锡铅金属性比较

重大问题：关于锡和铅金属性强弱的比较，请大家评断……

说法一：

锡和铅的金属性比较

根据元素周期律，同一主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性应逐渐增强。但是，根据金属活动顺序表可知，锡的金属活动顺序排在铅的前边。那

么锡和铅的金属性到底哪一个强呢？

元素的金属性是指元素的气态原子失去电子的性质，主要用第一电离能来量度，第一电离能越小，则元素的金属性越强。查有关化学数据手册可知，锡的第一电离能为7.34eV，而铅的第一电离能为7.42eV，故锡的金属性应比铅强。金属活动顺序表是以实验事实为依据编写的，金属活动性除了与第一电离能有关外，还与金属离子的水和能、水和离子在水中的迁移速率等有关。不管从哪个角

度比较，都是锡的金属性比铅强。

这样一来，就出现了事实与现阶段所学理论不相符合的现象。其实，这是周期律中“镧系收缩”规律（将来可在基础无机化学中学到）在发挥作用。因为铅位于周期表中第六周期，第六周期中由于镧系15种元素的存在，使得后边的元素原子半径显著减小。元素的金属性、非金属性都是核电荷数和原子半径分别对元素原子得失电子的影响的综合结果。而这两者是一对矛盾。从锡到铅，原子半径的增大所起的作用（使原子失电子能力增强）减弱，而核电荷数增大所起的作用（使原子失去电子能力减弱）依然如故。所以，就出现了锡在铅的上方，反而

金属性比铅强的情况。

说法二：（人教版的教师教学用书上也这样解释）

从元素周期表的位置看，铅的金属性比锡的强，而在金属活动性顺序里，铅反而

排在锡的后面，为什么?

从金属结构看，铅的晶体结构与金属铜相似，为面心立方晶格。而在灰锡晶体中，锡原子的排布与金刚石相似，属于共价晶体类型，所以铅的金属性比锡强。在化学性质上，金属性可从它的氧化物的水化物的酸碱性强弱来比较，金属性强的，它的水化物的碱性较强，酸性较弱。锡和铅都能形成两类氢氧化物──R(OH)2和R(OH)4，这些氢氧化物都是两性的，但它们的酸性和碱性是有差别的。R(OH)2型氢氧化物的碱性，比相应的R(OH)4型的碱性要强一些，相反地，酸性却要弱

一些，而且按Ge—Sn—Pb的顺序递变：

这也说明了铅的金属性比锡的强。

金属活动性顺序表示固态金属在水或酸溶液中置换出氢的能力大小顺序，这种能力一般与金属在水溶液中的电极电位高低一致。金属的还原电位越小，活动性越强，在金属活动性顺序中的位置越前。从标准电极电位来看，Sn/Sn2+的还原电

位为-0.136 V，Pb/Pb2+的还原电位为-0.126 V，也就是说固态锡在水溶液中失去电子成为水合离子的趋势比铅的大一些。

金属在溶液中还原电位的大小主要和金属的升华能、电离能及水合能等因素有关。第一步：金属晶体转化为气态金属原子，消耗的能量为升华能；第二步：金属原子失去2个电子转化成M2+，消耗的能量为第一、第二电离能的总和；第三步：气态的金属离子M2+水化成水合离子，放出的热量为水合能。锡和铅的升华能分别约为237 kJ/mol及183 kJ/mol，Sn和Pb第一、第二电离能的总和分别为2 118 kJ/mol和2 168 kJ/mol,可见第一、第二两步Sn和Pb电离总消耗的能量约相等。但Sn2+、Pb2+的水合能分别为1 565 kJ/mol及1 502 kJ/mol，所以三步结合起来看，Sn比Pb在水溶液中形成二价水合阳离子趋势要大些。上面的讨论，仅就金属M转化成水化M2+的过程的能量来说明，此外还有一些其

他因素未考虑进去。