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(dāng)時回道。
“按中學(xué)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(jié)合高考的題目來分析!
原來,K12教學(xué)區(qū)化學(xué)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(jié)論。敏銳的夏編輯一看是個好話題,便想讓我來做個終結(jié)版。
我這才明白,自己惹上麻煩啦?蓜倯(yīng)下來,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(diǎn)嘛分成了三大門派——
第一門派是“離子門”,他們認(rèn)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:
①大多數(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、問老師,都說是“離子化合物”。
此外,還用了一些超過中學(xué)知識的理由——電負(fù)性的差很大;三方晶系,六方緊密堆積結(jié)構(gòu)等。雖說是一知半解,卻可以看出該派人強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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:
①從物理性質(zhì)看:硬度僅僅次于金剛石,可用作手表的軸承,熔點(diǎn)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(diǎn)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(zhuǎn)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(gòu)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(jié)構(gòu),再加上晶體中鋁離子與氧離子之間的吸引力強(qiáng),晶格能大,所以α型氧化鋁的熔點(diǎn)(2288K)和硬度(8.8)都很高。結(jié)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(qiáng)熱至1273K可轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁,γ氧化鋁晶體屬于立方面心緊密堆積構(gòu)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(dǎo)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(yán)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(yīng)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(xué)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(dāng)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(xué)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(xué)用了“電負(fù)性”、“三方晶系”、“密堆積”、“八面體空隙”等術(shù)語,知道有許多同學(xué)通過化學(xué)競賽學(xué)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(yán)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(xué)課本,里面對化學(xué)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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