1. У атомов s-элементов заполняются s-оболочки внешнего слоя ns. Это первые два элемента каждого периода.
2. У атомов р-элементов электронами заполняются р-оболочки внешнего уровня np. К ним относятся последние 6 элементов каждого периода (кроме первого и седьмого).
3. У d-элементов заполняется электронами d-подуровень второго снаружи уровня (n-1)d. Это элементы вставных декад больших периодов, расположенных между s- и p-элементами.
4. У f-элементов заполняется электронами f-подуровень третьего снаружи уровня (n-2)f. Это - лантаноиды и актиноиды.
Изменение кислотно-основных свойств соединений элементов по группам и периодам периодической системы
(схема Косселя)
Для объяснения характера изменения кислотно-основных свойств соединений элементов Коссель (Германия, 1923 г.) предложил использовать простую схему, основанную на предположении о том, что в молекулах существует чисто ионная связь и между ионами имеет место кулоновское взаимодействие. Схема Косселя описывает кислотно-основные свойства соединений, содержащих связи Э–Н и Э–О–Н, в зависимости от заряда ядра и радиуса образующего их элемента.
Схема Косселя для двух гидроксидов металлов (для молекул LiOH и KOH) показана на рис. 6.2. Как видно из представленной схемы, радиус иона Li+ меньше радиуса иона К+ и ОН- -группа связана прочнее с ионом лития, чем с ионом калия. В результате КОН будет легче диссоциировать в растворе и основные свойства гидроксида калия будут выражены сильнее.
Рис. 6.2. Схема Косселя для молекул LiOH и KOH
Аналогичным образом можно проанализировать схему Косселя для двух оснований CuOH и Cu(OH)2. Поскольку радиус иона Cu2+ меньше, а заряд – больше, чем у иона Cu+, ОН- -группу будет прочнее удерживать ион Cu2+.
В результате основание Cu(OH)2 будет более слабым, чем CuOH.
Таким образом, сила оснований возрастает при увеличении радиуса катиона и уменьшении его положительного заряда.
Схема Косселя для двух бескислородных кислот HCl и HI показана на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Схема Косселя для молекул HCl и HI
Поскольку радиус хлорид-иона меньше, чем иодид-иона, ион Н+ прочнее связан с анионом в молекуле хлороводородной кислоты, которая будет слабее, чем иодоводородная кислота. Таким образом, сила бескислородных кислот возрастает с увеличением радиуса отрицательного иона.
Сила кислородсодержащих кислот изменяется противоположным образом. Она увеличивается с уменьшением радиуса иона и с увеличением его положительного заряда. На рис. 6.4 представлена схема Косселя для двух кислот HClO и HClO4.
Рис. 6.4. Схема Косселя для HClO и HClO4
Ион С17+ прочно связан с ионом кислорода, поэтому протон легче будет отщепляться в молекуле НС1О4. В то же время связь иона С1+ с ионом О2- менее прочная, и в молекуле НС1О протон будет сильнее удерживаться анионом О2- . В результате HClO4 является более сильной кислотой, чем HClO.
Таким образом, увеличение степени окисления элемента и уменьшение радиуса иона элемента усиливают кислотный характер вещества.Наоборот, уменьшение степени окисления и увеличение радиуса иона усиливают основные свойства веществ.
|