为什么非金属性气态氢化物的沸点低

Question

如题所述

Answer 1

非金属的气态氢化物热稳定性及熔沸点的比较：
1、热稳定性比较原子半径越大，原子之间的化学键越弱，越容易分解，即热稳定性越小。
比如热稳定性：HCl > HBr > HI
2、比较熔沸点（分子晶体）
通常比较分子之间作用力，分子间力越大，熔沸点越高。一般情况下，分子间以色散力为主，而色散力与分子体积有关，所以半径越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
如：HCl < HBr < HI
3、需要注意的情况
同一系列，即同族元素，同类型氢化物才有可比性。
如出现氢键等其他特殊条件，熔沸点会出现例外。

拓展：各种晶体的熔沸点比较
金属键形成的单质晶体。金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、铝、铁和铜等。金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子，金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起，金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键，自由电子在整个晶体中自由运动，金属具有共同的特性，如金属有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良好的延展性和机械强度。大多数金属具有较高的熔点和硬度，金属晶体中，金属离子排列越紧密，金属离子的半径越小、离子电荷越高，金属键越强，金属的熔、沸点越高。例如周期系IA族金属由上而下，随着金属离子半径的增大，熔、沸点递减。第三周期金属按Na、Mg、Al顺序，熔沸点递增。
根据中学阶段所学的知识。金属晶体都是金属单质，构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子（也就是金属的价电子）。　
冰(H2O)分子晶体棍球模型分子间以范德华力相互结合形成的晶体。大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。　　
分子组成的物质，其溶解性遵守“相似相溶[1]”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，例如NH3、HCl极易溶于水，难溶于CCl4和苯；而Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质，可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。分子晶体熔沸点高低规律　　
分子间作用力越强，熔沸点越高　　
①组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高。例如：元素周期表中第ⅦA族的元素单质其熔沸点变化规律为：At2>I2 > Br2 > Cl2>F2。　　　
②若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔沸点较高。
例如：HF > HI > HBr > HCl。　　H2O> H2Se> H2S。 NH3> PH3　
原子晶体定义：相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体原理简介　　
相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构的晶体。例如金刚石晶体，是以一个碳原子为中心，通过共价键连接4个碳原子，形成正四面体的空间结构，每个碳环有6个碳原子组成，所有的C－C键键长为1.55×10-10米，键角为109°28′，键能也都相等　
金刚石是典型的原子晶体，熔点高达3550℃，是硬度最大的单质。原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂，多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料。原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC等。（但碳元素的另一单质石墨不是原子晶体，石墨晶体是层状结构，以一个碳原子为中心，通过共价键连接3个碳原子，形成网状六边形，属过渡型晶体。）对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。
金刚石的晶体模型相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构的晶体，如：金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等。凡靠共价键结合而成的晶体统称为原子晶体。例如金刚石晶体，是以一个碳原子为中心，通过共价键连接4个碳原子，形成正四面体的空间结构，每个碳环有6个碳原子组成，所有的C－C键键长为1.55×10-10米，键角为109°28′，键能也都相等，金刚石是典型的原子晶体，熔点高达3550℃，是自然界硬度最大的单质。原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂，多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料。原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC、B等。对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。 且原子晶体的熔沸点一般要比分子晶体和离子晶体高。
离子间通过离子键结合形成的晶体。在离子晶体中，阴、阳离子按照一定的格式交替排列，具有一定的几何外形，例如NaCl是正立方体晶体，Na+离子与Cl-离子相间排列，每个Na+离子同时吸引6个Cl离子，每个Cl-离子同时吸引6个Na+。不同的离子晶体，离子的排列方式可能不同，形成的晶体类型也不一定相同。离子晶体中不存在分子，通常根据阴、阳离子的数目比，用化学式表示该物质的组成，如NaCl表示氯化钠晶体中Na+离子与Cl-离子个数比为1:1， CaCl2表示氯化钙晶体中Ca2+离子与Cl-离子个数比为1:2。　　
离子晶体是由阴、阳离子组成的，离子间的相互作用是较强烈的离子键。离子晶体的代表物主要是强碱和多数盐类。离子晶体的结构特点是：晶格上质点是阳离子和阴离子；晶格上质点间作用力是离子键，它比较牢固；晶体里只有阴、阳离子，没有分子。离子晶体的性质特点，一般主要有这几个方面：有较高的熔点和沸点，因为要使晶体熔化就要破坏离子键，离子键作用力较强大，所以要加热到较高温度。硬而脆。多数离子晶体易溶于水。离子晶体在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电 离子晶体熔沸点高低比较　　
离子所带电荷越高，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点越高。例如：Al2O3 > MgO > NaCl > CsCl