小三角 中三角

文摘   2024-06-26 02:12   上海  

非金属大王是氟,单质中F2的氧化性最强。但山大王一般不出山(不常见),氧化性最强的常见单质是它身边的哼哈二将。从电负性看,O的得电子能力强于Cl,从电极电势看,Cl2的氧化性强于O2,所以对中学生不必仔细区分究竟谁是二王。

FOCl三家构成了元素周期表右上方的一个最小三角,相当于非金属常委。再加上NSBr,则是一个大了一圈的中三角,所谓非金属元素的性质,大部分就体现在这个中三角内(尤其是对氧化还原而言),它还包括了ClNS三种变价最为复杂的非金属。非金属原子结构的特征可以分族论,也可以该中三角论。

物质的歧化反应其实是强氧化性(也是高能量、不稳定)的一种突出表现。比如Cl2NO2都是非常狂躁的氧化剂,如果Cl2NO2被通入有还原剂的溶液,被氧化的自然是那些还原剂(诸如Br-SO2Fe2+等),通入纯水或NaOH溶液,没了欺负对象(H和Na已是+1价,氧它咬不动),只好自己咬自己了,这往往是歧化反应的主要原因。注意到氟气通入水中是可以将氧氧化的。有些歧化是可逆的,比如Cl2H2O的反应,有些则不可逆,比如Cl2与碱的反应、NO2与水的反应,这都可以用平衡移动解释。硫不是强氧化剂,所以与水没有明显歧化反应,但在强碱溶液中可以,也可以用平衡移动解释。

下山容易上山难,Cl-OH-的还原性极弱,在自然界无法被氧化,只能在实验室用电或极强氧化剂将其氧化。

众多含氧物的强氧化性以不稳定性为前提,或者说是不稳定性(高能量)导致了强氧化性,如HClOHNO3KMnO4等,包括高温下的KNO3KClO3等,注意到它们的热分解产物之一还都是氧,起氧化作用的元素则是ClN等。

这个中三角概念希望在高一时就尽早建立起来,让学生知道哩哩啦啦的非金属氧化还原的故事多半发生在同一个主题花园里。



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