1.化学上最不稳定的非金属氢化物是H2S气体吗?2.N和S的非金属性谁强?3.N和S的原子半径谁大?最好能能说点理由,

wn1128 1年前 已收到1个回答 举报

yujiangshan 花朵

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常见非金属氢化物稳定性比较
在化学考试,中常常出现判断常见非金属氢化物稳定性的试题.判断稳定性主要是考虑其热稳定性.对热是否稳定,跟非金属的非金属性的强弱,电负性的高低,有密切关系;同时跟化合物的分子结构也有关.其实质就是非金属元素原子和氢原子之间产生的化学键强弱的问题,化学键越强,键能越大,越不容易断开,就越难分解.
我们知道,水是很稳定的化合物.O-H化合键键能为468千焦/摩尔,小于F-H化合键键能(氟—氢键键能为565千焦/摩尔),大于Cl—H的键能(氯Cl-H氢键能为430千焦/摩尔).所以按稳定性排列,常见的非金属氢化物:
氟化氢>水(H2O)>氯化氢>甲烷>氨气>溴化氢>硫化氢>碘化氢
大家可能有疑问,硫化氢和碘化氢谁稳定?
碘的电负性为2.66,稍强于硫的2.58(鲍林的电负性数据),按理说碘化氢应该比硫化氢稳定才对.但实际是,硫只有3个电子层,碘则有5个电子层,尽管碘的最外层电子为7,比硫少容易得到电子,但是它和其他元素结合后的稳定程度却不怎么样.比如碘化氢,I---H之间的化学键键能为298千焦/摩尔,而硫化氢中,S—H之间的化学键键能则为347千焦/摩尔,因而硫化氢比碘化氢热稳定性高.
实验观察,加热到300摄氏度的时候,碘化氢完全分解;同时碘和氢加热化合的反应是可逆的,这边合成碘化氢,那边碘化氢就分解了.实验观察硫化氢在300度开始分解.分解产物为硫和氢气,分解速度不算很快的;不像碘化氢那样,很快就分解完了.另外硫和氢加热化和产生硫化氢,反应是不可逆的,几乎没有观察到生成的硫化氢又分解了,这说明硫化氢分解的温度是高于合成的温度的,事实上硫化氢加热到400度才会大量分解.
那甲烷CH4和氨气NH3谁稳定呢?
来看看氨气和甲烷,大家知道氮是非金属性很强的元素,电负性为3.04,而碳的非金属性没有氯强,只有2.55(均为鲍林数据),氮明显比碳强.按规律应该是氨气比甲烷稳定,但事实却是相反的:
经过实验,甲烷在1000度才会发生分解,1200度大量分解;氨气在500度以上会发生少量分解,700度以上,明显分解,800度大量分解.
这是为什么呢?跟它们的分子结构有关.
因为甲烷分子是稳定的正四面体结构:
一个C以sp3杂化位于正四面体中心,4个H位于正四面体的4个顶点上,这就导致甲烷分子中碳-氢键不容易断裂,结果就是甲烷化学性质比较稳定,热稳定性也很高.
事实上碳-氢键的键能也大于氮-氢键的键能,前者为413千焦/摩尔,后者为391千焦/摩尔. 氨分子的空间结构是三角锥形,三个氢原子处于锥底,氮原子处在锥顶.稳定性弱于甲烷分子的正四面体结构.
常见非金属氢化物分子键能:
氟—氢键键能:565千焦/摩尔;分解温度,1720摄氏度有1.4%分解
氧---氢键键能:468千焦/摩尔;分解温度,水在约1470摄氏度分解1.1%
氯---氢键键能:430千焦/摩尔;分解温度,氯化氢在约1120度,分解约1.7%,
碳---氢键键能:413千焦/摩尔;分解温度,甲烷在1000度开始分解,分解约2.4.%;1200度大量分解(即迅速分解)
氮---氢键键能:391千焦/摩尔;分解温度,氨气在约500度开始分解,分解约1—4%;700度明显分解,800度以上大量分解
溴---氢键键能:364千焦/摩尔,400度开始分解,超过500度大量分解
硫---氢键键能:347千焦/摩尔,300度开始分解,400度大量分解
碘---氢键键能:298千焦/摩尔,200度开始分解,300度大量分解
它们的热稳定性也跟分子化学键键能相符合;而跟非金属的电负性有不相符的地方.
N的非金属性强
但是氮气本身十分稳定,因为两个氮原子之间形成的是氮氮三键,键能很大不易断裂,所以不容易发生化学反应.
还有就是也不能从硫酸和硝酸酸性上判断,因为在水溶液中硫酸的酸性就比硝酸强.= = |||
但是说到非金属性其实就是吸电子的能力,也就是电负性.电负性越大非金属性越强
元素电负性(鲍林标度)
氮 3.04 硫 2.58
一般来说,电负性大于1.8的是非金属元素,小于1.8的是金属元素,在1.8左右的元素既有金属性又有非金属性
比较原子半径,先看电子层数,电子层数多的半径大.
若电子层数相同,看原子序数,原子序数大的半径小.
S位于第三周期,有3个电子层,N位于第二周期,有2个电子层.当然S半径大.

1年前

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