Propriétés et tendances des composés des éléments des blocs S et P - Session 1

Nous savons que la solubilité est la capacité d’un composé, qu’il soit en phase solide, liquide ou gazeuse, à se dissoudre dans un solvant particulier. Les sels formés par les éléments du bloc s sont principalement solubles dans l'eau. Cela est dû aux caractéristiques électropositives élevées des éléments du bloc s. Lorsque ces sels sont dissous dans l’eau, ils s’ionisent en ions individuels. Ensuite, ces ions sont entourés de molécules d’eau. L'entourage des ions par des molécules d'eau est appelé hydratation. L’énergie libérée au cours de ce processus est appelée énergie d’hydratation. Le changement d'enthalpie lorsqu'un cristal ionique est formé à partir de ses ions est appelé enthalpie de réseau.

Nous savons que lorsqu’un acide se combine avec une base, il forme du sel et de l’eau. Si l'enthalpie d'hydratation est supérieure à l'enthalpie du réseau d'un sel, alors il est soluble dans l'eau. Par exemple, les sels de chlorure formés par les éléments du bloc s sont le chlorure de sodium, le chlorure de potassium, le chlorure de béryllium, le chlorure de magnésium, le chlorure de calcium, le chlorure de strontium et le chlorure de baryum. Certains de ces sels sont solubles dans l’eau. Mais le degré de solubilité de ces sels varie.

Par exemple, le chlorure de sodium est plus soluble dans l’eau que le chlorure de potassium. Cela est dû à la taille plus petite de l’ion sodium par rapport à l’ion potassium. L'énergie d'hydratation de l'ion sodium est également supérieure à celle de l'ion potassium. La solubilité des sels de chlorure des métaux alcalino-terreux diminue vers le bas du groupe du béryllium au baryum.

Le chlorure de béryllium est plus soluble dans l’eau que le chlorure de baryum. Ceci est dû à la grande taille de l’ion baryum par rapport à l’ion béryllium. De plus, l’énergie d’hydratation de l’ion béryllium est supérieure à celle de l’ion baryum. L'ordre décroissant de solubilité des chlorures de métaux alcalino-terreux est illustré ici.

De même, la solubilité des sels d'iodure et des sels de bromure des métaux alcalino-terreux diminue vers le bas du groupe. Le bromure de sodium est plus soluble dans l’eau que le bromure de potassium. Lequel sera le plus soluble dans l’eau ? Iodure de sodium ou iodure de potassium ? Discutons maintenant de la solubilité des sels de sulfate des éléments du bloc s. La solubilité des sels de sulfate des éléments du bloc s diminue également de haut en bas dans un groupe.

Par exemple, le sulfate de magnésium est plus soluble dans l’eau que le sulfate de baryum. Cela est dû au fait que de haut en bas dans un groupe, la diminution de l'énergie d'hydratation est plus importante que la diminution de l'énergie du réseau. Pour cette raison, le sulfate de baryum est moins soluble dans l’eau que le sulfate de magnésium. L'ordre décroissant de solubilité des sels de sulfate de métaux alcalino-terreux dans l'eau est illustré.

Le carbonate de sodium et de potassium sont solubles dans l’eau. Le carbonate de béryllium est également soluble dans l’eau. Le carbonate de magnésium, le carbonate de calcium, le carbonate de strontium et le carbonate de baryum sont insolubles dans l’eau. C’est parce que leur énergie d’hydratation est inférieure à leur énergie de réseau. La solubilité des sels de carbonate et de bicarbonate des métaux alcalino-terreux diminue vers le bas dans un groupe en raison de la diminution de l'énergie d'hydratation. L'ordre décroissant de solubilité des sels de carbonate et de bicarbonate des métaux alcalino-terreux est illustré ici.

Les sels de nitrite des éléments du bloc S sont tous solubles dans l’eau. Leur solubilité diminue vers le bas dans un groupe en raison de la diminution de l'enthalpie d'hydratation des cations de haut en bas dans un groupe. Par exemple, le nitrite de béryllium est plus soluble dans l’eau que le nitrite de baryum. La solubilité des sels de sulfite des éléments du bloc s diminue également vers le bas dans un groupe. Cela est dû à la diminution de l’enthalpie d’hydratation des cations de haut en bas dans un groupe.

Les sulfures de tous les métaux, à l’exception du calcium, du césium, du magnesium et du baryum, sont peu solubles dans l’eau. Ceci est dû à l’instabilité des ions sulfure. Les ions sulfure subissent une hydrolyse. Le sulfure de lithium est soluble dans l’eau. Le sulfure de sodium est également facilement soluble dans l’eau. Alors que le sulfure de potassium est modérément soluble dans l’eau.

Nous allons maintenant discuter de la stabilité thermique des sels de carbonate, de bicarbonate et de nitrate formés par les éléments du bloc s. La décomposition thermique est la division d'un composé en le chauffant. Nous discuterons d’abord de la stabilité thermique des nitrates des éléments du bloc s. Les nitrates des éléments du groupe un et du groupe deux se décomposent lors du chauffage pour donner de l'oxyde métallique, du dioxyde d'azote gazeux et de l'oxygène gazeux. La réaction de décomposition est donnée dans l'illustration.

Une stabilité thermique élevée signifie que le composé est moins susceptible de se décomposer lors du chauffage. La stabilité thermique des nitrates des éléments du groupe un et du groupe deux augmente de haut en bas dans un groupe. Cela est dû à la nature ionique des cations. Par exemple, le nitrate de baryum est thermiquement plus stable que le nitrate de magnésium. Cela est dû à la petite taille cationique du magnésium par rapport au baryum. Les deux ions ont le même a +2.

Mais en raison de la petite taille de l’ion magnésium, la densité de charge est plus concentrée sur l’ion magnésium. De ce fait, il attire davantage vers lui la densité électronique de l'atome d'oxygène hautement électronégatif du nitrate. Ainsi, l’ion nitrate devient polarisé. En d’autres termes, nous pouvons dire que la liaison entre l’atome d’azote et l’atome d’oxygène dans l’ion nitrate devient plus polarisée. Si l’anion est plus polarisé, alors moins de chaleur est nécessaire pour la décomposition. En conséquence, la liaison entre l’atome d’azote et l’atome d’oxygène est facilement rompue.

Dans le cas du nitrate de baryum, en raison de la grande taille cationique de l'ion baryum, la densité de charge n'est pas concentrée et n'attire pas la densité électronique de l'atome d'oxygène dans l'ion nitrate vers lui-même. En conséquence, l’ion nitrate est moins polarisé. Cela signifie que plus de chaleur sera nécessaire pour rompre la liaison entre l’atome d’azote et l’atome d’oxygène dans un ion nitrate. Cela rend le nitrate de baryum thermiquement plus stable.

Nous allons maintenant discuter de la stabilité thermique des sels de carbonate des éléments du bloc s. Sels de carbonate de Group Iet Group IIles éléments se décomposent lors du chauffage pour donner de l'oxyde métallique et du gaz carbonique. La réaction de décomposition est donnée dans l'illustration. Stabilité thermique des carbonates de Group Iet Group IIles éléments s'élèvent de haut en bas dans un groupe. Cela est dû à la nature ionique du cation.

Par exemple, le carbonate de baryum est thermiquement plus stable que le carbonate de magnésium. Cela est dû à la petite taille cationique du magnésium par rapport au baryum. Les deux ions ont le même +2. Mais en raison de la petite taille de l’ion magnésium, la densité de charge est plus concentrée sur l’ion magnésium. De ce fait, il attire davantage vers lui la densité électronique de l'atome d'oxygène hautement électronégatif de l'ion carbonate. L'ion carbonate devient polarisé.

Comme nous le savons, plus l’anion est polarisé, moins de chaleur est nécessaire à la décomposition. En conséquence, la liaison entre l’atome de carbone et l’atome d’oxygène est facilement rompue. Pendant ce temps, dans le cas du carbonate de baryum, en raison de la grande taille cationique de l'ion baryum, la densité de charge n'est pas concentrée et n'attire pas davantage la densité électronique de l'atome d'oxygène dans l'ion nitrate vers lui-même. En conséquence, l’ion carbonate est moins polarisé. Cela signifie que davantage de chaleur sera nécessaire pour rompre la liaison entre l’atome de carbone et l’atome d’oxygène dans l’ion carbonate. Cela rend le carbonate de baryum thermiquement plus stable.

Bicarbonates de Group Iet Group IIles métaux se décomposent lorsqu'ils sont chauffés pour donner du carbonate métallique, du dioxyde de carbone et de l'eau. La stabilité thermique des bicarbonates augmente vers le bas dans un groupe en raison de la diminution du pouvoir polarisant du cation métallique. La stabilité thermique des sels de carbonate et de bicarbonate augmente vers le bas dans un groupe. Parmi le bicarbonate de calcium et le bicarbonate de baryum, lequel est thermiquement le plus stable et pourquoi ?.