非金属性是指非金属气态原子得到电子(形成阴离子)能力的性质。我们常用电子亲合能来表示原子得到电子的难易程度,一般说来,元素的电子亲合能越大,它的非金属性越强。
一、直接判据
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1、气态氢化物的稳定性。氢化物越稳定,则对应元素的非金属性越强。反之也成立,元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定。气态氢化物的稳定性可以用热分解温度来衡量,分解温度越高,气态氢化物越稳定。比如HBr在500℃分解,HI在300℃分解,证明溴比碘的非金属性强。气态氢化物的稳定性还可以用分解反应的平衡常数来表示,分解平衡常数越小,气态氢化物越稳定。2、单质与H2化合的条件,反应条件越容易,则对应元素的非金属性越强。反之也成立,元素的非金属性越强,单质与氢气化合越容易。最重要的条件是温度,化合温度越低,说明化合反应约容易。比如氟气与氢气在冷暗处可以化合,而氯气和氢气需要点燃,因此氟的非金属性强于修。化合反应的趋势也可以用平衡常数表示,平衡常数越大,化合反应的趋势越大。
3、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱(F除外)。酸性越强,对应元素的非金属性越强。一定要强调的两点:含氧酸和最高价。比如在HF、HCl、HBr和HI中,其酸性强弱顺序为HF>HCl>HBr>HI。比较酸性强弱的方法除了电离常数之外,还可以利用强酸制弱酸的反应规律。比如二氧化碳通入硅酸钠溶液中产生硅酸和碳酸钠,说明碳酸的酸性比硅酸强,进一步证明碳的非金属性强于硅。但是盐酸和硫化钠溶液反应生成硫化氢和氯化钠并不能证明氯的非金属性比硫强。
二、氧化性判据
元素的非金属性和对应单质的氧化性并不完全相同。元素的非金属性指的是元素原子在化学反应中得电子的难易程度,而单质氧化性指物质在化学反应中得电子的难易程度。如N的非金属性大于P,但由于N2中有氮氮叁键,P的单质却比N2活泼。它们之间有联系,在一般情况下,元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强。因此中学化学也可以用比较单质氧化性的方法比较非金属性。
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4、与盐溶液之间的置换反应。非金属性强的单质能置换出非金属性弱的单质。比如氯气和溴化钠溶液反应生成氯化钠和溴,说明氯气的氧化性比溴强,进而证明氯元素的非金属性比溴元素强。5、非金属的简单阴离子还原性的强弱。阴离子还原性越强,对应非金属单质的氧化性越弱。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是S2ˉ>Iˉ>Brˉ>Clˉ>Fˉ,则非金属性S<I<Br<Cl<F
6、与同一可变价金属反应,生成物中金属元素价态的高低。金属元素在该产物中价态越高,则说明该非金属元素的非金属性越强。如铁与Cl?生成三价铁,铁与硫生成二价铁,所以氯的非金属性大于硫。
7、几种非金属同处于一种物质中,可用其化合价判断非金属性的强弱,如HClO、HClO3中,氯元素显正价、氧元素显负价,说明氧的非金属性强于氯。
三、位置判据
8、同周期中,从左向右,随核电荷数的增加,非金属性增强。对于主族元素来说,同周期元素随着原子序数的递增,原子核电荷数逐渐增大,而电子层数却没有变化,因此原子核对核外电子的引力逐渐增强,随原子半径逐渐减小,原子失电子能力减弱,原子得电子能力增加,元素非金属性逐渐增大。例如:对于第三周期元素的非金属性NaS>P>Si。
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9、同主族中,从上到下,随核电荷数的增加,非金属性减弱。同主族元素,随着原子序数的递增,电子层逐渐增大,原子半径明显增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,元素的原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,所以元素的非金属性逐渐减弱。例如:卤族元素的非金属性F>Cl>Br>I。
综合以上两种情况,可以作出简明的结论:在元素周期表中,越向右、向上方(除去零族元素),元素非金属性越强,非金属性最强的元素是F。左上方和右下方的两个元素非金属性相当。例如,非金属性O约等于Cl。
上述知识可以总结为一条知识链。元素在周期表中的位置→最外层电子数及原子半径→原子获得电子的能力→元素的非金属性→最高价氧化物对应水化物的酸性→气态氢化物形成难易及稳定性→单质的氧化性→离子的还原性。