Положение неметаллических элементов в периодической системе химических элементов

    С кислородом  неметаллы образуют кислотные  оксиды. В одних  оксидах  они

проявляют максимальную степень окисления, равную  номеру  группы  (например,

SO2, N2O5), а  других  –  более  низкую  (например,  SO2,  N2O3).  Кислотным

оксидам соответствуют кислоты, причем  из  двух  кислородных  кислот  одного

неметалла  сильнее  та,  в  которой  он  проявляет  более  высокую   степень

окисления. Например, азотная кислота HNO3 сильнее азотистой HNO2,  а  серная

кислота H2SO4 сильнее сернистой H2SO3.

    Характеристики  кислородных соединений неметалов:

    1. Свойства высших оксидов  (т.е.  оксидов,  в  состав  которых  входит

       элемент данной группы с высшей  степенью окисления) в периодах  слева

       направо постепенно изменяются  от основных к кислотным.

    2. В группах  сверху вниз кислотные свойства  высших  оксидов  постепенно

       ослабевают.   Об   этом   можно   судить   по   свойствам    кислот,

       соответствующих этим оксидам.

    3.  Возрастание  кислотных  свойств  высших   оксидов   соответствующих

       элементов  в  периодах   слева   направо   объясняется   постепенным

       возрастанием положительного заряда  ионов этих элементов.

    4. В главных  подгруппах периодической системы  химических  элементов  в

       направлении сверху вниз кислотные свойства высших оксидов неметаллов

       уменьшаются.

Общие  формулы  водородных  соединений  по  группам  периодической   системы

химических элементов приведены в таблице №3.

|Общие формулы соединений по группам                              |

|I       |II      |III     |IV      |V       |VI      |VII     |

|RH      |RH2     |RH3     |RH4     |RH3     |H2R     |HR      |

|Нелетучие водородные       |Летучие водородные соединения        |

|соединения                 |                                     |

 

 

                                 Таблица №3.

 

    С металлами  водород  образует  (за  некоторым  исключением)  нелетучие

соединения, которые являются твердыми веществами  немолекулярного  строения.

Поэтому их температуры плавления сравнительно высоки.

    С  неметаллами  водород  образует  летучие   соединения   молекулярного

строения. В обычных условиях это газы или летучие жидкости.

    В  периодах  слева  направо  кислотные  свойства   летучих   водородных

соединений неметаллов в водных растворах усиливается. Это  объясняется  тем,

что ионы кислорода имеют свободные  электронные  пары,  а  ионы  водорода  –

свободную  орбиталь,  то  происходит  процесс,  котроый  выглядит  следующим

образом:

                             H2O + HF ( H3O + F

    Фтороводород в водном растворе отщепляет положительные  ионы  водорода,

т.е. проявляет кислотные свойства.  Этому  процессу  способствует  и  другое

обстоятельство: ион кислорода имеет неподеленную  электронную  пару,  а  ион

водорода  –  свободную  орбиталь,   благодаря   чему   образуется   донорно-

акцепторная связь.

    При растворении  аммиака в воде происходит  противоположный  процесс.  А

так как ионы азота имеют неподеленную электронную пару, а  ионы  водорода  –

свободную  орбиталь,  возникает  дополнительная  связь  и  образуются   ионы

аммония NH4+        и гидроксид-ионы ОН-. В результате  раствор  приобретает

основные свойства. Этот процесс можно выразить формулой:

                            H2O + NH3 ( NH4 + OH

    Молекулы  аммиака в  водном  растворе  присоединяют  положительные  ионы

водорода, т.е. аммиак проявляет основные свойства.

    Теперь  рассмотрим, почему водородное соединение  фтора – фтороводород HF

–  в   водном   растворе   является   кислотой,   но   более   слабой,   чем

хлороводородная. Это объясняется тем, что радиусы  ионов  фтора  значительно

меньше, чем ионов хлора. Поэтому ионы фтора гораздо  сильнее  притягивают  к

себе ионы водорода, чем ионы хлора.  В  связи  с  этим  степень  диссоциации

фтороводородной  кислоты  значительно  меньше,  чем  соляной  кислоты,  т.е.

фтороводородная кислота слабее соляной кислоты.

    Из приведенных  примеров можно сделать следующие  общие выводы:

    1. В периодах  слева  направо  у  ионов  элементов  положительный  заряд

       увеличивается. В связи с этим  кислотные свойства летучих  водородных

       соединений элементов в водных  растворах усиливаются.

    2. В группах  сверху вниз  отрицательно  заряженные  анионы  все  слабее

       притягивают положительно заряженные  ионы водорода Н+. В связи с  этим

       облегчается  процесс  отщепления  ионов  водорода  Н+  и   кислотные

       свойства водородных соединений  увеличиваются.

    3. Водородные  соединения  неметаллов,  обладающие  в  водных  растворах

       кислотными  свойствами,  реагируют  со   щелочами.   Водородные   же

       соединения  неметаллов,  обладающие  в  водных  растворах  основными

       свойствами, реагируют с кислотами.

    4. Окислительная  активность водородных соединений  неметаллов в  группах

       сверху  вниз  сильно  увеличивается.  Например,  окислить  фтор   из

       водородного соединения HF химическим  путем нельзя, окислить же  хлор

       из водородного соединения HCl  можно  различными  окислителями.  Это

       объясняется тем, что в группах  сверху вниз резко возрастают  атомные

       радиусы, в связи с чем отдача электронов облегчается.