元素的非金屬性判斷依據(jù)中幾個易混淆問題的解釋

趙利華

人教版高中化學(xué)《必修二》第一章第二節(jié)元素周期律中講到元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)：元素的非金屬性強弱可以從其最高價氧化物的水化物的酸性強弱或與氫氣生成氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性來推斷。學(xué)生常把最高價氧化物的水化物的酸性與氫化物的酸性混用。為什么最高價氧化物的水化物的酸性強弱可以體現(xiàn)出非金屬性的強弱，而氫化物的酸性卻不能推斷出非金屬的非金屬性強弱?氫化物的酸性強弱的影響因素是什么?為什么必須是最高價氧化物的水化物的酸性強弱比較，中間價態(tài)的為什么不可以?

1.分子型氫化物水溶液的酸堿性

非金屬元素氫化物在水溶液中的酸堿性和該氫化物在水中給出或接受質(zhì)于能力的相對強弱有關(guān)。非金屬元素的氫化物，相對于水而言，大多數(shù)是酸，如HX和H2S等。少數(shù)是堿，如NH3、PH3，而H2O本身既是酸又是堿，表現(xiàn)兩性。

酸的強度取決于下列質(zhì)子傳遞反應(yīng)平衡常數(shù)(Ka)的大?。?/p>

HA+H2OH3O++A-

Ka越大酸性越強。從結(jié)構(gòu)的角度分析，分子型氫化物酸性的強弱決定于與質(zhì)子相連的原子的電子密度的大小，若該原子的電子密度越大，對質(zhì)子的引力越強，酸性越小，反之則酸性越大。原子的電子密度大小與原子所帶的負(fù)電荷數(shù)和半徑有關(guān)，一般來說，若原子有高的負(fù)氧化態(tài)，電子密度較大；原子半徑越小，電子密度則較大。同一周期(NH3，H2O，HF)，從左至右由于與質(zhì)子相連的原子的負(fù)氧化態(tài)依次降低，雖然半徑也減小，但是影響的主要方面是前者，因而電子密度減小，與質(zhì)子的作用力減弱，故酸性增強。同一族的氫化物(HX)，與質(zhì)子直接相連的原子的負(fù)氧化態(tài)相同，但由于原子半徑依次增大，電子密度減小，故酸性增強。與元素的非金屬性的強弱變化規(guī)律不一致，所以不能用氫化物的酸性強弱來判斷元素的非金屬性的強弱。

2.分子型氫化物的熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性與組成氫化物的非金屬元素的電負(fù)性有關(guān)，非金屬與氫的電負(fù)性相差越大，所生成的氫化物越穩(wěn)定，反之，不穩(wěn)定。

3.分子型氫化物的還原性

穩(wěn)定性大的氫化物還原性小。氫化物AHn的還原性來自An-，而An-失電子的能力與其半徑和電負(fù)性的大小有關(guān)，在周期表中，從右向左，自上而下，元素A的半徑增大，電負(fù)性減小，An-失電子的能力按此順序遞增，所以，氫化物的還原性也按此方向增強。

4.含氧酸的酸性的影響因素

同無氧酸相似，含氧酸在水溶液中的強度決定于酸分子中質(zhì)子轉(zhuǎn)移傾向的強弱:

RO—H+H2ORO-+H3O+

質(zhì)子轉(zhuǎn)移的傾向越大，酸性越強，反之則越弱。質(zhì)子轉(zhuǎn)移的傾向決定于與質(zhì)子相連的氧原子的電子密度的大小，若氧原子的電子密度越大，對質(zhì)子的引力越強，酸性越小，反之則酸性越大。氧原子的電子密度又取決于酸分子中R吸引羥基氧原子的電子的能力。當(dāng)R的半徑較小，電負(fù)性較大，氧化數(shù)較高時，R吸引羥基氧原子的能力強，能夠有效地降低氧原子上的電子密度，使O-H鍵變?nèi)?，容易釋放出質(zhì)子，而表現(xiàn)出較強的酸性，反之酸性較弱。對于同一種元素不同氧化態(tài)的含氧酸，則高氧化態(tài)含氧酸的酸性較強，低氧化態(tài)含氧酸的酸性較弱。例如HClO4>HClO3>HClO2>HClO。

綜上所述，只有最高價才能真正體現(xiàn)出這種元素的非金屬性強弱，所比較元素的非金屬性的強弱必須依據(jù)最高價氧化物的水化物的酸性強弱；比較元素的非金屬性強弱可以用氫化物的穩(wěn)定性和還原性，但是不可以用氫化物的酸性。

(收稿日期：2014-03-10)