氧化鋁是離子化合物,還是共價化合物

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)

  傍晚,《數(shù)字世界報e教育》的夏編輯來電話,說是請教個問題:“氧化鋁是離子化合物,還是共價化合物?”
  
  “這不好說,氧化鋁有三種晶型——”我當時回道。
  
  “按中學的知識該是啥?”他又問。
  
  “是過渡型的吧,有離子化合物的成分,也有共價化合物的成分!
  
  “那如果是高考題,該怎么答題?”他追問。
  
  我說:“看題目信息吧,具體問題具體分析。”
  
  他聽了很高興,說:“就是您了,我想請你馬上就這個問題寫一篇文章,要結合高考的題目來分析。”
  
  原來,K12教學區(qū)化學論壇貼了張有意思的帖子,引起了熱氣騰騰的一場討論——“氧化鋁是離子化合物,還是共價化合物?”最終是公說公有理,婆說婆有理,落了個沒結論。敏銳的夏編輯一看是個好話題,便想讓我來做個終結版。
  
  我這才明白,自己惹上麻煩啦?蓜倯聛,不好打退堂鼓吧。便硬著頭皮向K12論壇而來。一看,里邊的討論果然熱乎,觀點嘛分成了三大門派——
  
  第一門派是“離子門”,他們認定“氧化鋁是離子化合物”,人數(shù)眾多,氣勢最盛,一副不容置疑的樣子,說出了三大理由:
  
 、俅蠖鄶(shù)的金屬氧化物均屬于離子化合物;
  
 、谘趸X熔融電解制金屬鋁,可知它熔融時電離出鋁離子、氧離子,非離子晶體莫屬;
  
 、鄄闀柪蠋煟颊f是“離子化合物”。
  
  此外,還用了一些超過中學知識的理由——電負性的差很大;三方晶系,六方緊密堆積結構等。雖說是一知半解,卻可以看出該派人強馬壯,彈藥充足。
  
  而且,他們更祭出了一招殺手锏——2000年上海高考題的標準答案。
  
  第二門派是“原子門”,人數(shù)不多,彈藥不足,更有個別人見勢不妙,中途叛逃,他們提出的理由是:
  
 、購奈锢硇再|看:硬度僅僅次于金剛石,可用作手表的軸承,熔點也非常的高,非原子晶體莫屬。
  
 、谟昧祟愅频恼校篘aCl是離子化合物,Na2O是離子化合物:AlCl3是共價化合物Al2O3肯定是共價化合物了。
  
  以上兩派爭得不可開交之際,“過渡門”的人來了,呵,他們的觀點與老夫卻有些相似(你們看過前文便知)。主要代表物是江西的“bird”,他的帖子我轉摘于下:
  
  氧化鋁有多種變體,其中最為人們所熟悉的是α型氧化鋁和γ型氧化鋁,二者均為白色無定形粉末。自然界存在的剛玉為α型氧化鋁,該晶體屬于六方緊密堆積構型,氧原子按六方緊密堆積方式排列,6個氧原子圍成一個八面體,在整個晶體中有三分之二的八面體孔穴為鋁原子所占據(jù)。由于這種緊密堆積結構,再加上晶體中鋁離子與氧離子之間的吸引力強,晶格能大,所以α型氧化鋁的熔點(2288K)和硬度(8.8)都很高。結論是:剛玉屬于離子晶體。
  
  γ型氧化鋁只在低溫條件下存在,強熱至1273K可轉化為α型氧化鋁,γ氧化鋁晶體屬于立方面心緊密堆積構型,鋁原子不規(guī)則地排列在由氧原子圍成的八面體和四面體孔穴中。還有一種為β型氧化鋁,有離子傳導能力(允許鈉離子通過)
  
  金屬鋁表面的氧化鋁薄膜為氧化鋁的另外一種變體。
  
  嚴格地說,氧化鋁屬于過渡型化合物,其主要為離子型而含部分共價型。
  
  應該說:這位網(wǎng)友說得蠻完整的,誠如這位網(wǎng)友所言:“氧化鋁屬于過渡型化合物”,但主要表現(xiàn)為共價性還是離子性呢?卻是眾說紛紜,并沒有形成定論——科學界向來提倡“百花齊放”,這是很正常的現(xiàn)象。其實,鋁在地殼中的含量相當高,主要以鋁硅酸鹽礦石存在,以鋁-氧共價鍵為其特征。這也正是氫氧化鋁兩性電離的原因。
  
  限于中學知識,這問題很難說清楚。不過,夏編輯盛情相邀,我也只好勉為其難了。還好,我看到許多同學用了“電負性”、“三方晶系”、“密堆積”、“八面體空隙”等術語,知道有許多同學通過化學競賽學了好多東西,對下面的講解便覺得有些信心了。
  
  有位“niutao989”網(wǎng)友的說法,不知大家注意到?jīng)]有——其實共價、離子沒有嚴格的界限,典型的離子晶體CsCl也只有92%的離子成分……;這便是問題的要害,共價鍵與離子鍵之間本并沒有絕對的區(qū)別。我曾看過外國的一些中學課本,里面對化學鍵的描述與我們的教科書完全不同——書中沒有極性鍵的概念,用“含有30%的離子鍵成分”等說法來表述。一般把“含有60%以上離子鍵成分”的化合物稱為離子化合物。還有一種理論則從另一角度來闡述這一問題——就是許多網(wǎng)友提到的“離子極化”,這一理論首先把化合物中的不同原子看成離子,然后陰、陽離子之間的互相作用使它們逐漸靠攏,甚至重疊為共價鍵。所以,離子化合物與共價化合物之間常常是——你中有我,我中有你。

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