我以前的学生,也就是现在的老师问我:稀有气体是分子构成的还是原子构成的?怎么理解有些试题中说稀有气体是单原子分子?
这是与“物质结构与性质”相关的问题。
众所周知,氦、氖、氩、氪等0族元素原子的最外电子层中都有8个电子,因此,它们都具有稳定电子层结构。稳定,意味着——它们几乎没有从别的原子或分子那里夺取电子的能耐(氧化性很弱),自身的电子也被自己的原子核束缚得十分紧致,不容易丢失(还原性很弱),因而难以形成具有正、负化合价形态的化合物。这也是为什么它们在元素周期表中被置于“0族”的原因——最高价为0。当然,随着科学研究的发展,人类逐步发现和制备出了一些稀有气体的化合物,如常温下的XeF6无色固体。因此,这个0族的原始含义正在被新知所颠覆。
回到正题,因为常温常压下的良好稳定性,孤立的稀有气体(如空气中占比0.94%的氩气)都以单个原子的形态存在,所以它们都是由原子构成的。但为什么我们又称它们为“分子”呢?为什么说“稀有气体都是单原子分子”呢?前面刚讲了稀有气体都以单个原子的形态存在,现在一眨眼怎么又成了“分子”呢?令人十二分的疑惑,如果不能给以满意的解释,就会导致许多学生开始讨厌起化学来。
其实问题的本质就在于,当人类将稀有气体加压、降温(这是将气体转化为液体或固体的常规手段),得到了稀有气体元素的晶体后,发现这些晶体的熔点都很低。比如,无色的氩晶体,熔点为-189.2℃,这个温度比许多分子晶体的熔点还要低很多。而分子晶体熔点低的原因就在于晶体中的微粒(分子)间的相互作用力相当微弱,破坏(或削弱)这些作用力时,外界只需提供很少一点能量即可。据此,大家自然会联想到,氩晶体中微粒(Ar原子!)间的相互作用力也一定是很弱的(只有范德华力),不然的话,其熔点不会那么低。因此,根据这个事实,人们就理所当然地,把所有稀有气体元素形成的晶体都归类为分子晶体了!这一归类就把稀有气体元素单质晶体中的微粒强制性地看作是“分子”了,然而事实上,其中的微粒并不是分子,而是单个的原子!!为了消除这个似是而非的“矛盾”,大家就比较“蹩脚”地,把单个稀有气体原子糊弄般地称为了“单-原-子-分-子”。
至此,大家应该能理解上面的两个问题了吧。从构成上看,稀有气体由原子构成;而从晶体类别区分它们时,才将它们视为单原子分子。
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,请发送邮件举报,一经查实,本站将立刻删除。