化学精彩问答--中国数字科技馆

Q

如何根据电负性判断共价键还是离子键？

A

　　化学键主要分为共价键，离子键以及金属键三类。

　　电负性是各元素的原子吸引电子能力的一种相对标度。某一元素的电负性数值越大，则说明其对电子的吸引能力越强。

　　当两原子成键时，通常认为：①当两元素的原子电负性差值小于 0.5时：此情况下两原子吸引电子的能力相近，可认为成键电子被平均分配给两个原子，两原子之间成非极性共价键。例如C-C键；C-H键等。②当两元素的原子电负性差值大于0.5，但小于1.7时：此情况下成键电子并不是被平均地分配给两个原子，电负性较大的元素的原子对成键电子的吸引较强。此时两原子之间成极性共价键。例如C-O键，O-H键等。③当两元素的原子电负性差值大于1.7时：此情况下两原子吸引电子的能力相差很大，成键原子几乎全部被电负性较大的元素的原子所占有。此时两原子之间成离子键（可认为是两个带电粒子之间静电力的作用）。需要说明的是，我们通过原子间电负性的差异把化学键分为以上三种类型，但它们之间并没有非常明显的边界（如0.5, 1.7），有些化学键的性质介于某两种类型之间，很难明确定义为某一种键。

　　（刘强清华大学）

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Q

什么是锶？

A

　　锶，原子序数38，原子量87.62。元素名来源它的发现地的地名。1790年克劳福德在苏格兰斯特朗申得铅矿中第一次识别了自然界存在的碳酸锶；1792年霍普证实并分离了钡、锶、钙的化合物；1808年戴维利用汞阴极电解氢氧化锶，第一次得到纯的金属锶，并命名。锶在地壳中的含量为0.02%，主要矿石为天青石和菱锶矿，锶也在动、植物中与钙共存。锶有四个天然同位素。锶是一种活泼金属，熔点769°C，沸点1384°C，锶能与水直接反应，与酸猛烈反应；锶与卤素、氧和硫都能迅速反应；锶在空气中会很快生成保护性氧化膜；锶在空气中加热会燃烧；在一定条件下可与氮、碳、氢直接化合；由于锶很活泼，应保存在煤油中。金属锶的实际应用很少；锶的挥发性盐在火焰中呈现红色，可用作焰火、照明灯和曳光弹的材料；放射性锶90可治疗骨癌。

　　（胡憾石清华大学）

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Q

为什么在核裂变反应中使用的是铀235元素，铀元素相较于其他重核元素有什么优点？

A

　　首先需要说明的是，核裂变反应的原料并非只有铀235，其它元素（或核素）也可以用于核裂变反应。对于军用核武器原子弹，可以采用钚239作为核裂变原料；对于民用核电站中的核裂变反应，也可以使用其它元素作为燃料，例如目前正在研究的第四代反应堆钍基熔盐堆采用钍232作为增殖燃料。

　　当然，铀元素相对于其它重核元素，在进行可控核裂变反应时确实具有一些优点。首先，铀235更容易被获取和操控，其在天然铀中即存在（占铀总量0.72%），只需要在利用前加以浓缩，而钚239却需要先通过核反应合成。其次，铀235的中子反应截面大，被中子轰击时容易发生核裂变反应，自然界的其它元素被中子轰击时则不易裂变或者裂变不能持续（发生链式增殖），无法作为核燃料使用。

　　（徐超清华大学）

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Q

元素周期表中，哪两种元素产生的化学反应最剧烈？

A

　　氟和钫的反应最为剧烈。这是因为氟和钫分别是与元素周期表中非金属性最强的元素和金属性最强的元素，两者的电负性差异最大，所以产生的化学反应最为剧烈。

　　（张如范清华大学）

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Q

以流行宇宙学的观点怎么解释地球的元素连续成表的问题？亦或是问火星的元素也和地球一样全吗？

A

　　地球上的元素在元素周期表中的按照原子序数连续成表是客观事实，因为在元素周期表中，不同元素中的质子数是按照整数逐个增加的。事实上在宇宙中，恒星“燃烧”，超新星爆发，以及放射性元素衰变后可以产生元素周期表中几乎所有的元素。所不同的一点在于，不同行星上的元素丰度是不一样的，元素本身无断层，但是不同环境下的元素分布却是因行星或者恒星本身而异。火星上所存在着的元素是否和地球一样丰富，目前还不得而知。

　　（胡憾石清华大学）

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