|
广义讲金属的金属性、还原性及活泼性均指金属单质失电子能力,目前国内无机化学教材,三者(尤其是金属的活泼性与还原性)不加区分,经常混用。 因此明确三者差别,对无机化学教材的编写及具体教学有一定意义。
1.金属性
金属的金属性一般是指金属原子失电子的能力,其大小通常通过金属原子的第一电离能(I1)来衡量。
I1越大 ,表明金属原子失电子能力越弱,则金属性越弱。
对于同族的s区金属,从上到下,随着核电荷数增加,电子层增加,原子核对外层电子吸引力减弱,I1减小,表明金属性增强。
2.还原性
金属的还原性是通过相应氧化还原电对的电极电势大小来衡量。
电对的电极电势越小,对应还原半反应的ΔhG=-ZFE越大[2],金属单质失电子趋势越大,还原性越强。
例如比较金属单质K、Ca、Na、Mg还原性强弱。
选择氧化还原电对依次为:K+/K,Ca2+/Ca,Na+/Na,Mg2+/Mg
由标准电极电势表[1]可得: EΘ( K+/K)=-2.931V
EΘ( Ca2+/Ca)=-2.868V
EΘ( Na+/Na)=-2.71V
EΘ( Mg2+/Mg)=-2.372V
因为:EΘ( K+/K)<EΘ( Ca2+/Ca)<EΘ( Na+/Na)<EΘ( Mg2+/Mg)
所以金属单质K、Ca、Na、Mg还原性依次递减。
有必要指出,金属还原性越强,仅表示金属单质失电子趋势越大,即可能性越大。
还原性是典型的热力学概念,不应将其与金属单质的真实活泼性相联系。
比如金属锂, EΘ( Li+/Li)=-3.041V,几乎是已有氧化还原电对中标准电极电势最小的,表明金属锂单质还原性极强。但就其真实活泼性而言,明显弱于金属钾或钠。
3.活泼性
金属的活泼性通常是根据化学反应的具体“表现”来衡量,此时的活泼性也称金属单质的动力学活泼性。
比如将金属锌粉与铜粉分别加入稀硫酸溶液中,前者有氢气析出;后者不反应。由此断定金属锌的活泼性强于金属铜。
金属的活泼性一方面取决于金属的物理化学属性,同时也与具体的动力学过程相关,因此只能通过具体实验来衡量。
4. 结论
(1)金属的金属性、还原性及活泼性区别在于它们的衡量标准不同;金属性通过I1衡量,还原性通过电极电势E衡量,活泼性需通过具体实践来衡量;
(2)金属单质还原性强,并不意味着其活泼性就一定高。
参考文献
[1]天津大学无机化学教研室编, 无机化学(第五版), 北京:高等教育出版社. 2018.6: 483-484
[2]余高奇, 陈阳,李凤莲. 还原半反应的相关热力学计算[J].大学化学,2013,28(3):61-67.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 07:06
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社