碱金属氧化物稳定性的讨论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0
这些氧化物对于分解反应的稳定性。 1 普通氧化物的稳定性
H 这类氧化物按下式分解: M2O (S) 2M
0 1 O2 (g) , 产物都是单质, 可用 H f (M2O) 2 值来比较其稳定性,数值如下: K2O Rb2O Cs2O Li2O Na2O
0
(S) +
H f
0
-596
-426
关键词:碱金属;氧化物;稳定性 中图分类号:O61
碱金属与氧化合可以形成几种类型的氧化 物,即普通氧化物 M2O、过氧化物 M2O2 和超氧 化物 MO2.如碱金属在过量空气中燃烧时,锂生 成 Li2O,钠生成过氧化物 Na2O2,钾、铷、铯则 生成超氧化物 KO2、RbO2、CsO2.为什么碱金属 在同样条件下与 O2 作用生成的氧化物的类型不 一致呢?本文仅从热力学角度讨论一下各种氧化 物的稳定性。 关于物质的稳定性,一般主要考虑物质本身是 否容易分解或该物质能否与其环境中的物质发生化 学反应。故在讨论碱金属氧化物的稳定性时,就要 通过考虑其分解反应的可能性,来判断其稳定性的 大小。对于特定的化学反应,在一定条件下是否能 够进行,在热力学中是用反应的自由能变值(△G) 来判断的。若△G<0,则化学反应能正向自发进行。 如果可能的分解反应是自发的,则该氧化物在此条 件下是不稳定的,否则是稳定的。下面分别讨论一 下碱金属与 O2 作用所生成的不同形式的氧化物分 解反应的趋势。 我们知道,在标准状态下,某反应的自由能变 值( G 0 )是由焓变( H 0 )与熵变( S 0 )两 项决定的。根据熵函数的概念和定义可知,当同类 型化合物发生同类型分解反应时,它们的熵变值是 较接近的。 故比较此类反应时, 可用 H 0 代替 G 0 去说明化合物的稳定性。碱金属的各类氧化物所发 生的分解反应就属于同类型化合物发生同类型分解 反应,我们可以估计其熵变化近似。因此它们 G 的差别决定于 H 0 ,可以用 H 0 代替 G 0 去说明
其中 U M2 O2 是 M2O2 的晶格能, U M 2 O 是 M2O 的晶格 能,x 是 2M+(g)+O22 (g)→2M+(g)+O2 (g)
- -
+
1 O2(g)过程的热效应。对于相同阴离子的化 2 合物来说 x 是常数。
────────── 收稿日期:2000-10-25 作者简介:刘会媛(1970-) ,女,河北滦县人,唐山师范学院化学系实验师。 - 32 -
热力学研究上将 r 差为 20pm 时,可认为近似 相等: rO �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
108 1 2 3 108 1 2 3 x H r r rM rO2 M O2 2
0
1 1 x 648 (rM rO2 ) (rM rO2 ) 2
为了讨论 H 0 与 rM 的关系,将上式对 rM 求 导,可得:
第 23 卷第 2 期 Vol. Leabharlann Baidu3 No.2
唐山师范学院学报 Journal of Tangshan Teachers College
2001 年 3 月 Mar. 2001
碱金属氧化物稳定性的讨论
刘会媛
(唐山师范学院 化学系,河北 唐山 摘 063000)
要:从热力学角度对碱金属的各类氧化物的稳定性进行了讨论。 文献标识码:B 文章编号:1009-9115(2001)02-0032-02
dH 0 4 6 108 2 2 drM (rM rO ) (rM rO 2 ) 2 2 rO 163pm rO2 180pm
2 2
U
108Z Z v (其中 Z+Z-是阳阴离子电荷数, r r
v 是离子数目,r 是离子半径) 。可得:
刘会媛:碱金属氧化物稳定性的讨论 根据热力学循环可得如下关系: +O2(g) 按如上的处理方法:
H = U M2 O2 — U M 2 O +x
0
根据卡普斯钦斯基的晶格能计算方程:
H 0 =2 U MO2 — U M2 O2 +x 2 108 1 1 2 108 1 2 3 x = rM rO rM rO 2 2 2
-352
0
-339
-318 KJ/mol
说明 可以看出从左至右 H f 值负值逐渐减小, 氧化物稳定性递减。即氧化物中以 Li2O 最稳定。 2 过氧化物的稳定性 分解反应式为:
H 2M2O(S)+ M2O2(S)
0
1 O2(g) 2
U M 2 O2
-
- U M2O
-
x 2M+(g)+2O22 (g) 2M+(g)+O2 (g) 1 + O2(g) 2
这些氧化物对于分解反应的稳定性。 1 普通氧化物的稳定性
H 这类氧化物按下式分解: M2O (S) 2M
0 1 O2 (g) , 产物都是单质, 可用 H f (M2O) 2 值来比较其稳定性,数值如下: K2O Rb2O Cs2O Li2O Na2O
0
(S) +
H f
0
-596
-426
关键词:碱金属;氧化物;稳定性 中图分类号:O61
碱金属与氧化合可以形成几种类型的氧化 物,即普通氧化物 M2O、过氧化物 M2O2 和超氧 化物 MO2.如碱金属在过量空气中燃烧时,锂生 成 Li2O,钠生成过氧化物 Na2O2,钾、铷、铯则 生成超氧化物 KO2、RbO2、CsO2.为什么碱金属 在同样条件下与 O2 作用生成的氧化物的类型不 一致呢?本文仅从热力学角度讨论一下各种氧化 物的稳定性。 关于物质的稳定性,一般主要考虑物质本身是 否容易分解或该物质能否与其环境中的物质发生化 学反应。故在讨论碱金属氧化物的稳定性时,就要 通过考虑其分解反应的可能性,来判断其稳定性的 大小。对于特定的化学反应,在一定条件下是否能 够进行,在热力学中是用反应的自由能变值(△G) 来判断的。若△G<0,则化学反应能正向自发进行。 如果可能的分解反应是自发的,则该氧化物在此条 件下是不稳定的,否则是稳定的。下面分别讨论一 下碱金属与 O2 作用所生成的不同形式的氧化物分 解反应的趋势。 我们知道,在标准状态下,某反应的自由能变 值( G 0 )是由焓变( H 0 )与熵变( S 0 )两 项决定的。根据熵函数的概念和定义可知,当同类 型化合物发生同类型分解反应时,它们的熵变值是 较接近的。 故比较此类反应时, 可用 H 0 代替 G 0 去说明化合物的稳定性。碱金属的各类氧化物所发 生的分解反应就属于同类型化合物发生同类型分解 反应,我们可以估计其熵变化近似。因此它们 G 的差别决定于 H 0 ,可以用 H 0 代替 G 0 去说明
其中 U M2 O2 是 M2O2 的晶格能, U M 2 O 是 M2O 的晶格 能,x 是 2M+(g)+O22 (g)→2M+(g)+O2 (g)
- -
+
1 O2(g)过程的热效应。对于相同阴离子的化 2 合物来说 x 是常数。
────────── 收稿日期:2000-10-25 作者简介:刘会媛(1970-) ,女,河北滦县人,唐山师范学院化学系实验师。 - 32 -
热力学研究上将 r 差为 20pm 时,可认为近似 相等: rO �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
108 1 2 3 108 1 2 3 x H r r rM rO2 M O2 2
0
1 1 x 648 (rM rO2 ) (rM rO2 ) 2
为了讨论 H 0 与 rM 的关系,将上式对 rM 求 导,可得:
第 23 卷第 2 期 Vol. Leabharlann Baidu3 No.2
唐山师范学院学报 Journal of Tangshan Teachers College
2001 年 3 月 Mar. 2001
碱金属氧化物稳定性的讨论
刘会媛
(唐山师范学院 化学系,河北 唐山 摘 063000)
要:从热力学角度对碱金属的各类氧化物的稳定性进行了讨论。 文献标识码:B 文章编号:1009-9115(2001)02-0032-02
dH 0 4 6 108 2 2 drM (rM rO ) (rM rO 2 ) 2 2 rO 163pm rO2 180pm
2 2
U
108Z Z v (其中 Z+Z-是阳阴离子电荷数, r r
v 是离子数目,r 是离子半径) 。可得:
刘会媛:碱金属氧化物稳定性的讨论 根据热力学循环可得如下关系: +O2(g) 按如上的处理方法:
H = U M2 O2 — U M 2 O +x
0
根据卡普斯钦斯基的晶格能计算方程:
H 0 =2 U MO2 — U M2 O2 +x 2 108 1 1 2 108 1 2 3 x = rM rO rM rO 2 2 2
-352
0
-339
-318 KJ/mol
说明 可以看出从左至右 H f 值负值逐渐减小, 氧化物稳定性递减。即氧化物中以 Li2O 最稳定。 2 过氧化物的稳定性 分解反应式为:
H 2M2O(S)+ M2O2(S)
0
1 O2(g) 2
U M 2 O2
-
- U M2O
-
x 2M+(g)+2O22 (g) 2M+(g)+O2 (g) 1 + O2(g) 2