Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон - Основы неорганической химии (DJVU) (975556), страница 45
Текст из файла (страница 45)
' В действительносии в особых условиях в последнее время удалось ззФиксировать обрззовзвие крайне неустойчивых и очень резкпиоиноспособных 'соединений с кратными связями Я=С, 51=0 и 51=!Ч. — Прим. перев. *' Такие соединения могут образоваться и без участия Зб-орбитзлей, что уже указывалось в рззд. 3.!О.— Прим. перев. ГЛАВА В В седьмой группе прочность связи С[ — С[ значительно выше, чем в молекуле Рв (табл.
1.1). Реакционная способность молекулы С1в много ниже, чем Рв, и электроотрицательность атома хлора существенно ниже. Твердые хлориды имеют обычно структуры совершенно иные, чем структуры фторидов, и более похожи в этом отношении на сульфиды. $.44. Остальные непереходные элементы Элементы первого и особенно второго периодов, которые только что были рассмотрены, дают некоторое представление о химии более тяжелых элементов соответствующих групп. Основные чер- ты заключаются в следующем.
тпбдпца 8.1 Некоторые свойства элементов 1 группы ВлектРоннаа ТемпепатУРа Ионные, а конфигурации плавления. 'С едв)ю т Е', В Элемент О,оа — З,а 0,96 — 2,7 1,33 — 2,9 1,48 — 3,0 1,69 — З,О [.1 [ча К [ть Св Гго [Не1 Зв [Ь)е[.Зв [Аг[ 4в [Кг[ бв [Хе[ бв [мп[ 7в 180 98 64 39 99 + а Для М (гидр.)ее=м(тв.), Все иеотопы радиоектнвны и имеют короткие периоды полураснада.
П группа. Некоторые свойства элементов' приведены в табл. 8.2. Кальций, стронций, барий и радий также сильно электроположительны и образуют двухзарядные катионы. При движении вниз пе 1 группа. Все входящие в нее элементы [табл. 8.1) очень электроположительны и образуют однозарядные катионы. Среди всех групп периодической системы именно для этих металлов наиболее отчетливо проявляется влияние возрастания массы и размера атома на химические свойства. Перечисленные ниже свойства, например, умемьшаются при переходе от [.1 к Сз: а) температуры плавления и теплоты сублимации металлов; б) энергии кристаллических решеток солей, за исключением содержащих очень небольшие анионы, так как влияние соотношения радиусов не является регулярным; в) эффективные радиусы и энергии гидратации; г) прочность ковалентных связей в молекулах Мв.
периодическая система и химия элементов Таблица 8.2 Некоторые свойства элементов П группы Ионный р д т М'+, Эле- мент Элентронна я ноноягтрания темиература плаилеиня, 'С е. в' Ве й(й Са Зг Ва ма хп Сб Ня [Не] 2аа [Не] Зта [Аг] 4аа [Кг] 5та [Хе] баа [мп] 7аа [Аг] Збте4аа ! Кг] 4бге5аа [Хе] 41габбгобаа — 1,85 — 2,37 — 2,87 — 2,89 — 2,99 — 2,92 — 0,76 — 0,40 -(-0,85 0,31 0,65 0,99 1,13 !,35 1,40 0,74 0,97 1,1О 1280 650 840 770 725 700 420 320 — 39 Для Мат(гидр,1+йа М(тв.). Ш группа. Некоторые свойства элементов приведены в табл.
8.3. Это одна из самых больших по численности групп, ко- группе вновь наблюдаются систематические изменения; а) увеличивается тенденция к гидратации; б) падает растворимость сульфатов; в) уменьшается термическая устойчивость сульфатов н нитратов. Цинк, кадмий и ртуть также относят ко второй группе, но выделяют,их как ПБ-группу. У них по два з-электрона, лежащих над заполненными с[-оболочками, поскольку они идут непосредственно за Сп, Ад и Ап соответственно после первого, второго и третьего переходных периодов. Химические свойства С(]й+ и Хпй+ очень близки, но поляризующая способность Мй+-ионов больше, чем это можно предполагать на основании сравнения их радиусов с радиусами катионов ряда Мп — (са. Это может быть связано с большей легкостью искажения заполненной ([-оболочки по сравнению с оболочкой инертного газа, характерной для ионов Мп — ]са.
Химия цинка и кадмия похожа на химию магния. Они. достаточно электроположительны, обладают большей тенденцией образовывать комплексы с ИНа, с галогенид- и цианид-ионами, чем магний. Ртуть — особый элемент. Она имеет высокий иоложительмый потенциал, а нон Нйг+ совсем ме похож на Хпэ+ нли Сдй+. Скажем, константы комплексообразования с галогенид-ионами для него на несколько порядков больше, чем для иона Сдт+.'Ртуть также легко образует ион Нйдй" со связью .металл — металл. глйвд в Таблица с!3 Некоторые свойства элементов !11 группы Ионный рэди- ус 'дв Темяература плавленая, 'с эле- мент Злентровная ноненгурацня бс 'т' 1.в Асс А! ялн 1п Т! [Аг[ 3(((4аа [Кг! 4У5(а 1Хе1 5(((баа [Йп! ГнУ75а [)з)е[ ЗРЗр [Аг[ Зйто4ак(р [К([4(((обтабр [Хе1 4[(абагобатбр !540 1500 920 1050 660 30 160 300 — 1,88 — 2,37 — 2,52 — 2,6 — 1,66 — 0,53 — 0,34 +0,72 0,81 0,93 1,15 1,11 0,50 0,62 0,81 0 нб Для М'+(гндр.) Еэе=М (тв.), Все изотопы радноаатваны.
для ионов М'+. торая распадается на две подгруппы. В 11!А группу входят Бс, У, 1.а и Ас, а в ШБ группу — элементы В, А[, Оа, [п и Т!. Кроме того, в эту же группу можно было бы включить все лантаноиды, поскольку их химия сходна с химией элементов П1А группы. Однако лантапоиды будут рассмотрены отдельно, так как они занимают особое положение в периодической таблице. Отметим, что элементы 1ПА группы [Ьс — Ас) имеют три валентных г[(ай-электрона, как и элементы ШБ группы, для которых характерна з'р'-конфигурация. Несмотря на то что у элементов П1А группы начинается заполнение ([-оболочки, их химические свойства совсем не похожи на свойства переходных элементов.
Это сильно электроположительные металлы, и нх химия — это главным образом химия трехзарядиых Мвмкатионов с конфигурацией благородного газа. Скандий, имеющий самый небольшой ионный радиус, по химическому поведению занимает место между алюминием, у которого заметно выражена тенденция к образованию ковалентных связей, н более тяжелыми элементами, в основном дающими соединения ионной природы. Галлий, индий и таллий, как и алюминий лежат на границе между ионными и ковалентными соединениями, хотя как металлы они достаточно электроположительны и образуют ионы Мв+. При движении вниз по группе все более устойчивым состоянием становится степень окисления + 1, и для таллия доминирующим химическим фактором является соотношение Т!' — Т[п(.
Появ- 239' пвриодичнскля систвмл и химия элементов Ю группа. Некоторые свойства элементов приведены в табл..8.4. Отметим, что теперь будет рассмотрена 1Ъ'Б группа пе- Таблица 8,4 Некоторые свойства нлемептов 1т'Б группы Коввлентнма Энергии аннан, равнуе, Я (алемент)В ндж моль эл- мент Элентрониа» конфигурации Темнература нлавленив, 'С !Не1 2а'2р' !гте! Зт'Зр' !Аг! Збге4ае4ра ! Кг! 4бгеаатбрв ! Хе! 474 аббгвавебрв С 3[ Сге Яп РЬ 356 210 †2 190 — 2Г0 105 †!45 ? л3550 1410 940 232 327 0,77 1,17 1,29 19 40 1,44 риодической системы, поскольку в 1ЧА группу входят переходные металлы Тг, Хг и Н1, химия которых будет описана отдельно. Такие же обозначения применяют и для оставшихся групп с Ч по И1.
Нет полее разительного примера столь огромного разрыва в свойствах между элементами первого и второго периода, после ленце степени окисления на две единицы более низкойг чем основная валентность группы, приписывают эффекту инертной пары, который здесь впервые проявляется отчетливо; С этой точки зре-. ния можно рассматривать и низкую реакционную способность ртути, но яаиболее ярко этот эффект проявляется для элементов четвертой н пятой групп. Этим термином обозначают устойчивость пары 3-электронов к отрыву н ее пониженную способность к образованию ковалентных связей.
Поэтому трудность окисления ртути приписьгвают тому, что она имеет только инертную пару (63'); таллий образует Т1' легче, чем Т!"', поскольку инертная пара содержится в его валентной оболочке (68'бр) и т. д. Но концепция инертной пары мало или почти ничего не говорит, относительно. истинной причины устойчивости низких степеней окисления. Это полезный ярлык. Истиныая причина этого явления состоит не в инертности, т.с.
необычно высокой энергии ионизации, присущей зв-паре, а скорее в уменьшении прочности связей при движении вниз по группе. Так, сумма второй и третьей энтальпии ионизация для индия ниже (4506 кДж.моль-'), чем для галлия (4920 кДж моль-'), а таллий занимает промежуточное положение (4825 кДж моль-г), А для серии хлоридов наблюдается четкое убывание средних термохимпческих энергий связи в том же ряду; например Оа — 242, 1п — 206 и Т! — 153 кДж моль-'. ГЛАВА 3 240 которого следует относительно монотонное увеличение металлического характера элементов, чем в 1УБ группе.
Углерод †типичный неметалл, кремний †так неметалл, но по химическим свойствам очень непохожий на углерод. Германий очень близок к кремнию, хотя его химия более соответствует металлу. Олово и свинец — металлы, к оба они, особенно в двухвалентном, состоянии, проявляют металлические свойства.
Все элементы в основной степени окисления 4 характеризуются способностью образовывать ковалентные связи и молекулярные соединения, Типичные примеры †Ое, и РЬ(С»Н5)и Способность к образованию цепей, столь характерная для химии углерода, уменьшается в следующем порядке: С))Я>бе Бп РЬ. Частично это обусловлено уменьшением прочности связей С вЂ” С, Я вЂ” Я и т. д. (табл. 8.4). Прочность ковалентных связей с другими элементами также обычно уменьшается при переходе от С к РЬ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
