Періодична система і хімічні властивості сполук

Матеріал параграфа допоможе вам:

• дізнатися, як змінюється характер вищих оксидів елементів у періодах і головних підгрупах;

• передбачати хімічні властивості вищих оксидів і гідратів цих оксидів за розміщенням елементів у періодичній системі;

• з’ясувати хімічні властивості найважливіших сполук елементів з Гідрогеном.

Оксиди. Сполуки цього типу утворюють майже всі хімічні елементи. Частина оксидів взаємодіє з водою, перетворюючись на основи

або кислоти

Оксиди, яким відповідають основи, називають основними (Na₂O та ін.), а ті, яким відповідають кислоти, — кислотними (SO₃ та ін.).

Найхарактернішими і найважливішими для елементів є вищі оксиди, у яких елемент виявляє максимально можливе для нього значення валентності; воно збігається з номером групи періодичної системи, в якій міститься елемент.

Простежимо, як змінюються властивості вищих оксидів залежно від розміщення елементів у періодичній системі.

Спочатку розглянемо вищі оксиди елементів 2-го періоду' (табл. 2). Перший елемент цього періоду — металічний Літій. Він утворює основний оксид Li₂O. Другим є Берилій, теж металічний елемент. Оксид BeO має хімічні властивості, притаманні як основним, так і кислотним оксидам. Такі сполуки, як берилій оксид, називають амфотерними; їх докладно розглядатимемо в § 31.

Елемент	Li	Be	В	C	N	O	F	Ne
Формула оксиду
Тип оксиду	Основний	Амфотерний	Кислотний			—

Інші елементи 2-го періоду є неметал іч-ними елементами. Бор, Карбон і Нітроген утворюють кислотні оксиди B₂O₃, CO₂, N₂O₃. У перших двох сполук кислотні властивості виражені слабко, а у третьої — повною мірою.

Пояснимо, чому в таблиці 2 під символами Оксигену, Флуору і Неону містяться риски. Оксиду Оксигену, зрозуміло, не існує. Сполука OF₂ до оксидів не належить (пояснення — на с. 124); її назва — оксиген фторид. Інертний елемент Неон не утворює жодної сполуки.

Кислотні властивості ВИЩИХ ОКСИДІВ ПОСИЛЮЮТЬС5І в

періодах зліва направо, а основні властивості — у протилежному напрямі.

Властивості вищих оксидів у головних підгрупах кожної групи елементів також змінюються поступово. Для прикладу візьмемо оксиди елементів III групи (табл. 3).

Tаблиця З

Вищі оксиди елементів головної підгрупи III групи

Основні властивості вищих оксидів посилюються в головних підгрупах згори донизу, а кислотні властивості — у протилежному напрямі.

► Зіставте властивості оксидів елементів головної підгрупи II групи. Чи підтверджується щойно зроблений висновок?

Гідрати оксидів. Продуктами реакцій оксидів з водою є основи або кислоти; їх спільна назва — гідрати оксидів. Значна кількість оксидів не взаємодіє з водою, але відповідні гідрати оксидів існують (їх добувають іншими способами). Якщо така сполука походить від основного оксиду, то вона є основою, якщо від кислотного — кислотою, а якщо від амфотерного оксиду — амфотерним гідроксидом:

Очевидно, що зміни основних і кислотних властивостей гідратів оксидів у періодах і головних підгрупах мають бути такими самими, що й для оксидів.

Кислотні властивості гідратів оксидів посилюються в періодах зліва направо, а основні властивості — у протилежному напрямі.

Основні властивості гідратів оксидів посилюються в головних підгрупах згори донизу, а кислотні властивості — у протилежному напрямі.

Проілюструємо ці висновки відомостями про хімічний характер гідратів вищих оксидів елементів 2-го і 3-го періодів (табл. 4).

Періоди	Групи
	І	II	ІП	IV	V	VI	VII
2
3

Примітка. Однією зірочкою позначено малоактивні кислоти, двома — кислоту середньої активності, трьома — кислоти високої активності.

Сполуки елементів із Гідрогеном. Такі сполуки утворюють багато хімічних елементів. їхні будова і властивості неоднакові, вони змінюються в періодах і групах, але не так наочно, як для оксидів чи гідратів оксидів.

Розглянемо сполуки елементів 3-го періоду з Гідрогеном (табл. 5).

Перший елемент у цьому періоді — Натрій. Він утворює сполуку NaH (натрій гідрид), яка складається з йонів⁸. За будовою, деякими властивостями і навіть зовнішнім виглядом (біла кристалічна речовина) натрій гідрид нагадує натрій хлорид NaCl. Сполука Магнію, наступного елемента в періоді, має формулу MgH₂. Це також йонна речовина. Сполука Алюмінію AlH₃ складається з атомів. Силіцій і Фосфор перебувають у середині періоду. Силан SiH., і фосфін PH₃ — гази, які майже не розчиняються у воді й не реагують із нею. Ці речовини складаються з молекул. Далі в періоді розміщені Сульфур і Хлор. Ix сполуки з Гідрогеном — сірководень H₂S і хлороводень HCl — є молекулярними речовинами. Це — гази, які розчиняються у воді; їх розчини виявляють властивості, притаманні кислотам.

Tаблиця 5

Сполуки елементів 3-го періоду з Гідрогеном

Будова і властивості більшості сполук елементів 2-го періоду з Гідрогеном такі самі, що й аналогічних сполук елементів 3-го періоду. Літій гідрид LiH — йонна речовина, подібна до сполуки Натрію NaH. Метан CH₁ — газоподібна молекулярна сполука, яка майже не розчиняється у воді (як і SiH₁). Фтороводень HF — газ, який складається з молекул. Його водний розчин, як і розчин НС1, виявляє властивості, притаманні кислотам.

Проте дві сполуки елементів 2-го періоду з Гідрогеном — амоніак NH₃ і вода H₂O — істотно відрізняються від фосфіну PH₃ і сірководню H₂S. Амоніак хоч і газ, але його розчин за властивостями нагадує дуже розбавлений розчин лугу. А вода за звичайних умов — рідина; вона є оксидом, але не виявляє ні основних, ні кислотних властивостей.

Існує зв’язок між хімічними властивостями вищих оксидів, відповідних гідратів оксидів і розміщенням елементів у періодичній системі.

Основні властивості вищих оксидів і гідратів оксидів посилюються в періодах справа наліво, у головних підгрупах — згори донизу, а кислотні властивості — у протилежних напрямах.

Сполуки типових металічних елементів із Гідрогеном мають йонну будову, а сполуки типових неметалічних елементів із Гідрогеном складаються з молекул.

70. Чи містить періодична система інформацію про оксиди? Якщо так, то яку саме і який її варіант — довгий чи короткий?

71. У якої зі сполук основні (кислотні) властивості мають бути виражені яскравіше:

72. Напишіть формули вищих оксидів елементів 3-го періоду. Зіставте властивості цих сполук, використавши відомості про гідрати оксидів, наведені в параграфі. Складіть таблицю вищих оксидів елементів 3-го періоду, подібну до таблиці 2.

73. Поясніть наявність пропусків на початку рядка короткого варіанта періодичної системи, назва якого — «Леткі сполуки з Гідрогеном».

74. Запишіть формули сполук Кальцію з Гідрогеном і Арсену з Гідрогеном. Яка, на вашу думку, будова кожної сполуки — молекулярна, йонна?

75. Масова частка Гідрогену в сполуці з іншим елементом становить 10 %. Визначте елемент і обчисліть масову частку Оксигену в оксиді цього елемента.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель