锡铅哪个金属性强?

2025-03-23 05:02:47
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关于锡和铅的金属性的探讨

从元素周期表的位置看,铅的金属性比锡强,而在金属活动性顺序里,铅反而排在锡的后面,为什么?

从金属结构看,铅的晶体结构与金属铜相似,为面心立方晶格。而在灰锡晶体中,锡原子的排布与金刚石相似,属于共价晶体类型,所以铅的金属性比锡强。在化学性质上,金属性可从它的氧化物的水化物的酸碱性强弱来比较,金属性强的,它的水化物的碱性较强,酸性较弱。锡和铅都能形成两类氢氧化物——R(OH)2和R(OH)4,这些氢氧化物都是两性的,但它们的酸性和碱性是有差别的。R(OH)2型氢氧化物的碱性,比相应的R(OH)4型的碱性要强一些,相反地,酸性却要弱一些,而且按Ge—Sn—Pb的顺序递变:

这也说明了铅的金属性比锡强。

金属活动性顺序是表示固态金属在水或酸溶液中置换出氢的能力大小的顺序,这种能力一般与金属在水溶液中的电极电位高低是一致的。金属的还原电位愈负,活动性愈大,在金属活动性顺序中的位置愈前。从标准电极电位来看,Sn/Sn2+的还原电位为-0.136V,Pb/Pb2+的还原电位为-0.126V,也就是说固态锡在水溶液中失去电子成为水合离子的趋势比铅的大一些。

金属在溶液中还原电位的大小主要和金属的升华能、电离能及水合能等因素有关。首先,金属晶体转化为气态金属原子,消耗的能量为升华能;第二步:金属原子失去2个电子转化成M2+离子,消耗的能量为第一、第二电离能的总和;第三步:气态的金属离子M2+水化成水合离子,放出的热量为水合能。锡和铅的升华能分别约为237kJ/mol及183kJ/mol,Sn和Pb的第一、第二电离能的总和分别为2118kJ/mol和2168kJ/mol,可见第一、第二两步Sn与Pb电离总消耗的能量约相等。但Sn2+、Pb2+的水合能分别为1565kJ/mol及1502kJ/mol,所以三步结合起来看,Sn比Pb在水溶液中形成二价水合阳离子趋势要大些。

必须指出:上面的讨论,仅就金属M转化成水化的M2+的过程的能量来说明,此外还有一些其它因素未考虑进去。