تزداد خصائص الحمض في السلسلة h2s h2o. ما هي الخصائص الحمضية

نحن نستعد لامتحان الدولة الموحدة في الكيمياء http://maratakm.

أحمدتوف م. أ. الدرس 3. الإجابات على المهام.

اختر درسًا آخر

القانون الدوري والنظام الدوري العناصر الكيميائية. نصف القطر الذري، والتغيرات الدورية في نظام العناصر الكيميائية. أنماط التغيير الخواص الكيميائيةالعناصر ومركباتها حسب الدورات والمجموعات.

1. رتب العناصر الكيميائية التالية N، Al، Si، C حسب زيادة نصف القطر الذري.

إجابة:

نوجتقع في نفس الفترة. تقع على اليمينن. وهذا يعني أن النيتروجين أقل من الكربون.

ج وسيتقع في نفس المجموعة. لكن أعلى من C. إذن C أقل منسي.

سيوآلتقع في فترة الثلث، ولكن إلى اليمينسي، وسائلسيأقل منآل

ترتيب زيادة الأحجام الذرية سيكون على النحو التالي:ن, ج, سي, آل

2. أي من العناصر الكيميائية الفوسفور أو الأكسجين يظهر تأثيرات أكثر وضوحا؟ خصائص معدنية؟ لماذا؟

إجابة:

يُظهر الأكسجين خواصًا غير معدنية أكثر وضوحًا، لأنه يقع أعلى وإلى اليمين في الجدول الدوري للعناصر.

3. كيف تتغير خصائص هيدروكسيدات المجموعة الرابعة من المجموعة الفرعية الرئيسية عند الانتقال من الأعلى إلى الأسفل؟

إجابة:

تختلف خصائص الهيدروكسيدات من الحمضية إلى الأساسية. لذاح2 شركة3 – حمض الكربونيككما يوحي اسمها، فإنه يعرض خصائص حمضية، والرصاص(أوه)2- القاعدة.

إجابات الاختبارات

أ1. قوة الأحماض الخالية من الأكسجينغير معادن المجموعة VIIA حسب زيادة شحنة نواة ذرات العناصر

	يزيد
	يتناقص
	لم يتغير
	يتغير بشكل دوري

الإجابة: 1

نحن نتحدث عن الأحماض.التردد العالي, حمض الهيدروكلوريك, هارفارد ب, أهلاً. في صف واحدF, Cl, ر, أناهناك زيادة في حجم الذرات. ونتيجة لذلك، تزداد المسافة بين النواةح– F, ح– Cl, ح– ر, ح– أنا. وإذا كان الأمر كذلك، فهذا يعني أن طاقة الرابطة تضعف. ويمكن إزالة البروتون بسهولة أكبر في المحاليل المائية

أ2. العنصر له نفس قيمة التكافؤ في مركب الهيدروجين وأكسيد أعلى

	الجرمانيوم

الجواب: 2

بالطبع نحن نتحدث عن عنصر المجموعة 4 (انظر عناصر الفترة c-mu)

أ3. في أي سلسلة يتم ترتيب المواد البسيطة حسب زيادة الخواص المعدنية؟

الإجابة: 1

ومن المعروف أن الخواص المعدنية في مجموعة العناصر تزداد من الأعلى إلى الأسفل.

A4. في سلسلة Na ® Mg ® Al ® Si

	يزداد عدد مستويات الطاقة في الذرات
	يتم تعزيز الخواص المعدنية للعناصر
	تنخفض أعلى حالة أكسدة للعناصر
	إضعاف الخواص المعدنية للعناصر

الجواب: 4

وفي الفترة من اليسار إلى اليمين، تزداد الخواص غير المعدنية، وتضعف الخواص المعدنية.

أ5. بالنسبة للعناصر، تتناقص مجموعة الكربون الفرعية مع زيادة العدد الذري

الجواب: 4.

السالبية الكهربية هي القدرة على تحويل الإلكترونات نحو الذات عند تكوين رابطة كيميائية. ترتبط السالبية الكهربية بشكل مباشر تقريبًا بالخصائص غير المعدنية. تنخفض الخواص غير المعدنية، وتقل السالبية الكهربية

أ6. في سلسلة العناصر: النيتروجين – الأكسجين – الفلور

يزيد

الجواب: 3

عدد الإلكترونات الخارجية يساوي رقم المجموعة

أ7. في سلسلة العناصر الكيميائية:

البورون – الكربون – النيتروجين

يزيد

إجابة:2

عدد الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية يساوي أعلى حالة أكسدة ما عدا (F, يا)

أ8. أي عنصر له خواص غير معدنية أكثر وضوحًا من السيليكون؟

الإجابة: 1

يقع الكربون في نفس المجموعة مثل السيليكون، ولكن أعلى.

أ9. يتم ترتيب العناصر الكيميائية تصاعديًا حسب نصف قطرها الذري في السلسلة:

الجواب: 2

في مجموعات العناصر الكيميائية، يزداد نصف القطر الذري من الأعلى إلى الأسفل

أ10. الخصائص المعدنية الأكثر وضوحا للذرة هي:

1) الليثيوم 2) الصوديوم

3) البوتاسيوم 4) الكالسيوم

الجواب: 3

ومن بين هذه العناصر يوجد البوتاسيوم في الأسفل وإلى اليسار

أ11. الخصائص الحمضية الأكثر وضوحا هي:

الإجابة: 4 (انظر الإجابة على A1)

أ12. الخواص الحمضية للأكاسيد في سلسلة SiO2 ® P2O5 ® SO3

1) يضعف

2) تكثيف

3) لا تتغير

4) التغيير بشكل دوري

الجواب: 2

تزداد الخواص الحمضية للأكاسيد، مثل الخواص غير المعدنية، في الفترات من اليسار إلى اليمين

أ13. مع زيادة الشحنة النووية للذرات، تزداد الخواص الحمضية للأكاسيد الموجودة في السلسلة

N2O5 ® P2O5 ® As2O5 ® Sb2O5

1) يضعف

2) تكثيف

3) لا تتغير

4) التغيير بشكل دوري

الإجابة: 1

في المجموعات من الأعلى إلى الأسفل، تضعف الخصائص الحمضية، مثل الخصائص غير المعدنية

أ14. الخواص الحمضية لمركبات الهيدروجين لعناصر المجموعة VIA مع زيادة العدد الذري

1) تكثيف

2) يضعف

3) تبقى دون تغيير

4) التغيير بشكل دوري

الجواب: 3

ترتبط الخواص الحمضية لمركبات الهيدروجين بطاقة الربطح- ش. وتضعف هذه الطاقة من الأعلى إلى الأسفل، مما يعني زيادة الخواص الحمضية.

أ15. القدرة على منح الإلكترونات في سلسلة Na ® K ® Rb ® Cs

1) يضعف

2) يكثف

3) لا يتغير

4) يتغير بشكل دوري

الجواب: 2

في هذه السلسلة يزداد عدد طبقات الإلكترونات ومسافة الإلكترونات عن النواة، وبالتالي تزداد القدرة على منح إلكترون خارجي

أ16. في مسلسل آل ®سي ®P ®S

1) يزداد عدد الطبقات الإلكترونية في الذرات

2) يتم تعزيز الخصائص غير المعدنية

3) انخفاض عدد البروتونات في نواة الذرات

4) زيادة نصف القطر الذري

الجواب: 2

في الفترة التي تتزايد فيها الشحنة النووية، تزداد الخصائص غير المعدنية

أ17. في المجموعات الفرعية الرئيسية الجدول الدوريتزداد القدرة الاختزالية لذرات العناصر الكيميائية من

الإجابة: 1

ومع زيادة عدد المستويات الإلكترونية، تزداد مسافة ودرع الإلكترونات الخارجية عن النواة. وبالتالي، تزداد قدرتهم على العودة (الخصائص التصالحية).

أ18. وفقا للمفاهيم الحديثة، تعتمد خصائص العناصر الكيميائية بشكل دوري

الجواب: 3

أ19. يتم ترتيب ذرات العناصر الكيميائية التي لها نفس عدد إلكترونات التكافؤ

	انحرافي
	في مجموعة واحدة
	في مجموعة فرعية واحدة
	في فترة واحدة

الجواب: 2

أ20. العنصر مع رقم سري 114 يجب أن يكون لها خصائص مشابهة

الإجابة: 3. سيتم تحديد موقع هذا العنصر في الخلية المقابلة لتلك التي يشغلها الرصاصالسادسمجموعة

أ21. في الفترات، خصائص الاختزال للعناصر الكيميائية من اليمين إلى اليسار

	يزيد
	ينقص
	لا تغير
	تتغير بشكل دوري

الإجابة: 1

الشحنة النووية تنخفض.

أ22. السالبية الكهربية وطاقة التأين في سلسلة O-S-Se-Te، على التوالي

	يزيد، يزيد
	يزيد، ينقص
	يتناقص، يتناقص
	يتناقص، يزيد

الجواب: 3

تتناقص السالبية الكهربية مع زيادة عدد طبقات الإلكترون المملوءة. طاقة التأين هي الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون من الذرة. كما أنه يتناقص

أ23. في أي سلسلة يتم ترتيب علامات العناصر الكيميائية حسب زيادة نصف القطر الذري؟

صياغة حديثة القانون الدوري : خصائص المواد البسيطة، وكذلك أشكال وخصائص مركبات العناصر، تعتمد بشكل دوري على حجم شحنة نوى ذراتها (الرقم الترتيبي).

الخصائص الدورية هي، على سبيل المثال، نصف القطر الذري، طاقة التأين، تقارب الإلكترون، السالبية الكهربية للذرة، وكذلك بعض الخواص الفيزيائية للعناصر والمركبات (نقاط الانصهار والغليان، التوصيل الكهربائي، وما إلى ذلك).

التعبير عن القانون الدوري هو

الجدول الدوري للعناصر .

النسخة الأكثر شيوعًا من الشكل المختصر للجدول الدوري، حيث يتم تقسيم العناصر إلى 7 فترات و8 مجموعات.

حاليا تم الحصول على نواة ذرات العناصر حتى الرقم 118. اسم العنصر ذو الرقم التسلسلي 104 هو رذرفورديوم (Rf)، 105 – دبنيوم (Db)، 106 – سيبورجيوم (Sg)، 107 – بوريوم (Bh). )، 108 – هاسيوم (Hs ) , 109 – ميتنريوم (جبل)، 110 - دارمشتاتيوم (Ds)، 111 - رونتجينيوم (Rg)، 112 - كوبرنيسيوم (Cn).
في 24 أكتوبر 2012، في موسكو، في البيت المركزي للعلماء التابع لأكاديمية العلوم الروسية، أقيم حفل رسمي لتعيين اسم "flerovium" (Fl) للعنصر رقم 114، و"livermorium" (Lv) للعنصر رقم 114. العنصر 116

تحتوي الفترات 1، 2، 3، 4، 5، 6 على 2، 8، 8، 18، 18، 32 عنصرًا على التوالي. لم تكتمل الفترة السابعة. يتم استدعاء الفترات 1 و 2 و 3 صغير،البقية - كبير.

في الفترات من اليسار إلى اليمين، تضعف الخواص المعدنية تدريجياً وتزداد الخواص غير المعدنية، لأنه مع زيادة الشحنة الموجبة للنواة الذرية، يزداد عدد الإلكترونات في الطبقة الإلكترونية الخارجية ويلاحظ انخفاض في نصف القطر الذري.

يوجد في أسفل الجدول 14 لانثانيدات و14 أكتينيدات. في الآونة الأخيرة، تم تصنيف اللانثانوم والأكتينيوم على أنها اللانثانيدات والأكتينيدات، على التوالي.

يتم تقسيم المجموعات إلى مجموعات فرعية - الرئيسية،أو المجموعات الفرعية أ و آثار جانبية،أو المجموعة الفرعية ب. المجموعة الفرعية الثامنة ب – خاص، ويحتوي على الثلاثياتالعناصر التي تشكل عائلات الحديد (Fe، Co، Ni) ومعادن البلاتين (Ru، Rh، Pd، Os، Ir، Pt).

ومن أعلى إلى أسفل في المجموعات الفرعية الرئيسية، تزداد الخواص المعدنية وتضعف الخواص غير المعدنية.

يشير رقم المجموعة عادةً إلى عدد الإلكترونات التي يمكنها المشاركة في التكوين الروابط الكيميائية. هذا هو المعنى المادي لرقم المجموعة. تحتوي عناصر المجموعات الفرعية الجانبية على إلكترونات تكافؤ ليس فقط في الطبقات الخارجية، ولكن أيضًا في الطبقات قبل الأخيرة. هذا هو الفرق الرئيسي في خصائص عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية والثانوية.

الجدول الدوري والصيغ الإلكترونية للذرات

للتنبؤ بخصائص العناصر وشرحها، يجب أن تكون قادرًا على كتابة الصيغة الإلكترونية للذرة.

في الذرة الموجودة في حالة الأرض، يشغل كل إلكترون مدارًا شاغرًا بأقل طاقة. يتم تحديد حالة الطاقة في المقام الأول عن طريق درجة الحرارة. درجة الحرارة على سطح كوكبنا تجعل الذرات في الحالة الأرضية. عند درجات الحرارة المرتفعة، تظهر حالات أخرى من الذرات، والتي تسمى متحمس.

يُعرف تسلسل ترتيب مستويات الطاقة حسب زيادة الطاقة من نتائج حل معادلة شرودنغر:

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

دعونا ننظر في التكوينات الإلكترونية لذرات بعض عناصر الفترة الرابعة (الشكل 6.1).



أرز. 6.1. توزيع الإلكترونات على مدارات بعض عناصر الدورة الرابعة

وتجدر الإشارة إلى أن هناك بعض الميزات في الهيكل الإلكترونيذرات عناصر الدورة الرابعة: لذرات Cr وCu بمقدار 4 س- الغلاف لا يحتوي على إلكترونين بل إلكترونين واحد أي. "فشل" خارجيس -الإلكترون إلى السابقد-قذيفة.

الصيغ الإلكترونية لذرات 24 Cr و 29 Cu يمكن تمثيلها على النحو التالي:

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

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

يرتبط السبب المادي لـ "انتهاك" ترتيب التعبئة بقدرة اختراق الإلكترونات المختلفة في الطبقات الداخلية، فضلاً عن الثبات الخاص للتكوينات الإلكترونية d 5 و d 10 و f 7 و f 14.

وتنقسم جميع العناصر إلى أربعة أنواع

:

1. في الذرات عناصر sمليئة س - غلاف الطبقة الخارجيةنانوثانية . هذان هما العنصران الأولان من كل فترة.

2. في الذرات عناصر فتملأ الإلكترونات الأغلفة p لمستوى np الخارجي . وتشمل هذه العناصر الستة الأخيرة من كل فترة (ما عدا الأول والسابع).

3. يو د- العناصرمليئة بالإلكترونات د -المستوى الفرعي للمستوى الخارجي الثاني (ن-1)د . هذه هي عناصر العقود المقحمة لفترات كبيرة تقع بينهماعناصر s و p.

4. يو عناصر f مليئة بالإلكترونات F -المستوى الفرعي من المستوى الخارجي الثالث (ن-2)و . هذه هي اللانثانيدات والأكتينيدات.

التغيرات في الخواص الحمضية القاعدية لمركبات العناصر حسب مجموعات وفترات النظام الدوري
(مخطط كوسيل)

لشرح طبيعة التغير في الخواص الحمضية القاعدية لمركبات العناصر، اقترح كوسيل (ألمانيا، 1923) استخدام مخطط بسيط يعتمد على افتراض وجود رابطة أيونية بحتة في الجزيئات وأن تفاعل كولوم يحدث بين الأيونات. يصف مخطط كوسيل الخواص الحمضية القاعدية للمركبات التي تحتوي على روابط E–H وE–O–H، اعتمادًا على شحنة النواة ونصف قطر العنصر الذي يشكلها.

مخطط كوسيل لاثنين من هيدروكسيدات المعادن (لجزيئات LiOH وKOH). ) هو مبين في الشكل. 6.2. كما يتبين من الرسم البياني المعروض، نصف قطر Li ion + أقل من نصف قطر الأيون K+ و أوه ترتبط المجموعة - - بأيون الليثيوم بشكل أقوى من أيون البوتاسيوم. ونتيجة لذلك، سيكون من الأسهل فصل KOH في المحلول وستكون الخصائص الأساسية لهيدروكسيد البوتاسيوم أكثر وضوحًا.



أرز. 6.2. مخطط كوسيل لجزيئات LiOH وKOH

بطريقة مماثلة، يمكنك تحليل مخطط كوسيل لقاعدتين CuOH وCu(OH) 2 . منذ نصف قطر أيون النحاس 2+ أقل، وشحنته أكبر من شحنة الأيونالنحاس +، أوه - - سيتم تثبيت المجموعة بقوة أكبر بواسطة أيون Cu 2+ .
ونتيجة لذلك، القاعدةالنحاس (أوه)2 سيكون أضعف من CUOH.

هكذا، تزداد قوة القواعد مع زيادة نصف قطر الكاتيون وتناقص شحنته الإيجابية .

مخطط كوسيل لاثنين من الأحماض الخالية من الأكسجين HCl و HI يظهر في الشكل. 6.3.



أرز. 6.3. مخطط كوسيل لجزيئات HCl وHI

وبما أن نصف قطر أيون الكلوريد أصغر من نصف قطر أيون اليوديد، فإن أيون H+ يرتبط بقوة أكبر بالأنيون الموجود في جزيء حمض الهيدروكلوريك، والذي سيكون أضعف من حمض الهيدروديك. وهكذا، فإن قوة الأحماض الأكسجينية تزداد مع زيادة نصف قطر الأيون السالب.

تتغير قوة الأحماض المحتوية على الأكسجين في الاتجاه المعاكس. ويزداد مع انخفاض نصف قطر الأيون وزيادة شحنته الإيجابية. في التين. يوضح الشكل 6.4 مخطط كوسيل للحمضين HClO وHClO 4.



أرز. 6.4. مخطط كوسيل لـ HClO وHClO4

ايون C1 7+ يرتبط ارتباطًا وثيقًا بأيون الأكسجين، لذلك سيتم تقسيم البروتون بسهولة أكبر في جزيء HC1O 4 . وفي الوقت نفسه، رابطة أيون C1+ مع O2- أيون أقل قوة، وفي جزيء HC1O سيتم الاحتفاظ بالبروتون بقوة أكبر بواسطة أنيون O 2- . ونتيجة لذلك، حمض الهيدروكلوريك 4 هو حمض أقوى منحمض الهيدروكلوريك.

هكذا، تؤدي زيادة حالة أكسدة العنصر وانخفاض نصف قطر أيون العنصر إلى زيادة الطبيعة الحمضية للمادة. على العكس من ذلك، فإن انخفاض حالة الأكسدة وزيادة نصف قطر الأيونات يعزز الخصائص الأساسية للمواد.

أمثلة على حل المشكلات

تركيب الصيغ الإلكترونية لذرة وأيونات الزركونيوميا 2–، آل 3+، زنك 2+ . تحديد نوع العناصر التي تنتمي إليها ذرات Zr وO وZn وAl.

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

يا 2 – 1س 2 2س 2 2ص 6,

الزنك 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 ،

آل 3+ 1س 2 2س 2 2ف 6 ,

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

رتب ذرات العناصر حسب زيادة طاقة التأين: K، Mg، Be، Ca. تبرير الجواب.

حل. طاقة التأين- الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون من الذرة في الحالة الأرضية. في الفترة من اليسار إلى اليمين، تزداد طاقة التأين مع زيادة الشحنة النووية، وفي المجموعات الفرعية الرئيسية من الأعلى إلى الأسفل تتناقص مع زيادة المسافة من الإلكترون إلى النواة.

وبالتالي فإن طاقة التأين لذرات هذه العناصر تزداد في السلسلة K، Ca، Mg، Be.

رتب الذرات والأيونات بترتيب تصاعدي لأنصاف أقطارها: Ca 2+، Ar، Cl –، K +، S 2– . تبرير الجواب.

حل. بالنسبة للأيونات التي تحتوي على نفس عدد الإلكترونات (أيونات متساوية الإلكترون)، فإن نصف قطر الأيون يزداد مع انخفاض شحنته الموجبة وزيادة شحنته السالبة. وبالتالي، يزداد نصف القطر بالترتيب Ca 2+، K +، Ar، Cl –، S 2–.

حدد كيفية تغير نصف قطر الأيونات والذرات في المتسلسلة Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + و Na، Mg، Al، Si، P، S.

حل. في السلسلة Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + ويزداد نصف قطر الأيونات مع زيادة عدد الطبقات الإلكترونية للأيونات التي لها نفس الإشارة ولها بنية إلكترونية مماثلة.

في المتسلسلة Na، Mg، Al، Si، P، S، يتناقص نصف قطر الذرات، لأنه مع نفس عدد طبقات الإلكترون في الذرات، تزداد شحنة النواة، وبالتالي، يزداد جذب الإلكترونات بواسطة تزداد النواة .

قارن بين قوة الأحماض H 2 SO 3 وH 2 SeO 3 والقواعد Fe(OH) 2 وFe(OH) 3.

حل. وفقًا لمخطط كوسيل H 2 SO 3 حمض أقوى من H 2 سيو 3 ، منذ نصف قطر الأيونسي 4+ أكبر من نصف قطر الأيون S 4+، وتعني الرابطة S 4+ – O 2– أقوى من السندسي 4+ – س 2– .

وفقا لمخطط كوسيل Fe(OH)

2 قاعدة أقوى منذ نصف قطر الحديد أيون 2+ أكثر من الحديد أيون 3+ . وبالإضافة إلى ذلك، تهمة الحديد أيون 3+ أكبر من الحديد أيون 2+ . ونتيجة لذلك، فإن السندات الحديد 3+ – س 2– أقوى من الحديد 2+ – يا 2– وأيون – أسهل للانقسام في جزيءالحديد (أوه)2.

مشاكل لحلها بشكل مستقل

6.1.يؤلف الصيغ الإلكترونية للعناصر ذات الشحنة النووية +19، +47، +33 وتلك الموجودة في الحالة الأرضية. أشر إلى نوع العناصر التي ينتمون إليها. ما هي حالات الأكسدة المميزة للعنصر الذي شحنته النووية +33؟




6.2.اكتب الصيغة الإلكترونية لأيون الكلور – .

مع الأكسجين، تشكل اللافلزات أكاسيد حمضية. في بعض الأكاسيد تظهر حالة أكسدة قصوى تساوي رقم المجموعة (على سبيل المثال، SO2، N2O5)، بينما في البعض الآخر تكون أقل (على سبيل المثال، SO2، N2O3). تتوافق أكاسيد الأحماض مع الأحماض، ومن بين حمضي الأكسجين في أحد اللافلزات، يكون الحمض الذي يظهر فيه حالة أكسدة أعلى أقوى. على سبيل المثال، حمض النيتريك HNO3 أقوى من حمض النيتروز HNO2، و حمض الكبريتيك H2SO4 أقوى من H2SO3 الكبريتي.

خصائص مركبات الأكسجين من اللافلزات:

تتغير خصائص الأكاسيد الأعلى (أي الأكاسيد التي تحتوي على عنصر من مجموعة معينة بأعلى حالة أكسدة) تدريجياً من القاعدة إلى الحمضية في فترات من اليسار إلى اليمين.

في المجموعات من الأعلى إلى الأسفل، تضعف الخواص الحمضية للأكاسيد الأعلى تدريجيًا. يمكن الحكم على ذلك من خلال خصائص الأحماض المقابلة لهذه الأكاسيد.

يتم تفسير الزيادة في الخواص الحمضية للأكاسيد الأعلى للعناصر المقابلة في الفترات من اليسار إلى اليمين من خلال الزيادة التدريجية في الشحنة الموجبة لأيونات هذه العناصر.

في المجموعات الفرعية الرئيسية للنظام الدوري للعناصر الكيميائية، تتناقص الخواص الحمضية للأكاسيد غير المعدنية الأعلى من الأعلى إلى الأسفل.

وترد في الجدول رقم 3 الصيغ العامة لمركبات الهيدروجين حسب مجموعات النظام الدوري للعناصر الكيميائية.

الجدول رقم 3

مع المعادن لا يتشكل الهيدروجين (مع بعض الاستثناءات) المركبات المتطايرة، تلك هي المواد الصلبةلا التركيب الجزيئي. ولذلك، فإن نقاط انصهارها مرتفعة نسبيا.

مع اللافلزات، يشكل الهيدروجين مركبات متطايرة ذات بنية جزيئية. في الظروف العادية، هذه هي الغازات أو السوائل المتطايرة.

في الفترات من اليسار إلى اليمين، تزداد الخواص الحمضية لمركبات الهيدروجين المتطايرة من اللافلزات في المحاليل المائية. ويفسر ذلك أن أيونات الأكسجين لها أزواج إلكترونات حرة، وأيونات الهيدروجين لها مدار حر، ثم تحدث عملية تبدو كما يلي:

H2O + HF H3O + F

يزيل فلوريد الهيدروجين في محلول مائي أيونات الهيدروجين الموجبة، أي. يظهر خصائص حمضية. يتم تسهيل هذه العملية أيضًا من خلال ظرف آخر: يحتوي أيون الأكسجين على زوج إلكترون وحيد، بينما يحتوي أيون الهيدروجين على مدار حر، مما يؤدي إلى تكوين رابطة بين المانح والمستقبل.

عندما تذوب الأمونيا في الماء، تحدث العملية المعاكسة. وبما أن أيونات النيتروجين لها زوج إلكترون وحيد، وأيونات الهيدروجين لها مدار حر، تنشأ رابطة إضافية وتتشكل أيونات الأمونيوم NH4+ وأيونات الهيدروكسيد OH-. ونتيجة لذلك، يكتسب الحل الخصائص الأساسية. يمكن التعبير عن هذه العملية بالصيغة:

H2O + NH3 NH4 + أوه

ترتبط جزيئات الأمونيا في محلول مائي بأيونات هيدروجين موجبة، أي. الأمونيا يعرض الخصائص الأساسية.

الآن دعونا نلقي نظرة على سبب كون مركب هيدروجين الفلور - فلوريد الهيدروجين HF - الموجود في محلول مائي حمضًا، ولكنه أضعف من حمض الهيدروكلوريك. ويفسر ذلك حقيقة أن نصف قطر أيونات الفلور أصغر بكثير من نصف قطر أيونات الكلور. ولذلك، فإن أيونات الفلور تجذب أيونات الهيدروجين بقوة أكبر بكثير من أيونات الكلور. وفي هذا الصدد، فإن درجة تفكك حمض الهيدروفلوريك أقل بكثير من من حمض الهيدروكلوريك، أي. حمض الهيدروفلوريك أضعف من حمض الهيدروكلوريك.

ومن الأمثلة المقدمة يمكن استخلاص الاستنتاجات العامة التالية:

في الفترات من اليسار إلى اليمين، تزداد الشحنة الموجبة لأيونات العناصر. وفي هذا الصدد، يتم تعزيز الخواص الحمضية لمركبات الهيدروجين المتطايرة للعناصر الموجودة في المحاليل المائية.

في المجموعات من الأعلى إلى الأسفل، تجذب الأنيونات سالبة الشحنة أيونات الهيدروجين الموجبة الشحنة H+ بشكل أقل فأقل. وفي هذا الصدد يتم تسهيل عملية التخلص من أيونات الهيدروجين H+ وتزداد الخواص الحمضية لمركبات الهيدروجين.

تتفاعل مركبات الهيدروجين من اللافلزات، التي لها خواص حمضية في المحاليل المائية، مع القلويات. تتفاعل مركبات الهيدروجين من اللافلزات، والتي لها خصائص أساسية في المحاليل المائية، مع الأحماض.

يزداد النشاط التأكسدي لمركبات الهيدروجين من اللافلزات في مجموعات من الأعلى إلى الأسفل بشكل كبير. على سبيل المثال، من المستحيل أكسدة الفلور من مركب الهيدروجين HF كيميائيا، ولكن يمكن أكسدة الكلور من مركب الهيدروجين HCl باستخدام عوامل مؤكسدة مختلفة. ويفسر ذلك حقيقة أنه في المجموعات من الأعلى إلى الأسفل، يزداد نصف القطر الذري بشكل حاد، وبالتالي يصبح نقل الإلكترونات أسهل.

الخصائص الحمضية هي تلك التي تكون أكثر وضوحًا في بيئة معينة. انهم موجودين خط كامل. من الضروري أن تكون قادرًا على تحديد الخواص الحمضية للكحوليات والمركبات الأخرى ليس فقط لتحديد محتوى البيئة المقابلة فيها. وهذا مهم أيضًا للتعرف على المادة قيد الدراسة.

هناك العديد من الاختبارات للخصائص الحمضية. الأكثر بدائية هو الغمر في مادة المؤشر - ورق عباد الشمس، الذي يتفاعل مع محتوى الهيدروجين بالتحول إلى اللون الوردي أو الأحمر. علاوة على ذلك، فإن اللون الأكثر تشبعًا يظهر حمضًا أقوى. والعكس صحيح.

تزداد الخواص الحمضية مع زيادة نصف قطر الأيونات السالبة وبالتالي الذرة. وهذا يضمن سهولة إزالة جزيئات الهيدروجين. هذه الجودة ميزة مميزةأحماض قوية.

هناك الخصائص الحمضية الأكثر مميزة. وتشمل هذه:

التفكك (القضاء على كاتيون الهيدروجين)؛

التحلل (تكوين الماء تحت تأثير درجة الحرارة والأكسجين)؛

التفاعل مع الهيدروكسيدات (مما يؤدي إلى تكوين الماء والملح)؛

التفاعل مع الأكاسيد (ونتيجة لذلك يتكون الملح والماء أيضًا) ؛

التفاعل مع المعادن التي تسبق الهيدروجين في سلسلة النشاط (يتكون الملح والماء، وأحيانا مع إطلاق الغاز)؛

التفاعل مع الأملاح (فقط إذا كان الحمض أقوى من الذي يكون الملح).

غالبًا ما يتعين على الكيميائيين إنتاج الأحماض الخاصة بهم. هناك طريقتان لإزالتها. إحداها خلط أكسيد الحمض مع الماء. يتم استخدام هذه الطريقة في أغلب الأحيان. والثاني هو التفاعل. حامض قويمع الملح الأضعف. يتم استخدامه بشكل أقل تواترا إلى حد ما.

من المعروف أن الخواص الحمضية تتجلى في كثير من الأحيان، ويمكن التعبير عنها بشكل أو بآخر اعتمادًا على K. تتجلى خصائص الكحولات في القدرة على استخلاص كاتيون الهيدروجين عند التفاعل مع القلويات والمعادن.

الكحولات - أملاح الكحوليات - قادرة على التحلل المائي تحت تأثير الماء وإطلاق الكحول مع هيدروكسيد المعدن. وهذا يثبت أن الخواص الحمضية لهذه المواد أضعف من خواص الماء. وبالتالي، يتم التعبير عن البيئة بقوة أكبر فيها.

تكون الخواص الحمضية للفينول أقوى بكثير بسبب زيادة قطبية مركب OH. ولذلك، يمكن لهذه المادة أيضا أن تتفاعل مع هيدروكسيدات الأرض القلوية و الفلزات القلوية. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل الأملاح - الفينولات. لتحديد الفينول، يكون استخدامه أكثر فعالية مع (III)، حيث تكتسب المادة لونًا أزرق بنفسجي.

لذا، فإن الخواص الحمضية في المركبات المختلفة تظهر بنفس الطريقة، ولكن بكثافات مختلفة، وهو ما يعتمد على بنية النوى وقطبية الروابط الهيدروجينية. أنها تساعد في تحديد بيئة المادة وتكوينها. وإلى جانب هذه الخصائص، هناك أيضًا خصائص أساسية، تزداد مع ضعف الأول.

كل هذه الخصائص تظهر في معظم الناس المواد المعقدةوتشكل جزءًا مهمًا من العالم من حولنا. بعد كل شيء، من خلالهم تحدث العديد من العمليات ليس فقط في الطبيعة، ولكن أيضًا في الكائنات الحية. ولذلك فإن الخصائص الحمضية مهمة للغاية، وبدونها ستكون الحياة على الأرض مستحيلة.