如何比较同一族或同一元素的水解能力

Question

如何比较同一族或同一元素的水解能力

Answer 1

金属离子水解能力的大小与离子所带电荷、离子半径和最外电子层结构有密切关系.
水解常数愈大,水解平衡反应向右进行的倾向愈大.ⅠA、ⅡA族具有惰气构型的阳离子（Be2+、Al3+等半径较小的离子除外）的水解能力都较小.他们的水解能力随着离子电荷的平方与离子半径的比值的增大而增大.Be2+、Mg2+、Al3+、Sc3+因离子半径很小,电荷高,离子周围的电场强度相当大,能促使水分子变形,乃至键断裂释放出氢离子.因为过渡金属具有非惰气构型的电子层结构,水解常数都较大,水解的结果是水溶液中H+浓度增大.从碱的电离情况可以知道,NaOH、KOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2等强碱中的阳离子在水中几乎不发生水解.
阴离子水解程度的大小可以从相应酸的电离常数进行推测.酸分子一般是极性分子,它的电离过程是与水分子相互吸引并争夺质子的过程.如果酸愈强,愈易失去质子,生成的水合酸根阴离子从水分子夺取质子的能力必然很弱；如果酸愈弱,则愈难失去质子,那么生成的水合酸根阴离子将愈容易从水分子中夺取质子,成为酸分子.因此,强酸的酸根阴离子,如Cl-、Br-、I-、NO3-、ClO4-、SO42-在水溶液中只以水合阴离子形式存在,不易从水合水分子中夺取质子而发生水解.而弱酸过中强酸根阴离子,如F-、CH3COO-、CO32-、S2-、PO43-、NO2-、CN-、HCO3-、HS-、HPO42-等均能从水合水分子中夺取氢离子而产生OH-,使溶液中OH-浓度增大而呈碱性.