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关于“非金属性”和“非金属活动性”的辨析

1、问题提出

2011年第3期《化学教学》中刊登了张英锋等老师 的一篇文章“对高中化学教学中几个常见问题的分析与 探讨”,文中提到比较非金属性强弱的规律:

(1) 例如:2Cu+S == Cu2S,Cu+Cl2 == CuCl2,所以, Cl的非金属性强于S。

(2) 非常完美的结论:Fe+S = FeS, 3Fe+2O2= Fe3O4, 2Fe+3Cl2 = 2FeCl3。所以,Cl2、O2、S 三种单质 的非金属性Cl2 > O2 > S

该文认为(1)是不严谨的,特别是教师总结的这一 条“非常完美的结论”,存在原则性错误。作者根据电 负性的大小认为:Cl2、O2、S三种单质的非金属性O2 > Cl2 > S,而结论中教师所给出的结论是错误的。

2、概念辨析

非金属性是指元素的原子获得电子的能力的强弱, 是元素原子的本质属性。通常用元素的电负性来衡量。 电负性是元素的原子在分子中吸引电子的能九也就是 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。一般来说,电负性越大,元素的非金属性越强。如 氟的电负性为4.00,氧为3.44,氯为3.16,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强。

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。如氢气与氯气在光照条件下就能反应, 而氢气与氧气在光照条件下不反应必须点燃才能反应, 因此我们可以得到结论:氯气的活动性比氧气强。

非金属性的主体是元素的原子,它的强弱只与原子结构(如核电荷数、核外电子层数、外层电子数、原子半径等)有关,而与外界因素无关。非金属活动性的主体是非金属单质,它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、压强等其他条件的 影响。

非金属性与非金属活动性之间有着明显的差异, 它们分别指元素的性质和单质的性质。如我们通常认 为,可由单质与氢气化合的难易程度来判断非金属性的强弱:化合越容易,非金属性越强。其实根据这个反应 事实,得到的应该是非金属活动性的强弱,而不是非金 属性的强弱。

3、得出结论

原文中提到的非金属性强弱的比较规律,其实是非金属活动性的比较规律。一般来说,非金属活动性与非金属性保持一致,因此,在中学阶段,通常用单质的 非金属活动性的大小来表示元素的非金属性的强弱, 如(1)的结论可以认为是正确的。但是也有非金属活动性与非金属性不一致的情况,如氧的非金属性比氯强, 但氧气的非金属活动性比氯气弱,因此不能用⑵来比 较非金属性,由(2)只能得到非金属活动性Cl2 > O2> S,由此可知作者所给出的结论:单质的非金属性O2> Cl2 > S是错误的。

4、拓展延伸

与此类似的还有金属性与金属活动性的关系。

金属性是指元素的原子失去电子的倾向,也是元素原子的本质属性。通常用元素原子的最外层电子的电离能来衡量。元素的电离能是一种重要化学参数,它是指气态中性基态原子转化为气态基态正离子所需要克 服核电荷的吸引力而消耗的能量。电离能大小主要决 定于原子的核电荷、半径和电子层结构,一般来说,原子半径越大,核对电子的吸引力越小,越容易失去电子, 电离能越小,金属性越强。可见元素电离能值本身,能比较准确地反映出金属性强弱,因此,元素的电离能值就理当可以作为元素金属性强弱的衡量尺度。

金属活动性是指金属在水溶液中(或酸中)置换出氢的难易程度,同时也是指金属间相互置换的顺序,它是以金属的标准电极电势为依据的。电极电势越小,金属活动性越强。它仅从热力学角度指出了一定条件下氧 化还原反应可以进行的趋势,没有考虑化学反应速率 的因素。

金属性与金属活动性之间存在着明显的差异,它们都有各自标度和适用范围,二者不可混为一谈。如比较金属性的规律之一:金属与水或酸反应的难易程度, 其实得到的应是金属活动性的强弱。只是在一般情况 下,大多数元素的金属性与金属活动性能保持一致。 因此,在中学阶段,通常用单质的金属活动性的大小来表示元素的金属性的强弱。但是也有金属活动性与金 属性不一致的情况,如在元素周期表里,锡和铅同是第 IVA在金属活动性顺序表里,铅却排在锡的后面,铅的金属 活动性比锡差。

(责任编辑:化学自习室)
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