خصائص واتجاهات مركبات عناصر الكتلة S والفوسفور - الجلسة الثانية

تشكل عناصر الكتلة S والكتلة P مركبات قد تتصرف كأحماض أو قواعد أو كليهما. المركبات التي تتصرف كأحماض وقواعد تسمى أمفوتيرية. سنناقش الطبيعة الحمضية والقاعدية والأمفوتيرية للمركبات المختلفة التي تتكون من عناصر كتلة S و P. وسوف نناقش أيضًا اتجاه الطبيعة الحمضية والقاعدية لهذه المركبات في فترات ومجموعات الجدول الدوري.

الهاليدات هي مركبات ثنائية تتكون من ذرة هالوجين متحدة مع أي ذرة أخرى. الهالوجينات هي عناصر المجموعة 7A والتي تشمل الفلور والكلور والبروم واليود. بعض الأمثلة على الهاليدات التي تشكلها عناصر الكتلة s هي كلوريد الصوديوم وكلوريد المغنيسيوم وكلوريد الكالسيوم وكلوريد البوتاسيوم. بعض الهاليدات التي تتكون من عناصر الكتلة p هي رباعي كلوريد الكربون وثلاثي كلوريد الفوسفور وخماسي كلوريد الفوسفور.

تتناقص قاعدية الهاليدات إلى الأسفل في المجموعة. يوضح الشكل الترتيب التنازلي لقاعدية أيونات الهاليد. يعتبر أيون الفلوريد هو الأكثر قاعدية في الطبيعة بينما يعتبر أيون اليوديد هو الأقل قاعدية في الطبيعة.

تحدد الطبيعة الكهروسالبية والكهروسالبية للذرة المركزية للأكسيد ما إذا كان الأكسيد حمضيًا أم قاعديًا. إذا كانت الذرة المركزية للأكسيد ذات شحنة كهربائية موجبة للغاية، فإن الأكسيد يكون قاعديًا بطبيعته. إذا كانت الذرة المركزية للأكسيد ذات كهرسلبية عالية، فإن الأكسيد يكون حمضيًا بطبيعته. نحن نعلم أن عناصر الكتلة S لها شحنة كهربائية إيجابية للغاية، وتقل هذه الشحنة الكهربائية الإيجابية كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. ترتفع السالبية الكهربية من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري.

ويمكننا أن نستنتج أن الخصائص الحمضية للأكاسيد ترتفع من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. ومن ناحية أخرى، تتناقص الخصائص الأساسية للأكاسيد من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. على سبيل المثال، أكاسيد عناصر الكتلة s هي أساسية بطبيعتها. تتفاعل الأكاسيد القاعدية مع الماء لتكوين محلول قاعدي. يتفاعل أكسيد المغنيسيوم مع الماء لتكوين هيدروكسيد المغنيسيوموبنفس الطريقة يتفاعل أكسيد البوتاسيوم مع الماء لتكوين هيدروكسيد البوتاسيوم.

تشكل أكاسيد عناصر الكتلة p أكاسيد حمضية. الأكسيد الذي يطلق حمضًا عند اتحاده مع الماء يسمى أكسيد حمضي. بعض الأمثلة على الأكاسيد الحمضية هي SO₂, CO₂, SO₃، و NO₂. يتحد ثاني أكسيد الكبريت مع الماء لتكوين حمض الكبريتيك. يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الماء لتكوين حمض الكربونيك. يتحد ثالث أكسيد الكبريت مع الماء لتكوين حمض الكبريتيك. يتحد ثاني أكسيد النيتروجين مع الماء لتكوين حمض النيتريك.

كما نعلم أن السالبية الكهربية للذرات تتناقص إلى الأسفل في المجموعة. بسبب انخفاض السالبية الكهربية للذرة المركزية للأكسيد، تنخفض الخصائص الحمضية للأكسيدات إلى الأسفل في المجموعة. ترتفع الخصائص الأساسية للأكاسيد في المجموعة لأن الإيجابية الكهربية للذرة المركزية للأكسيد ترتفع إلى الأسفل في المجموعة. على سبيل المثال، يعتبر هيدروكسيد الباريوم أكثر قاعدية من هيدروكسيد البريليوم.

الهيدريدات هي فئة من المركبات الكيميائية التي يتحد فيها الهيدروجين مع عنصر آخر. بعض الأمثلة على الهيدريدات هي حمض الهيدروكلوريك وهيدريد الليثيوم والميثانالهيدريدات المتكونة من عناصر الكتلة s هي قواعدية بطبيعتها. في حين أن الهيدريدات المتكونة من عناصر الكتلة p تكون حمضية بطبيعتها. يوضح هذا أن الطبيعة الأساسية للهيدريدات تتناقص من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. تظهر الطبيعة الحمضية للهيدريدات من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري.

ترتفع الطبيعة الحمضية للهيدريدات من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة لأن الرابطة المتكونة بين الذرة الأكبر وذرة الهيدروجين تكون ضعيفة ويمكن التبرع بالهيدروجين بسهولة في الماءعلى سبيل المثال، H₂Teأكثر حمضية من H2O. هذا بسبب حجم Teأكبر من ذرة الأكسجين. الماء عبارة عن هيدريد أمفوتيري. تعني كلمة أمفوتيرية أن النوع يمكنه أن يتصرف كحمض وقاعدة في نفس الوقت. عندما يتفاعل الماء مع الحمض فإنه يعمل كقاعدة. عندما يتفاعل مع قاعدة فإنه يعمل كحمض.

تُسمى هذه المجموعة بمجموعة الهيدروكسيد. عندما يتحد المعدن مع الهيدروكسيد فإنه يشكل هيدروكسيد المعدن. تتكون هيدروكسيدات المعادن في الغالب من عناصر كتلة s. بعض الأمثلة على هيدروكسيدات المعادن هي هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم. يتم تشكيل هيدروكسيدات غير معدنية بواسطة عناصر كتلة p. المركب حمض الهيدروكلوريك هو عبارة عن هيدروكسيد غير معدني.

سنناقش الآن الطبيعة الحمضية والقاعدية للهيدروكسيدات. عناصر الكتلة s تشكل هيدروكسيدات أساسية. يرجع ذلك إلى الخصائص الكهروستاتيكية العالية لمعادن عناصر الكتلة s. على سبيل المثال، يتأين هيدروكسيد الصوديوم في الماء لتكوين أيون الصوديوم وأيون الهيدروكسيد. وجود أيون الهيدروكسيد في الماء يجعل المحلول قاعديًا.

العناصر الموجودة في الكتلة p تشكل في الغالب هيدروكسيدات حمضية. يرجع ذلك إلى السالبية الكهربية العالية لعناصر الكتلة p. على سبيل المثال، HOClذات طبيعة حمضية. وذلك لأن ذرة الكلور ذات كهرسلبية عالية. يقوم بجذب زوج مشترك من الإلكترونات من ذرة الهيدروجين ويفصل ذرة الهيدروجين على شكل أيون هيدروجين. وجود أيونات الهيدروجين في المحلول يجعل المحلول حمضيًا.

تتناقص قاعدية الهيدروكسيدات من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. ترتفع حموضة الهيدروكسيدات من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. يحدث هذا بسبب ارتفاع السالبية الكهربية من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري. على سبيل المثال، HOClأكثر حمضية مقارنة بـ NaOHبسبب السالبية الكهربية العالية لذرة الكلور مقارنة بذرة الصوديوم. بصورة مماثلة، NaOHهو أكثر أساسية بالمقارنة مع HOClبسبب الإيجابية الكهربائية العالية لذرة الصوديوم مقارنة بذرة الكلور.

الآن دعونا نناقش اتجاه الحموضة أو قاعدية الهيدروكسيدات في المجموعة. ترتفع قاعدية الهيدروكسيدات من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة. يرجع ذلك إلى أنه عندما يزداد حجم الذرة المرتبطة بمجموعة الهيدروكسيد إلى الأسفل في المجموعة، فإن المسافة بين النواة ذرة الكاتيون وأيون الهيدروكسيد تنمو. لذلك، فإن أيون الهيدروكسيد يتأين بسهولة مما يجعل المحلول أكثر قاعدية. على سبيل المثال، يعتبر هيدروكسيد البوتاسيوم أكثر قاعدية من هيدروكسيد الليثيوم. يرجع ذلك إلى الحجم الذري الكبير للبوتاسيوم مما يؤدي إلى ارتفاع المسافة بين البوتاسيوم وأيون الهيدروكسيد. ونتيجة لذلك، فإن أيون الهيدروكسيد الموجود في هيدروكسيد الليثيوم يتأين بسهولة.