从卤素键能来理解稳定性和活泼性

从卤素键能来理解稳定性和活泼性

化学上常涉及“活泼性”和“稳定性”这两个非常重要的概念，例如：“金属（或非金属）的活泼性”；“气态氢化物的稳定性”、“酸的稳定性”等等。在必修课的学习中我们没有进行仔细区分，但是选修3关于共价键参数中给了一系列键能数据，特别是卤素单质的键能数据，不追究还真就糊涂了。

从上面的键能数据可知，F

的键能反常的小，这个反常的原因可以这样简单理解。因为

2

F的半径特别小，电负性特别大，导致原子核靠得很近，核间排斥力增大，反而是化学键不够稳定，所以键能特别小。

通常而言，很活泼的物质稳定性就差，很稳定的物质活泼性就差。但是“活泼性”和“稳定性”两者所研究的对象往往是有所区别的。

“活泼性”通常是指物质的得或失电子的过程，例如：“碱金属是活泼的金属”，“卤素是活泼的非金属”。

稳定性分为两种情况：一是化学稳定性，；二是热稳定性。化学稳定性通常是指物质因水解、氧化（或还原）而是否变质的化学过程。热稳定性是指物质在常温下或受热时是否分解的化学过程。以下就是一些物质热稳定性的判断规律：

1．一般而言，单质的热稳定性与构成单质的化学键牢固程度正相关；而化学键牢固程度又与键能正相关。

具体来说：单质稳定性是指分子内原子间的键能大，化学键不易断裂；所以F2的稳定性不如氯气。

活泼性是指分子发生化学反应的容易与否。不过单质的稳定性很少单独使用，不能单纯的因为稳定性高低来判断反应活性。因为单质参与反应的过程实际分两个步骤，一是吸收键断裂所需的能量，将分子分解为原子（体现键能——稳定性），二是将不同原子重新结合形成新物质（体现非金属性）。由于一般反应中供应的能量都很大，很少存在能量不够一个分子反应的情况，当所供应的能量都足够的时候，毫无疑问由非金属性强弱决定反应的容易与否。意思是非金属性越强，反应活性越高。例如：对于卤素来说，虽然其键能递减（除F2，因为F半径很小，斥力很大则使得键能反常减小），分子越来越不稳定，断裂成原子越来越容易。但是由于卤素原子吸引电子的能力减弱，反应就越难，最终表现为化学性质越不活泼，与非金属性减弱相一致，而与稳定性无关。因此，氟氯溴碘单质反应剧烈程度下降。相反，对于N2，由于三键的存在，键能很大，一般不能满足断键的条件，即使氮电负性较大也不发生反应，所以N2的稳定性决定了不活泼性。

2．气态氢化物的热稳定性：元素的非金属性越强，键能越大，形成的气态氢化物就越稳定（最有规律也最常用）。同主族的非金属元素，从上到下，随核电荷数的增加，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱；同周期的非金属元素，从左到右，随核电荷数的增加，非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐增强。

3．氢氧化物的热稳定性：金属性越强，碱的热稳定性越强（碱性越强，热稳定性越强）。

4．含氧酸的热稳定性：绝大多数含氧酸的热稳定性差，受热脱水生成对应的酸酐。一般地：

①常温下酸酐是稳定的气态氧化物，则对应的含氧酸往往极不稳定，常温下可发生分解。

②常温下酸酐是稳定的固态氧化物，则对应的含氧酸较稳定，加热时才分解。

③某些含氧酸分解是发生氧化还原反应，得不到对应的酸酐。例如硝酸、次氯酸。

5．含氧酸盐的热稳定性：

①酸不稳定，对应的盐也不稳定；酸较稳定，对应的盐也较稳定。例如硫酸盐和磷酸盐比较稳定。

②同一种酸的盐，热稳定性顺序是正盐>酸式盐>酸。

③同一酸根的盐的热稳定性顺序是碱金属盐>过渡金属盐>铵盐。

④同一成酸元素，高价含氧酸比低价含氧酸稳定，相应含氧酸盐的稳定性顺序也是如此。