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  • 1 # 藍風24

    關於錫和鉛的金屬性的探討

    從元素週期表的位置看,鉛的金屬性比錫強,而在金屬活動性順序裡,鉛反而排在錫的後面,為什麼?

    從金屬結構看,鉛的晶體結構與金屬銅相似,為面心立方晶格。而在灰錫晶體中,錫原子的排布與金剛石相似,屬於共價晶體型別,所以鉛的金屬性比錫強。在化學性質上,金屬性可從它的氧化物的水化物的酸鹼性強弱來比較,金屬性強的,它的水化物的鹼性較強,酸性較弱。錫和鉛都能形成兩類氫氧化物——R(OH)2和R(OH)4,這些氫氧化物都是兩性的,但它們的酸性和鹼性是有差別的。R(OH)2型氫氧化物的鹼性,比相應的R(OH)4型的鹼性要強一些,相反地,酸性卻要弱一些,而且按Ge—Sn—Pb的順序遞變:

    這也說明了鉛的金屬性比錫強。

    金屬活動性順序是表示固態金屬在水或酸溶液中置換出氫的能力大小的順序,這種能力一般與金屬在水溶液中的電極電位高低是一致的。金屬的還原電位愈負,活動性愈大,在金屬活動性順序中的位置愈前。從標準電極電位來看,Sn/Sn2+的還原電位為-0.136V,Pb/Pb2+的還原電位為-0.126V,也就是說固態錫在水溶液中失去電子成為水合離子的趨勢比鉛的大一些。

    金屬在溶液中還原電位的大小主要和金屬的昇華能、電離能及水合能等因素有關。首先,金屬晶體轉化為氣態金屬原子,消耗的能量為昇華能;第二步:金屬原子失去2個電子轉化成M2+離子,消耗的能量為第一、第二電離能的總和;第三步:氣態的金屬離子M2+水化成水合離子,放出的熱量為水合能。錫和鉛的昇華能分別約為237kJ/mol及183kJ/mol,Sn和Pb的第一、第二電離能的總和分別為2118kJ/mol和2168kJ/mol,可見第一、第二兩步Sn與Pb電離總消耗的能量約相等。但Sn2+、Pb2+的水合能分別為1565kJ/mol及1502kJ/mol,所以三步結合起來看,Sn比Pb在水溶液中形成二價水合陽離子趨勢要大些。

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