再谈化合价,以及元素的活动性顺序表

受一个非常小的细节的启发,我写下这篇文章。

HClO中的Cl是+1价,这一点连初三学生都知道,你要问他为什么,他会告诉你O-2,H+1,加加减减Cl就是+1价,顺便笑话你一句:你连这都不知道╮(╯▽╰)╭

我之前写过一篇文章详谈化合价,戳这里:深度科普丨化合价究竟是什么?。看完这篇文章你会发现没问题没那么简单,等我们的知识多一点就会提出更深刻的问题:为什么可以拿H和O算Cl?为什么不能拿Cl和H算O?为什么不能拿Cl和O算H?那么这里就涉及到一个重要的问题:化合价是如何定义的。

IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)有对化合价的严格定义:对于离子化合物,化合价指得失电子数目;对于共价化合物,化合价指偏移的共用电子对数目。按照这个定义我们可以试着来算算HFO,IBr,N2O,OF2中各元素的化合价。

HFO

次氟酸,有人说这不存在,其实存在的。而且,有氧酸中能电离出来的H都是羟基H,都是以羟基形式连在中心原子上的H,所以HFO的结构不是H-F-O,而是F-OH。O在左右分别形成了两个共价键F-O和O-H。这两个键都是单键,所以在两个键里3个元素都是1价,但问题是,是+1价还是-1价。

这取决于键两端元素的“得电子能力”。得电子能力也叫氧化性,氧化性的强弱有个简单方法,就是看它们在周期表的位置谁更靠近“右上”,谁更右,谁更上,谁的氧化性就更强。

周期表的一角

C

N

O

F

Si

P

S

Cl

Se

Br

I

F-O中,F更右,得电子能力更强,所以F是-1,O是+1,O-H中O更右,O是-1,H是+1,所以在HFO中,F是-1价,O是0价,H是+1价。

我们发现,化合物中也有0价元素,不要惊讶,这是真的。

IBr

溴化碘,这种叫做“同族互化物”(同族互化物这个词我叫了好多年,刚一百度发现竟然没这个词,难道是我自己编的??)I和Br也是单键相连,Br比I更上,Br是-1价,I是+1价。类似的,SiC(碳化硅,金刚砂)中的价态你应该能自己判断出。

OF2

二氟化氧,F更右上,-1价,O是+2价。我们很少能见到+2价的O,都是让F给逼的。

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以上都是常规知识,写这篇文章源于的那个小小的细节是HClO。照着我上面的说法判断HClO的价态,Cl-OH中Cl-O键里谁的氧化性更强,这按照“右上原则”是没法判断的,他俩一个在F下面一个在F左边,“右上”的程度一样!那我就不知道Cl和O谁正谁负了。

周期表的更小一角

O

F

S

Cl

还好有初三的同学告诉我HClO中的Cl是+1价,哦原来从这个结论能知道,Cl的得电子能力小于O。

它俩右上的程度都一样,那为啥O>Cl,我们在此不做探究,因为两人比较,总有个胜负,要是O<Cl你又会问我为啥O<Cl,所以这其中的原因我不管,我在意的是,非金属的活动性顺序到底是啥样的。

由此,我按照电负性大小对常见非金属进行排序。电负性越大得电子能力越强,最大的是F4.0这我们都知道。我没在表中列出元素名称,因为这我们心里都应该知道。

常见非金属活动顺序表:氟氧氯氮,溴碘硫,碳磷氢。(这个你能背下来最好)

按照电负性大小对常见金属进行排序,电负性越小表示金属性(还原性)越强。仅列出我关心的部分主族元素。

常见金属活动顺序表:钫铯铷钾,钡镭钠锶,锂钙镁铍铝。这个根本不用背这个背了也没啥用。而且,这和我们知道的金属活动性顺序表,钾钙钠镁铝,好像不太一样啊╮(╯▽╰)╭

咋回事儿?我也不知道╮(╯▽╰)╭

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