离子半径对2类硝酸盐和碳酸盐热稳定性的影响
- 第二族硝酸盐和碳酸盐变成更热稳定往下看
- 的电荷密度阳离子的(第2族金属离子)和两极分化的的阴离子(硝酸盐和碳酸盐离子)增加了稳定性
热稳定性的趋势下降
- 所有2族金属在失去两个价层电子时都形成2+离子
- 基团顶端的金属阳离子是比下面的小
- 例如,铍(第二族的第一个元素)的原子半径是112pm,而钙(基团更靠后)的原子半径是197pm
- 因此,第2族顶部的金属阳离子具有最大电荷密度因为同样的电荷(2+)被压缩到一个更小的体积
- 因此,较小的2族离子有一个更强的极化效果在邻近的负离子上
- 当碳酸盐或硝酸盐离子接近正离子时,就会发生极化
- 这是因为金属阳离子将碳酸盐或硝酸盐离子中的电子吸引到自己身上
- 的更极化的阴离子是,所需热量较少热分解它们
- 因此,热稳定性从组往下增加
- 基团越往下,阳离子越大
- 因此电荷密度更小
- 对碳酸盐或硝酸盐阴离子的极化效应较小
- 所以阴离子的极化较弱
- 因此,需要更多的热量来热分解它们
第2族氢氧化物和硫酸盐溶液溶解度和焓变趋势
- 的溶解度第2族氢氧化物增加往下走
- 相比之下,第2族硫酸盐则表现为a溶解度降低往下看
- 这些化合物低溶解度是少可溶性
- 例如,硫酸钙(CaSO4)溶解度低,只有0.21 g CaSO4可溶于100克水
- 大多数的硫酸盐都能溶于温水,除了硫酸钡这是不溶性
2族元素溶解度表
水化焓变和晶格能
- 的标准溶液焓(ΔH索尔ꝋ)是能量吸收或发布当1摩尔离子固体溶解在足够的水中形成稀溶液(在标准条件下)
- ΔH索尔ꝋ可以是任何一个放热或吸热
- 例如,ΔH索尔ꝋ氯化钠(NaCl)为+3.9 kJ mol-1
NaCl (s) + aq→NaCl (aq)
或
NaCl (s) + aq→Na+(aq) + Cl-(aq)
- 这意味着,3.9 kJ mol-1能量是吸收当一摩尔氯化钠溶解在足够的水中形成稀溶液时
- 的ΔH索尔ꝋ是和吗晶格能(ΔH奈ꝋ)和s标准水合焓变(ΔH海德拉巴ꝋ)
ΔH索尔ꝋ=ΔH奈ꝋ+ΔH海德拉巴ꝋ
- 的晶格(形成)能是能量发布当气态离子结合形成一摩尔离子化合物在(标准条件下)
- 当离子化合物形成时,能量被释放ΔH奈ꝋ总是放热
- 例如,ΔH奈ꝋ为-787 kJ mol-1
Na+(g) + Cl-(g)→NaCl (s)
- 这意味着,788kj mol-1当氯化钠由气态离子形成时,大约有一半的能量被释放
- 的标准水合焓是能源发布当气态离子溶解在足够的水中形成稀释溶液(在标准条件下)
- 当气态离子水化时,能量被释放出来ΔH海德拉巴ꝋ总是放热
- 例如,ΔH海德拉巴ꝋ钠(Na+)离子为-406 kJ mol-1
Na+(g)→Na+(aq)
- 这意味着,406 kJ mol-1当Na+离子水化
溶液的焓变趋势
- 往下走ΔH奈ꝋ离子化合物的减少
- 基团下面,带正电的阳离子变得更大
- 在离子化合物中,带负电和带正电的离子之间有更多的空间,所以它们的强度更弱吸引力的力量离子之间
- 因为有较弱的静电力在离子之间,气体离子形成离子化合物时释放的能量较少
- 因此,ΔH奈ꝋ就变成了更少的放热
- 往下走ΔH海德拉巴ꝋ也减少
- 再一次,带正电的离子在基团中逐渐变大
- 结果,ion-dipole债券阳离子和水分子之间较弱的
- 这意味着更少的能量当气态基团2离子水化时,会释放出什么
- 的ΔH海德拉巴ꝋ,因此,变成更少的放热
- 为第2族氢氧化物:
- 氢氧根离子是相对较小的离子
- 的ΔH奈ꝋ下落的速度比ΔH海德拉巴ꝋ
- 的溶液的焓变因此,是更多吗放热往下看
- 为第2组硫酸盐:
- 硫酸盐离子是相对较大的离子
- 的ΔH奈ꝋ下落的速度比ΔH海德拉巴ꝋ焓
- 的ΔH索尔ꝋ会变得更多吸热往下看
- 越放热的ΔH索尔ꝋ的更多的可溶性复合
- 这就是为什么硫酸盐成为少可溶性的沿着基团向下氢氧化物更多的可溶性