，在氯酸(HClO3)、氯酸钾(KClO3)、及氧化氯(Cl2O)等氧和氯形成的化合物中，都认为氯元素是正价、氧元素为负价，就是说氧原子的吸引电子能力比氯原子强。这又和上面的结论相反。到底谁的非金属性强？为什么会出现这种现象？首先，来分析一组标准电极电位的数据：F22e=2F-Cl22e=2Cl- O2+4H+4e=2H2O3+2H+2e=O2H2从标准电极电位可以看出，氟气的氧化性最强，氯气的氧化性比氧气的要强，而臭氧的氧化性比氯气的强。所以，氯气确实比氧气活泼，这从氯气、氧气跟氢气的反应能力已经可以证明。氯气能与松节油反应，而煤气，松节油等在臭氧中能自燃，臭氧更加活泼。下面再来比较元素的电负性，氟的电负性为3.98，氧为3.44，氯为3.16(鲍林电负性标度)。电负性是元素的原子在分子中吸引电子的能力。也就是说，电负性表示的是元素的原子吸引电子能力的相对强弱，它的大小可以比较准确地反应出元素非金属性的强弱。从电负性可以得出：氟的非金属性最强，而氧的非金属性比氯的强。从以上所述的性质和数据可以证明：一方面，氧元素的非金属性比氯元素的强，另一方面，氯气比氧气活泼。这就是说，元素的非金属性和非金属的活动性不一致。分析比较非金属性和非金属活动性的概念。非金属性是指元素的原子得到电子的能力的强弱，是元素原子的本质属性。它的强弱只与原子结构有关，而与外界因素无关。非金属活动性是指非金属单质在化学反应中的反应能力的大小。它的强弱不仅与原子结构有关，而且受非金属单质的组成、状态等其它外部条件的影响。在中学化学教学中，通常用元素的非金属活动性的大小来说明元素的非金属性的强弱。但是，这两个概念却有着明显的差异：1主体不同。非金属性的主体是元素的原子；而非金属的活动性的主体是非金属单质。2影响因素不同。非金属性是原子的本质属性。它的强弱只与原子结构(如核电荷数、核外电子排布、外层电子数、原子半径等)有关，而与外部因素无关。非金属活动性不仅与原子结构有关，还受非金属单质的组成、状态，以及浓度、温度、压强等其它外部条件的影响。3非金属单质的活动性不一定是氧化性，有时也可以是还原性。例如，白磷比红磷更活动，通常是指白磷更易与氧气反应。在这里白磷是失电子的。所以，不能说非金属越活泼，它的元素的非金属性就越强。例如，单质磷在所有的化学反应中比氮气活泼得多。是不是磷的非金属性比氮的强呢？不是。这是由于氮气是双原子分子，两个氮原子之间有三个共用电子对（NN），键能很大，要参于化学反应，必须克服键能的阻力，因此，氮气显示出很强的化学惰性。决不能认为磷的非金属性比氮元素的强。再如硫粉与汞、银等金属反应不需要加热、而氧气与这些金属反应需要加热。这是由于浓度不同导致的，也不能说硫元素的非金属性比氧元素的强。同样，氯气比氧气活泼，是由于它们单质的分子结构不同。氯气分子中，两个氯原子之间是单键（Cl-Cl）结构；而氧气分子中，氧氧之间是双键（O=O）结构。从键能来看：E(O=O)=117.97kJ/mol， E(Cl-Cl)=57.3kJ/mol。可以看出，氧分子的键能较大，氯分子的键能很小。所以，氧气较稳定，而氯气较活泼。不能由些就得出结论：氯元素的非金属性比氧元素强。此外，氧元素的另一种单质臭氧的电极电位比氯气的大得多，在化学反应中，臭氧也显示出更强的活泼性。这就是说，非金属活动性大，不能说明它的非金属性就强。当然，在条件（如：组成、结构等）相同的情况下，还是可以用非金属的活动性来说明元素非金属性的。如，卤族元素的非金属性的比较等等。综上所述，氯气比氧气活泼，而氧元素的非金属性比氯元素的强。非金属的活动性和元素的非金属性是两个不同的概念。