题目

比较下列各对化合物中键的极性大小(用＞号和＜号表示) PbO______PbS， FeCl3______FeCl2， SnS______SnS2， AsH3______SeH2，PH3______H2S，HF______H2O。

比较下列各对化合物中键的极性大小(用＞号和＜号表示)
PbO______PbS， FeCl3______FeCl2， SnS______SnS2，
AsH3______SeH2，PH3______H2S，HF______H2O。

题目解答

答案

PbO＞PbS$FeCl3＜FeCl2$SnS＞SnS2，$AsH3＜SeH2$PH3＜H2S$HF＞H2O

解析

本题主要考查化学键极性大小的比较，解题的关键在于依据成键原子的电负性差值来判断键的极性大小，电负性差值越大，键的极性越强。

1. 比较 $PbO$ 和 $PbS$ 的键极性

  • 电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力。氧（$O$）的电负性约为 $3.44$，硫（$S$）的电负性约为 $2.58$，铅（$Pb$）的电负性约为 $1.87$。
  • 计算 $Pb - O$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{Pb - O}=\vert3.44 - 1.87\vert = 1.57$。
  • 计算 $Pb - S$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{Pb - S}=\vert2.58 - 1.87\vert = 0.71$。
  • 因为 $1.57>0.71$，即 $\Delta\chi_{Pb - O}>\Delta\chi_{Pb - S}$，所以 $PbO$ 键的极性大于 $PbS$ 键的极性，即 $PbO＞PbS$。

2. 比较 $FeCl_3$ 和 $FeCl_2$ 的键极性

  • 氯（$Cl$）的电负性约为 $3.16$，$Fe^{3 +}$ 的离子势较大，对电子的吸引能力比 $Fe^{2 +}$ 强，使得 $Fe - Cl$ 键在 $FeCl_3$ 中具有一定的共价性。
  • 可以理解为 $Fe^{3 +}$ 使 $Fe - Cl$ 键的电子云分布更偏向于离子键的特征，而 $Fe^{2 +}$ 对应的 $Fe - Cl$ 键共价性相对较弱。
  • 所以 $FeCl_3$ 中 $Fe - Cl$ 键的极性小于 $FeCl_2$ 中 $Fe - Cl$ 键的极性，即 $FeCl_3＜FeCl_2$。

3. 比较 $SnS$ 和 $SnS_2$ 的键极性

  • 硫（$S$）的电负性约为 $2.58$，锡（$Sn$）有 $Sn^{2+}$ 和 $Sn^{4+}$ 两种价态。
  • $Sn^{4+}$ 的离子势比 $Sn^{2+}$ 大，对电子的吸引能力更强，使得 $Sn - S$ 键在 $SnS_2$ 中具有更多的共价性。
  • 因此 $SnS$ 中 $Sn - S$ 键的极性大于 $SnS_2$ 中 $Sn - S$ 键的极性，即 $SnS＞SnS_2$。

4. 比较 $AsH_3$ 和 $SeH_2$ 的键极性

  • 砷（$As$）的电负性约为 $2.18$，硒（$Se$）的电负性约为 $2.55$，氢（$H$）的电负性约为 $2.20$。
  • 计算 $As - H$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{As - H}=\vert2.20 - 2.18\vert = 0.02$。
  • 计算 $Se - H$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{Se - H}=\vert2.55 - 2.20\vert = 0.35$。
  • 因为 $0.02<0.35$，即 $\Delta\chi_{As - H}<\Delta\chi_{Se - H}$，所以 $AsH_3$ 键的极性小于 $SeH_2$ 键的极性，即 $AsH_3＜SeH_2$。

5. 比较 $PH_3$ 和 $H_2S$ 的键极性

  • 磷（$P$）的电负性约为 $2.19$，硫（$S$）的电负性约为 $2.58$，氢（$H$）的电负性约为 $2.20$。
  • 计算 $P - H$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{P - H}=\vert2.20 - 2.19\vert = 0.01$。
  • 计算 $S - H$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{S - H}=\vert2.58 - 2.20\vert = 0.38$。
  • 因为 $0.01<0.38$，即 $\Delta\chi_{P - H}<\Delta\chi_{S - H}$，所以 $PH_3$ 键的极性小于 $H_2S$ 键的极性，即 $PH_3＜H_2S$。

6. 比较 $HF$ 和 $H_2O$ 的键极性

  • 氟（$F$）的电负性约为 $3.98$，氧（$O$）的电负性约为 $3.44$，氢（$H$）的电负性约为 $2.20$。
  • 计算 $H - F$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{H - F}=\vert3.98 - 2.20\vert = 1.78$。
  • 计算 $O - H$ 键的电负性差值：$\Delta\chi_{O - H}=\vert3.44 - 2.20\vert = 1.24$。
  • 因为 $1.78>1.24$，即 $\Delta\chi_{H - F}>\Delta\chi_{O - H}$，所以 $HF$ 键的极性大于 $H_2O$ 键的极性，即 $HF＞H_2O$。