ما برای امتحان شیمی آماده می شویم. ترکیبات اکسیژن و هیدروژن غیر فلزات. شرح مختصری از خواص آنها خواص اسیدی ترکیبات هیدروژنی در سری افزایش می یابد

خواص اسیدی آنهایی هستند که در یک محیط معین بیشتر آشکار می شوند. طیف کاملی از آنها وجود دارد. لازم است بتوان خواص اسیدی الکل ها و سایر ترکیبات را نه تنها برای تعیین محتوای محیط مربوطه در آنها تعیین کرد. این برای شناخت ماده مورد مطالعه نیز مهم است.

آزمایش های زیادی برای خواص اسیدی وجود دارد. ابتدایی ترین آنها غوطه ور شدن در ماده یک نشانگر - کاغذ تورنسل است که با صورتی یا قرمز شدن به محتوای هیدروژن واکنش نشان می دهد. علاوه بر این، رنگ اشباع تر، اسید قوی تری را نشان می دهد. و بالعکس.

خواص اسیدی با افزایش شعاع یون های منفی و در نتیجه اتم افزایش می یابد. این امر حذف آسانتر ذرات هیدروژن را تضمین می کند. این کیفیت از ویژگی های اسیدهای قوی است.

مشخص ترین خواص اسیدی وجود دارد. این شامل:

تفکیک (حذف کاتیون هیدروژن)؛

تجزیه (تشکیل آب تحت تأثیر دما و اکسیژن)؛

برهمکنش با هیدروکسیدها (در نتیجه تشکیل آب و نمک)؛

تعامل با اکسیدها (در نتیجه نمک و آب نیز تشکیل می شود).

برهمکنش با فلزات قبل از هیدروژن در سری فعالیت (نمک و آب تشکیل می شوند، گاهی اوقات با آزاد شدن گاز).

تعامل با نمک ها (فقط در صورتی که اسید قوی تر از اسیدی باشد که نمک را تشکیل داده است).

شیمیدانان اغلب مجبورند اسیدهای خود را تولید کنند. دو راه برای حذف آنها وجود دارد. یکی از آنها مخلوط کردن اکسید اسید با آب است. این روش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. و دومی برهمکنش یک اسید قوی با نمک اسید ضعیفتر است. تا حدودی کمتر استفاده می شود.

مشخص است که خواص اسیدی در بسیاری از آنها آشکار می شود. آنها می توانند کم و بیش بسته به K بیان شوند.

الکل ها - نمک الکل ها - می توانند تحت تأثیر آب هیدرولیز شوند و الکل را با هیدروکسید فلز آزاد کنند. این ثابت می کند که خواص اسیدی این مواد ضعیف تر از آب است. در نتیجه، محیط در آنها با شدت بیشتری بیان می شود.

خواص اسیدی فنل به دلیل افزایش قطبیت ترکیب OH بسیار قوی تر است. بنابراین این ماده می تواند با هیدروکسیدهای قلیایی خاکی و فلزات قلیایی نیز واکنش دهد. در نتیجه، نمک ها - فنولات ها تشکیل می شوند. برای شناسایی فنل، استفاده از (III) که در آن ماده رنگ آبی مایل به بنفش پیدا می کند، مؤثرتر است.

بنابراین، خواص اسیدی در ترکیبات مختلف خود را به یک شکل، اما با شدت های مختلف نشان می دهد که به ساختار هسته ها و قطبیت پیوندهای هیدروژنی بستگی دارد. آنها به تعیین محیط یک ماده و ترکیب آن کمک می کنند. در کنار این خواص، موارد اساسی نیز وجود دارد که با ضعیف شدن اولی افزایش می یابد.

همه این ویژگی ها در بیشتر مواد پیچیده ظاهر می شوند و بخش مهمی از دنیای اطراف ما را تشکیل می دهند. از این گذشته ، از طریق آنها است که بسیاری از فرآیندها نه تنها در طبیعت ، بلکه در موجودات زنده نیز اتفاق می افتد. بنابراین، خواص اسیدی بسیار مهم است، بدون آنها، زندگی بر روی زمین غیرممکن خواهد بود.

فرمولاسیون مدرن قانون دوره ای : خواص مواد ساده و همچنین شکل ها و خواص ترکیبات عناصر به صورت دوره ای به بزرگی بار هسته اتم های آنها (عدد ترتیبی) بستگی دارد.

خواص تناوبی، به عنوان مثال، شعاع اتمی، انرژی یونیزاسیون، میل ترکیبی الکترون، الکترونگاتیوی اتم، و همچنین برخی از خواص فیزیکی عناصر و ترکیبات (نقاط ذوب و جوش، هدایت الکتریکی و غیره) است.

بیان قانون تناوبی است

جدول تناوبی عناصر .

رایج ترین نسخه شکل کوتاه جدول تناوبی است که در آن عناصر به 7 دوره و 8 گروه تقسیم می شوند.

در حال حاضر هسته اتم های عناصر تا شماره 118 به دست آمده است. نام عنصر با شماره سریال 104 روترفوردیوم (Rf)، 105 - دوبنیوم (Db)، 106 - دریایی (Sg)، 107 - بوریم (Bh) است. ، 108 - هاسیوم (Hs ), 109 – meitnerium ( Mt)، 110 - دارمستادیم (Ds)، 111 - رونتژنیوم (Rg)، 112 - کوپرنیسیم (Cn).
در 24 اکتبر 2012، در مسکو، در خانه مرکزی دانشمندان آکادمی علوم روسیه، مراسم بزرگی برای اختصاص نام "flerovium" (Fl) به عنصر 114 و "livermorium" (Lv) برگزار شد. عنصر 116

دوره های 1، 2، 3، 4، 5، 6 به ترتیب شامل 2، 8، 8، 18، 18، 32 عنصر هستند. دوره هفتم تکمیل نشده است. دوره های 1، 2 و 3 نامیده می شوند کم اهمیت،بقیه - بزرگ.

در دوره‌های چپ به راست، خواص فلزی به تدریج ضعیف می‌شود و خواص غیرفلزی افزایش می‌یابد، زیرا با افزایش بار مثبت هسته‌های اتمی، تعداد الکترون‌ها در لایه الکترونیکی بیرونی افزایش می‌یابد و کاهش شعاع اتمی مشاهده می‌شود.

در انتهای جدول 14 لانتانید و 14 اکتینید قرار دارند. اخیراً لانتانیم و اکتینیم به ترتیب به عنوان لانتانیدها و اکتینیدها طبقه بندی شده اند.

گروه ها به زیر گروه ها تقسیم می شوند - اصلی ها،یا زیر گروه های A و اثرات جانبی،یا زیر گروه B. زیر گروه هشتم ب – خاص، شامل سه گانهعناصری که خانواده آهن (Fe، Co، Ni) و فلزات پلاتین (Ru، Rh، Pd، Os، Ir، Pt) را تشکیل می دهند.

از بالا به پایین در زیرگروه های اصلی، خواص فلزی افزایش یافته و خواص غیرفلزی ضعیف می شود.

شماره گروه معمولاً تعداد الکترون هایی را نشان می دهد که می توانند در تشکیل پیوندهای شیمیایی شرکت کنند. این معنای فیزیکی شماره گروه است. عناصر زیرگروه های جانبی نه تنها در لایه های بیرونی، بلکه در لایه های ماقبل آخر نیز دارای الکترون های ظرفیت هستند. این تفاوت اصلی در خواص عناصر زیرگروه اصلی و فرعی است.

جدول تناوبی و فرمول های الکترونیکی اتم ها

برای پیش بینی و توضیح خواص عناصر، باید بتوانید فرمول الکترونیکی یک اتم را بنویسید.

در یک اتم واقع شده است در شرایط زمین، هر الکترون یک اوربیتال خالی با کمترین انرژی را اشغال می کند. حالت انرژی در درجه اول توسط دما تعیین می شود. دمای سطح سیاره ما به گونه ای است که اتم ها در حالت پایه قرار دارند. در دماهای بالا حالت های دیگر اتم ها که نامیده می شوند برانگیخته.

ترتیب ترتیب سطوح انرژی به ترتیب افزایش انرژی از نتایج حل معادله شرودینگر مشخص می شود:

1s< 2s < 2p < 3s < Зр < 4s 3d < 4p < 5s 4d < 5p < 6s 5d 4f < 6p.

بیایید پیکربندی الکترونیکی اتم های برخی از عناصر دوره چهارم را در نظر بگیریم (شکل 6.1).



برنج. 6.1. توزیع الکترون ها بر روی اوربیتال های برخی از عناصر دوره چهارم

لازم به ذکر است که در ساختار الکترونیکی اتم های عناصر دوره چهارم ویژگی هایی وجود دارد: اتم های کروم و سی دارای u در 4 هستند. س-پوسته شامل دو الکترون نیست، بلکه یک الکترون دارد، یعنی. "شکست" خارجیس -الکترون به قبلی d-shell.

فرمول های الکترونیکی 24 اتم کروم و 29 مس را می توان به صورت زیر نشان داد:

24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3 P 6 3d 5 4s 1,

29 مس 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

دلیل فیزیکی "نقض" ترتیب پر شدن با توانایی نفوذ متفاوت الکترون ها به لایه های داخلی و همچنین پایداری ویژه پیکربندی های الکترونیکی d 5 و d 10، f 7 و f 14 مرتبط است.

همه عناصر به چهار نوع تقسیم می شوند

:

1. در اتم عناصر sپر شده در s - پوسته لایه بیرونی ns . اینها دو عنصر اول هر دوره هستند.

2. در اتم ها عناصر pالکترون ها پوسته های p سطح np بیرونی را پر می کنند . اینها شامل 6 عنصر آخر هر دوره (به جز دوره اول و هفتم) است.

3. U عناصر dپر از الکترون د -سطح فرعی دومین سطح خارجی ( n-1)d . اینها عناصری از دهه های میانی دوره های بزرگی هستند که بین آنها واقع شده اندعناصر s و p

4. U عناصر f پر از الکترون f -سطح فرعی سومین سطح خارجی ( n-2)f . اینها لانتانیدها و اکتینیدها هستند.

تغییرات در خواص اسید-باز ترکیبات عنصر بر اساس گروه ها و دوره های سیستم تناوبی
(نمودار کوسل)

کوسل (آلمان، 1923) برای توضیح ماهیت تغییر در خواص اسید-باز ترکیبات عناصر، با استفاده از یک طرح ساده مبتنی بر این فرض که یک پیوند یونی خالص در مولکول‌ها وجود دارد و برهمکنش کولنی بین آن‌ها انجام می‌شود، پیشنهاد کرد. یون ها طرح Kossel خواص اسید-باز ترکیبات حاوی پیوندهای E-H و E-O-H را بسته به بار هسته و شعاع عنصر تشکیل دهنده آنها توصیف می کند.

نمودار کوسل برای دو هیدروکسید فلزی (برای مولکول های LiOH و KOH ) در شکل نشان داده شده است. 6.2. همانطور که از نمودار ارائه شده مشاهده می شود، شعاع یون لی + کمتر از شعاع یونی K+ و OH گروه - - محکم تر از یون پتاسیم به یون لیتیوم پیوند دارد. در نتیجه تفکیک KOH در محلول آسانتر خواهد بود و خواص اساسی هیدروکسید پتاسیم بارزتر خواهد بود.



برنج. 6.2. نمودار کوسل برای مولکول های LiOH و KOH

به روشی مشابه، می توانید طرح کوسل را برای دو پایه CuOH و Cu(OH) 2 تجزیه و تحلیل کنید. . از آنجایی که شعاع یون مس است 2+ کمتر، و بار بیشتر از بار یون است Cu+، OH - - گروه توسط یون Cu 2+ محکمتر نگه داشته می شود .
در نتیجه، پایه Cu(OH)2 ضعیف تر از CuOH.

بدین ترتیب، با افزایش شعاع کاتیون، استحکام پایه ها افزایش می یابد و بار مثبت آن کاهش می یابد .

نمودار Kossel برای دو اسید بدون اکسیژن HCl و HI در شکل نشان داده شده است. 6.3.



برنج. 6.3. نمودار کوسل برای مولکول های HCl و HI

از آنجایی که شعاع یون کلرید کوچکتر از یون یدید است، یون H+ قویتر به آنیون موجود در مولکول اسید کلریدریک متصل است که ضعیفتر از اسید هیدرویدیک خواهد بود. بنابراین، قدرت اسیدهای آنوکسیک با افزایش شعاع یون منفی افزایش می یابد.

قدرت اسیدهای حاوی اکسیژن برعکس تغییر می کند. با کاهش شعاع یون و افزایش بار مثبت آن افزایش می یابد. در شکل شکل 6.4 نمودار کوسل را برای دو اسید HClO و HClO 4 نشان می دهد.



برنج. 6.4. نمودار کوسل برای HClO و HClO 4

یون C1 7+ محکم به یون اکسیژن متصل است، بنابراین پروتون به راحتی در مولکول HC1O تجزیه می شود. 4 . در همان زمان، پیوند یون C1+ با یون O 2- استحکام کمتری دارد و در مولکول HC1O، پروتون با قدرت بیشتری توسط آنیون O حفظ می شود. 2- . در نتیجه HClO 4 اسید قوی تر از HClO.

بدین ترتیب، افزایش در حالت اکسیداسیون یک عنصر و کاهش شعاع یون عنصر، ماهیت اسیدی ماده را افزایش می دهد. در مقابل، کاهش در حالت اکسیداسیون و افزایش شعاع یونی باعث افزایش خواص اساسی مواد می شود.

نمونه هایی از حل مسئله

فرمول های الکترونیکی اتم و یون زیرکونیوم را بنویسید O 2–، Al 3+، Zn 2+ . تعیین کنید که اتم های Zr، O، Zn، Al متعلق به چه نوع عناصری هستند.

40 Zr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4P 6 4d 2 5s 2

O 2– 1s 2 2s 2 2p 6,

Zn 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10

Al 3+ 1s 2 2s 2 2p 6,

Zr – d-element، O – p-element، Zn – d-element، Al – p-element.

اتم های عناصر را به ترتیب افزایش انرژی یونیزاسیون آنها ترتیب دهید: K، Mg، Be، Ca. پاسخ را توجیه کنید.

راه حل. انرژی یونیزاسیون- انرژی لازم برای حذف یک الکترون از اتم در حالت پایه. در دوره از چپ به راست، انرژی یونیزاسیون با افزایش بار هسته ای افزایش می یابد؛ در زیرگروه های اصلی از بالا به پایین با افزایش فاصله الکترون تا هسته کاهش می یابد.

بنابراین انرژی یونیزاسیون اتم های این عناصر در سری های K، Ca، Mg، Be افزایش می یابد.

اتم‌ها و یون‌ها را به ترتیب افزایش شعاع‌هایشان مرتب کنید: Ca2+، Ar، Cl –، K+، S2– . پاسخ را توجیه کنید.

راه حل. برای یون‌های حاوی همان تعداد الکترون (یون‌های ایزوالکترونیک)، شعاع یون با کاهش بار مثبت و افزایش بار منفی آن افزایش می‌یابد. در نتیجه، شعاع به ترتیب Ca2+، K+، Ar، Cl –، S2– افزایش می‌یابد.

نحوه تغییر شعاع یون ها و اتم ها در سری های Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + را تعیین کنید و Na، Mg، Al، Si، P، S.

راه حل. در سری Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + شعاع یون ها با افزایش تعداد لایه های الکترونیکی یون های یک علامت با ساختار الکترونیکی مشابه افزایش می یابد.

در سری Na، Mg، Al، Si، P، S، شعاع اتم ها کاهش می یابد، زیرا با همان تعداد لایه های الکترونی در اتم ها، بار هسته افزایش می یابد و بنابراین، جاذبه الکترون ها توسط هسته افزایش می یابد

قدرت اسیدهای H 2 SO 3 و H 2 SeO 3 و بازهای Fe(OH) 2 و Fe(OH) 3 را مقایسه کنید.

راه حل. طبق طرح Kossel H 2 SO 3 اسید قوی تر از H 2 SeO 3 ، از شعاع یون SE 4+ بزرگتر از شعاع یون S 4+ که به معنی پیوند S 4+ – O 2 – است قوی تر از پیوند است Se 4+ – O 2– .

طبق طرح Kossel Fe(OH)

2 پایه قوی تر از شعاع یون Fe 2+ بیشتر از یون Fe 3+ . علاوه بر این، بار یون آهن 3+ از یون آهن بیشتر است 2+ . در نتیجه پیوند Fe 3+ – О 2– قوی تر از Fe است 2+ – O 2 – و ION – تجزیه در یک مولکول آسان تر است Fe(OH)2.

مشکلاتی که باید مستقل حل شوند

6.1.فرمول های الکترونیکی برای عناصر با بار هسته ای 19+، 47+، 33+ و آنهایی که در حالت پایه هستند بنویسید. مشخص کنید که به چه نوع عناصری تعلق دارند. عنصری با بار هسته ای +33 مشخصه کدام حالت های اکسیداسیون است؟




6.2.فرمول الکترونیکی یون کلر را بنویسید – .

خواص عمومی کلاس های اصلی ترکیبات معدنی. شرایط برای وقوع "واکنش های مبادله".

1. خواص اسیدی-بازی ترکیبات هیدروژنی

آ)در مورد توانایی آب برای خودیونیزاسیون (معادله KW) نظر دهید. بر اساس ساختار مولکول ها (قطبی شدن آنها)، الگوهای تغییرات حلالیت در آب و خواص اسید-باز محلول های مربوطه متان (CH4)، آمونیاک (NH3)، هیدروژن فلوراید (HF) و کلرید هیدروژن را توضیح دهید. (HCl). معادلات لازم را بسازید.

ب)با استفاده از مفهوم اثر پلاریزه کننده کاتیون ها بر روی پیوند H-O و همچنین با در نظر گرفتن تعداد گروه های هیدروکسو، الگوی تغییرات در خواص اسید-باز هیدروکسیدهای LiOH-Be(OH) 2-H 3 را توضیح دهید. BO 3 -H 2 CO 3 - HNO 3 - H 3 PO 4 - H 2 SO 4 - (H 2 SeO 4 ) - HClO 4. معادلات تفکیک برای مواد پیشنهادی ایجاد کنید.

2. اجباری و اختیاری(از جمله موارد خاص) واکنش اسیدها و بازها.

آ)محلول های 20% اسیدهای نیتریک، سولفوریک و استیک با کدام یک از مواد (محلول) زیر می توانند واکنش دهند: محلول های KOH، NH 3، H2S; روی (OH)2، H3PO2; BaCl 2 و کریستالی مس, Ca 3 (PO 4) 2 .

ب)محلول های 20% هیدروکسید پتاسیم و آمونیاک با کدام یک از مواد (محلول) زیر می توانند واکنش دهند: محلول های H 2 SO 4، CH 3 COOH. Zn(OH)2, Al(OH) 3 ; MgCl 2 و کریستالی Ag2O, AgCl.

در هر دو نسخه آزمایش، فرمول مواد به صورت پررنگ برجسته شده است که تعامل با آنها مستلزم نوشتن معادلات غیر واضح است.

کار فقط شامل یک بحث نظری است، اما ... معادلات واکنش باید از قبل فکر و نوشته شوند، از جمله به شکل یونی.

3. شرایط واکنش های تبادلی با نمک ها.

چه واکنش های تبادلی را می توان با استفاده از معرف های پیشنهادی انجام داد: محلول های رقیق MnSO4, Ba(NO3)2, اشباع شده راه حل SrSO 4، کریستالی CuSو FeSو همچنین محلول های غلیظ HCl، CO 2 و NH 3. امکان انجام واکنش هایی که نیاز به مشارکت نمک دارند را در نظر بگیرید. پیشنهادات خود را با محاسبه ثابت های تعادل مبادله ای مربوطه توجیه کنید. علائم احتمالی واکنش را در نظر بگیرید.

باید در نظر داشت که اگر از موادی که به قدری در آب محلول هستند (در این مورد CuS و FeS) به عنوان یک معرف استفاده شود، واکنش های مربوط به آنها لزوماً باید با انحلال همراه باشد، یعنی. محصولات چنین واکنش هایی نباید خود بارندگی ایجاد کنند. برای مثال، فکر کردن به واکنش FeS ↓ و H 2 CO 3 به امید به دست آوردن رسوب FeCO 3 بی سواد است.

واکنش ها با ثروتمند راه حل SrSO 4 پیشنهاد استفاده ازمحلول روی رسوبو نه خود رسوب.

4. وابستگی pH محلول ها به ترکیب نمک ها.

تعیین قابلیت هیدرولیز یون های نمک های پیشنهادی (NH 4 NO 3 ، KCl ، CH 3 COONa ، Na 2 CO 3 ، AlCl 3 ، CH 3 COONH 4 ) ،

· معادلاتی برای هیدرولیز یک یون ایجاد کنید (یون ها، اگر هم کاتیون و هم آنیون نمک در هیدرولیز نقش داشته باشند). محاسبه ثابت هیدرولیز ( به جی (Al 3+) برابر با ~10 -5) بگیرید.

یک معادله به شکل مولکولی بنویسید

(یک معادله مولکولی بر اساس واکنش یونی غالب ایجاد کنید ).

· نمک ها را به ترتیب افزایش قابلیت هیدرولیز بودن بچینید.

آزمایش هیدرولیزپذیری به صورت تجربی برای انجام این کار، ~1 میلی لیتر از محلول مربوطه را در یک لوله آزمایش تمیز بریزید، یک میله شیشه ای را در این محلول مرطوب کنید و محلول را روی کاغذ نشانگر قرار دهید. از مقیاس رنگ برای تخمین مقدار PH تقریبی محلول استفاده کنید. چرا در دو مورد pH با یک محیط خنثی مطابقت دارد؟

5. محیط در محلول های نمک های متوسط ​​و اسیدی.

معادلات واکنش‌های یونی غالبی را بنویسید که محیط را در محلول‌های فسفات ارتو-، هیدرو- و دی هیدروژن پتاسیم (K 3 PO 4، K 2 HPO 4، KN 2 PO 4 ) تحت تأثیر قرار می‌دهند. باید در نظر داشت که در محلول های نمک های اسیدی، علاوه بر واکنش های هیدرولیز، تجزیه آنیون های H 2 PO 4 ‒ و HPO 4 2 ‒ نیز صورت می گیرد. محیط توسط واکنش غالب تعیین خواهد شد. ثابت های واکنش های رقیب هیدرولیز و تفکیک آنیون ها را با هم مقایسه کنید و در مورد pH (بیشتر یا کمتر از 7) نتیجه بگیرید. نتایج تجزیه و تحلیل اولیه را با مقدار pH واقعی مقایسه کنید (با استفاده از یک شاخص جهانی تعیین کنید).

داده های مرجع برای آماده سازی آزمایش های 3، 4، 5

3. قانون تناوبی و سیستم تناوبی عناصر شیمیایی

3.4. تغییرات دوره ای در خواص مواد

خواص زیر مواد ساده و پیچیده به طور دوره ای تغییر می کند:

• ساختار مواد ساده (در ابتدا غیر مولکولی، به عنوان مثال از Li تا C، و سپس مولکولی: N 2 - Ne)؛
• دمای ذوب و جوش مواد ساده: هنگام حرکت از چپ به راست در طول دوره، t pl و t bp در ابتدا به طور کلی افزایش می یابد (الماس نسوزترین ماده است) و سپس کاهش می یابد که با تغییر در ساختار مواد ساده (به بالا مراجعه کنید).
• خواص فلزی و غیرفلزی مواد ساده در طول دوره، با افزایش Z، توانایی اتم ها برای رها کردن الکترون کاهش می یابد (E و افزایش می یابد)، بر این اساس، خواص فلزی مواد ساده ضعیف می شود (خواص غیرفلزی افزایش می یابد، زیرا میانگین E اتم ها افزایش می یابد). از بالا به پایین در گروه A، برعکس، خواص فلزی مواد ساده افزایش می یابد و خواص غیرفلزی ضعیف می شود.
• ترکیب و خواص اسید-باز اکسیدها و هیدروکسیدها (جدول 3.1-3.2).

جدول 3.1

ترکیب اکسیدهای بالاتر و ساده ترین ترکیبات هیدروژنی عناصر گروه A

همانطور که از جدول مشخص است. 3.1، ترکیب اکسیدهای بالاتر به آرامی مطابق با افزایش تدریجی کووالانسی (وضعیت اکسیداسیون) اتم تغییر می کند.

با افزایش بار هسته اتم در یک دوره، خواص اساسی اکسیدها و هیدروکسیدها ضعیف شده و خواص اسیدی افزایش می یابد. انتقال از اکسیدها و هیدروکسیدهای بازی به اسیدی در هر دوره به تدریج و از طریق اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها انجام می شود. به عنوان مثال در جدول شکل 3.2 تغییر در خواص اکسیدها و هیدروکسیدهای عناصر دوره سوم را نشان می دهد.

جدول 3.2

اکسیدها و هیدروکسیدهای تشکیل شده توسط عناصر دوره سوم و طبقه بندی آنها

در گروه A، با افزایش بار هسته اتم، خواص اساسی اکسیدها و هیدروکسیدها افزایش می یابد. به عنوان مثال، برای گروه IIA ما داریم:

1. BeO, Be(OH) 2 - آمفوتریک (خواص ضعیف بازی و اسیدی).

2. MgO, Mg(OH) 2 - خواص ضعیف و اساسی.

3. CaO, Ca(OH) 2 - خواص اساسی برجسته (قلیا).

4. SrO، Sr(OH) 2 - خواص اساسی تلفظ (قلیاها).

5. BaO, Ba(OH) 2 - خواص اساسی برجسته (قلیا).

6. RaO, Ra(OH) 2 - خواص اساسی برجسته (قلیاها).

همین روند را می توان برای عناصر گروه های دیگر ردیابی کرد (برای ترکیب و خواص اسید-باز ترکیبات هیدروژنی دوتایی، جدول 3.1 را ببینید). به طور کلی، با افزایش عدد اتمی در طول دوره، خواص اساسی ترکیبات هیدروژنی ضعیف می‌شود و خواص اسیدی محلول‌های آنها افزایش می‌یابد: هیدرید سدیم در آب حل می‌شود و قلیایی تشکیل می‌دهد:

NaH + H 2 O = NaOH + H 2،

و محلول های آبی H 2 S و HCl اسید هستند که اسید کلریدریک قوی تر است.

1. در گروه A با افزایش بار هسته اتم، قدرت اسیدهای بدون اکسیژن نیز افزایش می یابد.

2. در ترکیبات هیدروژن، تعداد اتم های هیدروژن در یک مولکول (یا واحد فرمول) ابتدا از 1 به 4 افزایش می یابد (گروه های IA-IVA)، و سپس از 4 به 1 کاهش می یابد (گروه های IVA-VIIA).

3. فرار (گاز) در شرایط محیطی. فقط ترکیبات هیدروژنی عناصر گروه IVA-VIIA (به جز H 2 O و HF) هستند.

روند توصیف شده در تغییرات در خواص اتم های عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها در جدول خلاصه شده است. 3.3

جدول 3.3

تغییر در خواص اتم های عناصر و ترکیبات آنها با افزایش بار هسته اتم

مثال 3.3. فرمول اکسید را با مشخص ترین خواص اسیدی مشخص کنید:

راه حل. خواص اسیدی اکسیدها در طول دوره از چپ به راست افزایش می یابد و در گروه A از بالا به پایین ضعیف می شود. با در نظر گرفتن این موضوع، به این نتیجه می رسیم که خواص اسیدی در اکسید Cl 2 O 7 بارزتر است.

پاسخ: 4).

مثال 3.4. آنیون عنصر E2- دارای پیکربندی الکترونیکی یک اتم آرگون است. فرمول بالاترین اکسید اتم یک عنصر را مشخص کنید:

راه حل. پیکربندی الکترونیکی اتم آرگون 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 است، بنابراین پیکربندی الکترونیکی اتم E (اتم E حاوی 2 الکترون کمتر از یون E2- است) 1s 2 2s 2 2p 6 3s است. 2 3p 4 که مربوط به اتم گوگرد است. عنصر گوگرد در گروه VIA قرار دارد که فرمول بالاترین اکسید عناصر این گروه EO 3 است.

پاسخ 1).

مثال 3.5. نماد عنصری را که اتم آن دارای سه لایه الکترونی است و یک ترکیب فرار (v.u.) از ترکیب EN 2 (H 2 E) تشکیل می دهد را نشان دهید:

راه حل. ترکیبات هیدروژنی از ترکیب EN 2 (H 2 E) اتم های عناصر گروه های IIA و VIA را تشکیل می دهند، اما در شرایط صفر فرار هستند. ترکیباتی از عناصر گروه VIA هستند که شامل گوگرد است.

پاسخ: 3).

روند مشخص شده در تغییرات در خواص اسید-باز اکسیدها و هیدروکسیدها را می توان بر اساس تجزیه و تحلیل نمودارهای ساده شده زیر از ساختار اکسیدها و هیدروکسیدها درک کرد (شکل 3.1).

از یک طرح واکنش ساده شده

نتیجه این است که کارایی برهمکنش اکسید با آب برای تشکیل یک باز (طبق قانون کولن) با افزایش بار یون En + افزایش می یابد. مقدار این بار با افزایش خواص فلزی عناصر افزایش می یابد، یعنی. از راست به چپ در طول دوره و از بالا به پایین در سراسر گروه. به این ترتیب است که خواص اساسی عناصر افزایش می یابد.

برنج. 3.1. طرح ساختار اکسیدهای (الف) و هیدروکسیدها (ب)

اجازه دهید دلایل تغییرات توصیف شده در خواص اسید-باز هیدروکسیدها را در نظر بگیریم.

با افزایش حالت اکسیداسیون عنصر +n و کاهش شعاع یون En + (این دقیقاً همان چیزی است که با افزایش بار هسته اتم یک عنصر از چپ به راست در سراسر دوره)، پیوند E-O تقویت می شود، و پیوند O-H ضعیف می شود. فرآیند تفکیک هیدروکسید با توجه به نوع اسید محتمل تر می شود.

از بالا به پایین در گروه، شعاع E n + افزایش می یابد، اما مقدار n + تغییر نمی کند، در نتیجه، استحکام پیوند E-O کاهش می یابد، شکستن آن آسان تر می شود و فرآیند تفکیک هیدروکسید با توجه به نوع اصلی احتمال بیشتری دارد.