很多同學在學習NCl3時,會有困惑:NCl3中N元素是+3價,水解後為什麼生成NH3?這個水解過程為什麼會發生變價?
這個困惑來源於一個錯誤的認知——水解就是物質的陽離子結合氫氧根而陰離子結合氫離子的過程。實際上,不同物質的水解反應的機理是不同的。
將Cl2緩緩通入NH4Cl溶液,就可以得到NCl3:
通過這個反應,也能看出,NCl3中的N為+3價。
NCl3幾乎不溶於水,但在水中可以緩慢地發生水解:
NCl3水解的關鍵是中心N原子有孤電子對,當H2O分子以其具有正電的H原子與中心N原子的孤電子對接近時,H原子通過N的孤電子對與其成鍵,得到中間體:
Cl原子將Cl—N成鍵電子對留給N原子(斷鍵),並利用Cl空出的這個軌道與O原子的孤電子對形成Cl—O健。這樣,就得到一個HClO分子,同時得到電中性的NHCl2。
NHCl2的中心N原子仍具有一孤電子對,當H2O分子的H原子與其接近時,依然會發生上述過程。
H原子繼續取代Cl原子,最終得到水解產物:1分子NH3和3分子HClO。
NCl3的N的電負性略小於Cl,顯+3價,NH3的中N的電負性大於H,顯−3價。可見,水解反應未必簡單的「正離子結合氫氧根而負離子結合氫離子」的過程。
根據NCl3的水解機理,你能試著分析SiCl4的水解機理嗎?
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