Общая характеристика va группы Периодической системы

жүктеу/скачать 75.5 Kb.

Дата	23.07.2016
өлшемі	75.5 Kb.
	#216975

Свойства оксидов и гидроксидов элементов VА группы
Свойства водородных соединений элементов VA группы

Общая характеристика VA группы Периодической системы.

H							He
Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra

Как меняются неметаллические свойства сверху вниз по VA группе?

Как меняются металлические свойства сверху вниз по VA группе?

Запишите в виде s^xp^y электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня элементов VA группы.

Мышьяк и сурьма имеют разные аллотропные модификации: как с молекулярной, так и с металлической кристаллической решеткой. Однако на основании сравнения устойчивости катионных форм (As³⁺, Sb³⁺) мышьяк относят к неметаллам, а сурьму к металлам.
Какие степени окисления устойчивы для элементов VA группы?

Изобразим электронную конфигурацию s²p³ графически:





Если атом отдаст только р-электроны, то приобретет степень окисления +3 (NF₃).

Если атом отдаст все 5 электронов внешнего уровня, то приобретет степень окисления +5 (N₂O₅).

Если атом примет 3 электрона, чтобы дополнить свой внешний уровень до электронной конфигурации инертного газа, то приобретет степень окисления -3 (NH₃).

Если атом не отдает и не принимает электроны (т.е. образует только неполярные связи, например, в простом веществе), то его степень окисления 0 (N₂).

От азота к висмуту (с уменьшением неметаллических свойств):

 уменьшается устойчивость отрицательной степени окисления (-3) (м. свойства водородных соединений)

 уменьшается устойчивость высшей положительной степени окисления (+5)

 увеличивается устойчивость низкой положительной степени окисления (+3)

Висмут – металл. Единственная устойчивая степень окисления в соединениях висмута +3. Желтый оксид и белый гидроксид висмута (III) нерастворимы в воде и проявляют слабые основные свойства. Известно множество солей висмута. Катион Bi³⁺ в растворах неокрашен, но с некоторыми анионами образует характерные осадки: черный BiI₃, черный Bi₂S₃.

При окислении Bi(OH)₃ в сильнощелочной среде можно получить висмутаты (например, желтый NaBiO₃, красно-фиолетовый KBiO₃) – соли несуществующей висмутовой кислоты:

Bi(OH)₃ + 3KOH + K₂S₂O₈ = KBiO₃ + 2K₂SO₄ + 3H₂O

Висмутаты – очень сильные окислители, сильнее, чем перманганаты.

Могут ли элементы VA группы проявлять другие степени окисления? Если нет, дайте обоснование своему мнению. Если да, приведите примеры.
Свойства оксидов и гидроксидов элементов VА группы

Элементы	кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов				растворимость оксидов и гидроксидов в воде
Элементы	кислотный	амфотерный	основный	несолеобразующий	растворим	малорастворим	нерастворим
N(V)
P(V)
As(V)
Sb(V)

Элементы	кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов				растворимость оксидов и гидроксидов в воде
Элементы	кислотный	амфотерный	основный	несолеобразующий	растворим	малорастворим	нерастворим
N(III)
P(III)
As(III)
Sb(III)
Bi(III)

Свойства водородных соединений элементов VA группы

Элемент	N	P	As	Sb	Bi
Водородные соединения	NH₃ (N₂H₄, N₂H₂)	PH₃ (P₂H₄)	AsH₃	SbH₃	BiH₃
Названия водородных соединений	аммиак (гидразин, диимин)	фосфин (дифосфин)	арсин	стибин	висмутин

Уменьшается многообразие

Падает устойчивость^*

Растут восстановительные свойства^**

Уменьшаются основные свойства^***

^* NH₃ стабилен, не горит на воздухе

РН₃ стабилен, но легко загорается

AsH₃ и SbH₃ при нагревании легко разлагаются на простые вещества

BiH₃ разлагается на простые вещества при комнатной температуре

^**NH₃ загорается в атмосфере кислорода при высоких температурах и окисляется до N_2.В присутствии катализатора идет окисление кислородом воздуха до NO.

РН₃ легко воспламеняется и сгорает до Р₂О₅ (оксид фосфора тут же реагирует с другим продуктом горения – водой, образуя кислоту).

Каковы степени окисления азота и фосфора в продуктах окисления их водородных соединений? Составьте уравнения упомянутых выше реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

^*** Основные свойства водородных соединений элементов VA группы обусловлены наличием неподеленной электронной пары у центрального атома. Атом может предоставить эту электронную пару для образования связи, например, с ионом водорода по донорно-акцепторному механизму:

В водном растворе аммиак взаимодействует с ионом водорода, образующимся при диссоциации воды:

NH₃ + H⁺ NH₄⁺

NH₃ + H₂O NH₄⁺ + OH^-

В результате водный раствор аммиака приобретает щелочную среду.

С кислотами аммиак образует устойчивые соли аммония:

NH₃ + H₂SO₄ = NH₄HSO₄ гидросульфат аммония

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ сульфат аммония

От аммиака к висмутину основные свойства уменьшаются:

Фосфин (практически нерастворимый в воде) образует соли фосфония только с наиболее сильными кислотами: PH₄ClO₄, PH₄I. Эти соли нестойки и разрушаются под действием воды.

Арсин и стибин не образуют солей арсония и стибония. Однако получены соли аналогичных органических катионов тетраалкиларсония и тетраалкилстибония: AsR₄⁺, SbR₄⁺. Для висмутина такие соединения не существуют.
Электроотрицательность азота – третья по величине (после фтора и кислорода). Поэтому в водородных соединениях азота существует дополнительное межмолекулярное связывание – водородная связь. Из-за водородной связи аммиак, подобно воде, имеет более высокие температуры плавления и кипения, чем следует из экстраполяции данных для других водородных соединений, и завышенное значение удельной теплоемкости.

Рассмотрите график. Какое водородное соединение из изображенных на графике имеет самую высокую температуру кипения? Вспомните, у какого вещества в ряду Н₂О – Н₂Те максимальна температура кипения. В каком соединении водородные связи прочнее – в аммиаке или в воде? На основании чего можно сделать такой вывод?

жүктеу/скачать 75.5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: