碳酸钡分解温度
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书接上文：心得 | 学生说，这节讨论课让他颅内沸腾（上）
师：「既然原硅酸采取的是分子间脱水，那为什么和它属于同一族的原碳酸——碳原子上连四个羟基——却采取的是分子内脱水的呢？」
师：「XXX（生I，课代表）你能说说吗？」
生I：「碳酸里面碳原子是sp2杂化的，硅酸里面硅原子是sp3杂化的；碳原子和氧原子同一周期，半径相差不大，所以能形成稳定的π键；硅原子和氧原子半径相差大，所以不能形成稳定的π键」
师：「嗯，好，请坐。XXX（生I）说的大家想到了吗？碳原子和氧原子半径小，形成的σ键的键长短，两原子间的p轨道能够很好的重叠，可以形成较稳定的碳氧双键；硅原子和氧原子半径相差大，形成的σ键的键长较长，两原子间的p轨道有效重叠的部分小，不能行成稳定的双键。嗯，好，还有谁有其它想法么？」
生B：（急切的自己站起来说）「哎呀，老师你看么。碳原子半径小于硅原子，都是连接四个羟基，肯定是碳原子上的羟基更拥挤么；所以原碳酸还没有等到浓度增大，单个分子中碳原子上的羟基就着急分子内脱水，相比之下，硅原子上的羟基就不那么着急，就能等到浓度增大，然后分子间再脱水。对吧？」
师：「说完了吗？」
生B：「完了……吧」
师：「好，你坐。来来来，大家鼓掌。通俗易懂，我觉得我不需要补充了，相信大家都听懂了。」
（掌声……）
师：「好，如果我们综合一下XXX（生I）和XXX（生B）他们两人的观点。就不难看出，XXX（生B）分析的是脱水前的原酸分子的结构特点——原碳酸相比于原硅酸，分子中的羟基之间更拥挤，相互排斥力更大，也就是说原碳酸分子的相对能量更高，更不稳定，脱水的欲望更加迫切；XXX（生I）是从分子内脱水之后的形成的分子的结构特点分析的——碳酸相比于‘分子内脱水的硅酸’，形成的碳氧双键更稳定，形成的碳酸分子的相对能量应该更低。这样一来，我们就发现，从能量角度上看，的确原碳酸分子内脱水的趋势是大于原硅酸的。」
师：「至此，我们应当可以理解，原碳酸与原硅酸脱水方式的不同，根本上是能量因素和溶剂分子位阻的空间因素所共同作用下的结果，这样的综合因素对产物具有选择性。」
师：「好，如果这个问题理解了，我们继续思考，那么上图所示的‘原磷酸’、‘原硫酸’、‘原氯酸’它们又会倾向于哪种脱水方式呢？」
生J（小声嘀咕）：「应该是分子内脱水吧？」
师：「来，你说说。」
生J：「emm……我觉得是分子内脱水，因为硅、磷、硫、氯么，磷、硫、氯的半径都比硅原子更小，那么和碳一样，都应该是更着急的想要脱水，而且它们一个比一个更着急，因为前面说阳离子电荷越高半径越小。」
师：「好，请坐。就是这样，（PPT展示）原磷酸、原硅酸、原氯酸更加的倾向于分子内脱水，而且脱水的分子数也有增加的趋势。」
师：「这样，我们就得到了我们熟悉的硅酸、磷酸、硫酸和高氯酸的结构了。下面请同学们再思考，结合你学过的结构的知识，分析一下为什么从硅酸到高氯酸的酸性是依次增强的呢？开始讨论。」
（小组讨论时间，我已经快没气咽换了。。。）
师：「来，你们谁想好了就自己站起来说，我不叫了（有学生举手）来，你说。」
生K（与生B同组）：「因为从硅酸到高氯酸，非羟基氧原子依次增多，所以它们的酸性增强。」
师：「好的，你是用的Pauling的经验规则，从非羟基氧原子数目分析的，我追问一句，那你能再说说为什么非羟基氧原子数目越多酸性就越强啊？」
生K：「这个……老师，你让他说（指生B）……」
师：「来，你同组人让你救场呢，你怎么看这个问题」
生B：「（尴尬……）因为非羟基氧原子数越多，中心离子的正电性就越高，对羟基氧原子上电子的吸引力就越强，又因为非羟基氧原子数越多同时羟基的数目就越少，因此在非羟基氧原子数越多的分子中单个的羟基氧原子受到的引力就越大，导致羟基的氢氧键的极性就越强，那个氢就越容易掉下来。」
师：「非常好！来，（指生K）你听懂了么？」
生K：「懂了。」
师：「来，那你别急。既然懂了啊，那请你运用同样的原理，给大家分析一下氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝它们的碱性为什么依次减弱吗？」
生K：「emm……钠、镁、铝，它们的半径依次减小，它们都没有非羟基氧原子，但是中心离子的正电荷增大，对羟基氧上的电子吸引能力更强，所以羟基的氢氧键的极性就越强，所以酸性……增强……」（犹豫……）
师：「噢，你说的是从氢氧化钠到氢氧化铝，它们的酸性增强。可我问的是它们的碱性为什么依次减弱啊！」
生K：「emm……」
师：「好，请坐。时间关系，我就直接说了。很好理解，请看，金属氢氧化物的电离方式无非以下两种，若从M—O键断裂，发生碱式电离；若从O—H键断裂，发生酸式电离。因此，从哪个键断裂，就取决于Mn+和H+对O的争夺能力。」
师：「如果联系金属离子的半径和电荷数，我们不难发现，金属离子的电荷越高、半径越小就使得金属离子对电子的吸引能力越强，这样的话金属离子就具有对氧较强的争夺能力，增强了羟基氢氧键的极性，酸式电离的趋势就大一些；金属离子的电荷越小、半径越大就使得金属离子对电子的吸引能力不那么强，这样的话金属离子对氧的争夺能力就不如H+，H+对氧的争夺能力更强，就使得碱式电离的趋势增大。简短截说，金属离子对氧的争夺能力与阳离子的价态呈正比，与离子半径呈反比。」
师：「实际上，这个问题我们已经早早的都学过了。大家可以想一想在选修3当中我们学过碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡的分解温度为什么递增？在选修4当中钠离子、镁离子、铝离子的水解趋势为什么递增？今天我们又分析了同周期元素最高价氧化物水化物从左到右，酸性增强碱性递减的原因。其实这些看似不相干的，分散在不同模块中的知识它们的“根”原来都是在一起的。因此在我们的高三一年的复习过程中，不是说仅仅把过去学过的东西再从头来一遍，也不是说刷多少多少的题就行了。而是我们要在复习的过程中，把以前人为割裂的知识，把看似不相干的知识找到它们背后的“理”，把它们相互联系、整合到一起，才能真正的实现我们“把书读薄”的过程。也才能最终获得举一反三的能力。」
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