羅井林
教學(xué)人教版高一《化學(xué)》“物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律”一課,在學(xué)習(xí)元素的金屬性和非金屬性時(shí),會和常見金屬的活動性順序聯(lián)系起來。值得注意的是,這是兩個(gè)不同的概念,尤其是第三周期的Na 、Mg、 Al元素的金屬性逐漸減弱,又恰巧和常見金屬的活動性順序:K、Ca、Na、Mg、Al……相同,這使得許多教師、學(xué)生誤把它們二者混為一談,以至造成知識上的混亂而影響學(xué)生的發(fā)展。如對于Zn和Fe,Sn和Pb等的活潑性和金屬性的不同,未能引起應(yīng)有的發(fā)現(xiàn)、重視或?qū)Χ卟患訁^(qū)別,不知其所以然。在金屬活動順序中,活潑性Sn>Pb,Zn>Fe;在元素周期表中,金屬性Pb>Sn,F(xiàn)e>Zn。兩者并不矛盾。
元素的金屬性是指元素原子在氣態(tài)時(shí)失去電子的能力。原子的第一電離能是元素的金屬性的一種衡量尺度。氣原子失去一個(gè)電子形成+1價(jià)氣態(tài)陽離子時(shí)所需要消耗的能量,這個(gè)能量叫原子的第一電離能。金屬的電離能越大,元素的金屬性越弱,失去電子的能力越弱;金屬的電離能越小,金屬性越強(qiáng),失去電子的能力越強(qiáng)。在一個(gè)族中,從上向下隨原子半徑增大,外層電子逐漸離核更遠(yuǎn),原子的第一電離能逐漸減小。例如:堿金屬Li(126)、Na(120)、K(102)、Rb(98)、Cs(91)[括號內(nèi)的數(shù)值表示元素原子的第一電離能,單位為千卡/摩爾];又如IB族的元素:Cu(180)、Ag(176)、Au(214),由此可以看出,在各族中由上到下,原子的第一電離能逐漸減少,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),所以金屬性Pb>Sn,第IA族下方的銫Cs有最低電離能,是周期系中最活潑的金屬。同理在同一周期中從左到右元素的金屬性逐漸減弱。例如:K(102)、Ca(142)、Sc(153)、Ti(160)、Fe(183)、Zn(218)等。當(dāng)然是金屬性Fe>Zn。
在金屬活動順序中金屬單質(zhì)的活潑性,即金屬單質(zhì)在水溶液中失去電子能力的大小就要用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢來比較。金屬的活動性順序并不是按金屬與水或酸反應(yīng)的激烈程度(它是元素金屬性強(qiáng)弱的比較方法)來排列,而是依據(jù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的高低來排位的,在水溶液中金屬失去電子能力的大小就要用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的數(shù)值來衡量?;顒有皂樞蛴韶?fù)到正,金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢越低,金屬的活潑性越強(qiáng),所以金屬的活潑性是:Zn>Fe,Sn>Pb等。
由此我們就容易理解,在金屬活動順序表中,Zn(-0.76)比Fe(-0.44)活潑、Cu(+0.34)比Ag(+0.8)活潑,而在元素周期表中卻有26號Fe(183)的金屬性比30號Zn(218)強(qiáng)(二者處在同一周期內(nèi)),29號Cu(180)的金屬性比47號Ag(176)更弱(二者處在同一主族)等。這也讓我們明白化學(xué)上許多貌似相互矛盾無法解釋的問題,實(shí)際上可能是兩個(gè)不同性質(zhì)的問題,不要混淆。◆(作者單位:江西省井岡山實(shí)驗(yàn)學(xué)校)
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