高中化学问题,急急急 为什么+3价铁的化合物较+2价铁的化合物稳定?老师的解释是3d轨道半充满,可

高中化学问题,急急急
为什么+3价铁的化合物较+2价铁的化合物稳定?老师的解释是3d轨道半充满,可我觉得离子化合物稳定性应该比较离子半径和电荷数啊?求解释

离子化合物的稳定性是根据其是否容易反应来判断。而这有分为氧化性和还原性,氧化性越强越不稳定,所以浓硫酸比盐酸不稳定;还原性越强也越不稳定,所以钠比镁不稳定。所以一般比较稳定性,要么是同时比较几种物质的氧化性,要么是同时比较几种物质的还原性,应该没见过比较钠和氧气的稳定性吧。


这里三价铁与二价铁化合物的稳定性比较,应该是指正常情况下物质放置时与空气中氧气反应难易的比较。所以就是比较氧化性,在空气中三价铁不会再被氧化,而二价铁长期放置后会与空气中的氧气,水,生成氢氧化铁沉淀。根据这一实验事实,三价铁比二价铁稳定。


但是究其原因是什么,为什么三价铁不再失去电子变成六价铁呢?这就要从微观结构出发来讨论,有一个洪特规则,半充满的轨道稳定(当然全充满或者没有也稳定)。下面演示一下:

铁的轨道

二价铁的轨道

三价铁的轨道

从上看得出来,为了达到符合洪特规则,二价铁很容易失掉一个d电子,从而变成三价铁,因此三价铁更稳定。


再说说离子半径和电荷数,判断稳定性是指这种元素的价态会发生变化,而往往从半径电荷数无法判断出原子得失情况。只能判断出其与其他元素结合时的强弱间接判断稳定性。

例如:HI与HCl谁稳定,显然是HI酸,碘离子半径大,与氯离子电荷相同,相比之下与氢离子的作用要弱,因此更容易断裂与氢离子形成的键。

再如:高锰酸钾和锰酸钾谁稳定,高锰酸钾加热生成锰酸钾,从这判断是锰酸钾稳定,但为什么是高锰酸钾里的锰是+7价而锰酸钾里的是+6价?这貌似与三价铁比二价铁稳定相悖(如果仅从离子半径和电荷数比较的话)。这里其实比较的是高锰酸根与锰酸根,不再比较单纯的金属离子。

再比如:六价铁一定比三价铁不稳定。都没有六价铁的盐,都是氧化物存在。

所以小结一下,对于单个离子来说最好从电子排布结构来说明,对于化合物则要通过其之间的生成化学键的强弱来判定稳定性,这时候多半就要用离子半径和电荷数来判断化学键的强弱了。化学键又分好几种的。这里不多说了。

追问

您前面说的非常好,就是小节里有点问题。原题如下

用红笔划线的那个,答案用离子结构解释的,与您小结中比较化合物用键的结论不符啊

追答

单个阳离子是不能脱离阴离子而存在的。如果非得纠结与试卷上的说是化合物的话,那这是什么化合物呢?三氧化二铁,氧化铁,还有介于中间的四氧化三铁。如何比较三氧化二铁和氧化铁。这里又涉及复杂的晶体结构。

所以这题出题人的意思是让你比较离子化合物(即含有三价铁离子和二价铁离子,而非仅仅是价态)。固体离子化合物也有晶体结构,也会影响(不然怎么会有市场上卖的七水硫酸亚铁)。这题就是让你说出单个离子的情况。不必纠结于字眼。

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第1个回答  2015-03-28
你说的是离子化合物,
你们老师解释的只是针对铁的离子,不一样
只比较铁的离子,最好看结构
如果比较FeO与FeCl3,那么要考虑你说的这些因素追问

可是这题第一小题的第二问标准答案给的是轨道说啊!

这是标答

追答

一般比较氧化铁和氧化亚铁,
氯化铁和氯化亚铁,肯定只从铁的结构比较了,
实际生活中也是二价铁易转化为三价铁

追问

为什么重铁的结果比较啊?又不是比较铁离子的稳定性

追答

另一种元素相同,只能比较铁

追问

我的想法为什么错啊?二价铁离子半径小离子键强,所以其化合物稳定?

追答

我觉得你的半径比较是错误的,二价铁离子的半径要比三价铁离子的半径大

追问

刚才打错了,如你所说,三价铁半径小所以三价铁化合物稳定性强

第2个回答  2015-03-28
你老师说的是对的,从原子轨道说明是最直接最本质的,你说从离子半径和电荷数来解释,这个怎么来解释啊?追问

离子半径小且电荷量大,离子键稳定,所以化合物稳定性好啊!

追答

那按你这种说法,同一元素的离子,越高价越稳定罗?但是实际上有些元素反而是低价稳定啊,比如锰

追问

那为什么d轨道半充满化合物就稳定啊?

d轨道稳定不只能说明该离子稳定吗?

追答

这是原子轨道中的洪特规则,半充满时是稳定的,你不就是问离子的稳定吗?

追问

题中问的是化合物稳定性

这是答案

追答

那说明在这不考虑另一个离子与他的作用啊,就是从轨道去分析的

追问

可是考试的时候怎么办啊?难道就随便蒙一种说法吗⊙﹏⊙

追答

肯定用轨道啊

追问

那什么时候用离子半径和电荷数解释啊?

追答

就没有用这个去解释的,除非你没学过轨道理论,而且我上面也说了你说的那个适用范围有限,对于锰它就是错的啊!

追问

我突然想到曾经有道题让解释晶格能还有离子化合物熔沸点,是不是这个用离子半径和电荷数解释,我把这俩题弄混了?

追答

晶格能我忘了,熔沸点涉及的物理性质,这个好像的确是用你说的那个来解释

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