第一篇：從鹵素鍵能來理解穩(wěn)定性和活潑性

從鹵素鍵能來理解穩(wěn)定性和活潑性

化學(xué)上常涉及“活潑性”和“穩(wěn)定性”這兩個(gè)非常重要的概念，例如：“金屬（或非金屬）的活潑性”；“氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性”、“酸的穩(wěn)定性”等等。在必修課的學(xué)習(xí)中我們沒有進(jìn)行仔細(xì)區(qū)分，但是選修3關(guān)于共價(jià)鍵參數(shù)中給了一系列鍵能數(shù)據(jù)，特別是鹵素單質(zhì)的鍵能數(shù)據(jù)，不追究還真就糊涂了。

從上面的鍵能數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)2的鍵能反常的小，這個(gè)反常的原因可以這樣簡(jiǎn)單理解。因?yàn)镕的半徑特別小，電負(fù)性特別大，導(dǎo)致原子核靠得很近，核間排斥力增大，反而是化學(xué)鍵不夠穩(wěn)定，所以鍵能特別小。

通常而言，很活潑的物質(zhì)穩(wěn)定性就差，很穩(wěn)定的物質(zhì)活潑性就差。但是“活潑性”和“穩(wěn)定性”兩者所研究的對(duì)象往往是有所區(qū)別的。“活潑性”通常是指物質(zhì)的得或失電子的過程，例如：“堿金屬是活潑的金屬”，“鹵素是活潑的非金屬”。

穩(wěn)定性分為兩種情況：一是化學(xué)穩(wěn)定性，；二是熱穩(wěn)定性?；瘜W(xué)穩(wěn)定性通常是指物質(zhì)因水解、氧化（或還原）而是否變質(zhì)的化學(xué)過程。熱穩(wěn)定性是指物質(zhì)在常溫下或受熱時(shí)是否分解的化學(xué)過程。以下就是一些物質(zhì)熱穩(wěn)定性的判斷規(guī)律：

1．一般而言，單質(zhì)的熱穩(wěn)定性與構(gòu)成單質(zhì)的化學(xué)鍵牢固程度正相關(guān)；而化學(xué)鍵牢固程度又與鍵能正相關(guān)。

具體來說：?jiǎn)钨|(zhì)穩(wěn)定性是指分子內(nèi)原子間的鍵能大，化學(xué)鍵不易斷裂；所以F2的穩(wěn)定性不如氯氣。活潑性是指分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的容易與否。不過單質(zhì)的穩(wěn)定性很少單獨(dú)使用，不能單純的因?yàn)榉€(wěn)定性高低來判斷反應(yīng)活性。因?yàn)閱钨|(zhì)參與反應(yīng)的過程實(shí)際分兩個(gè)步驟，一是吸收鍵斷裂所需的能量，將分子分解為原子（體現(xiàn)鍵能——穩(wěn)定性），二是將不同原子重新結(jié)合形成新物質(zhì)（體現(xiàn)非金屬性）。由于一般反應(yīng)中供應(yīng)的能量都很大，很少存在能量不夠一個(gè)分子反應(yīng)的情況，當(dāng)所供應(yīng)的能量都足夠的時(shí)候，毫無疑問由非金屬性強(qiáng)弱決定反應(yīng)的容易與否。意思是非金屬性越強(qiáng)，反應(yīng)活性越高。例如：對(duì)于鹵素來說，雖然其鍵能遞減（除F2，因?yàn)镕半徑很小，斥力很大則使得鍵能反常減小），分子越來越不穩(wěn)定，斷裂成原子越來越容易。但是由于鹵素原子吸引電子的能力減弱，反應(yīng)就越難，最終表現(xiàn)為化學(xué)性質(zhì)越不活潑，與非金屬性減弱相一致，而與穩(wěn)定性無關(guān)。因此，氟氯溴碘單質(zhì)反應(yīng)劇烈程度下降。相反，對(duì)于N2，由于三鍵的存在，鍵能很大，一般不能滿足斷鍵的條件，即使氮電負(fù)性較大也不發(fā)生反應(yīng)，所以N2的穩(wěn)定性決定了不活潑性。

2．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：元素的非金屬性越強(qiáng)，鍵能越大，形成的氣態(tài)氫化物就越穩(wěn)定（最有規(guī)律也最常用）。同主族的非金屬元素，從上到下，隨核電荷數(shù)的增加，非金屬性逐漸減弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱；同周期的非金屬元素，從左到右，隨核電荷數(shù)的增加，非金屬性逐漸增強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。

3．氫氧化物的熱穩(wěn)定性：金屬性越強(qiáng)，堿的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)（堿性越強(qiáng)，熱穩(wěn)定性越強(qiáng)）。

4．含氧酸的熱穩(wěn)定性：絕大多數(shù)含氧酸的熱穩(wěn)定性差，受熱脫水生成對(duì)應(yīng)的酸酐。一般地：

①常溫下酸酐是穩(wěn)定的氣態(tài)氧化物，則對(duì)應(yīng)的含氧酸往往極不穩(wěn)定，常溫下可發(fā)生分解。

②常溫下酸酐是穩(wěn)定的固態(tài)氧化物，則對(duì)應(yīng)的含氧酸較穩(wěn)定，加熱時(shí)才分解。

③某些含氧酸分解是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得不到對(duì)應(yīng)的酸酐。例如硝酸、次氯酸。

5．含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性：

①酸不穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)的鹽也不穩(wěn)定；酸較穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)的鹽也較穩(wěn)定。例如硫酸鹽和磷酸鹽比較穩(wěn)定。

②同一種酸的鹽，熱穩(wěn)定性順序是正鹽>酸式鹽>酸。

③同一酸根的鹽的熱穩(wěn)定性順序是堿金屬鹽>過渡金屬鹽>銨鹽。

④同一成酸元素，高價(jià)含氧酸比低價(jià)含氧酸穩(wěn)定，相應(yīng)含氧酸鹽的穩(wěn)定性順序也是如此。