S ブロック元素と P ブロック元素の化合物の特性と傾向 - セッション 2

S ブロック元素と P ブロック元素は、酸または塩基、あるいはその両方として作用する化合物を形成します。 酸としても塩基としても作用する化合物は両性と呼ばれます。 S ブロック元素と P ブロック元素によって形成されるさまざまな化合物の酸性、塩基性、両性の性質について説明します。 また、周期表の周期とグループにおけるこれらの化合物の酸性と塩基性の傾向についても説明します。

ハロゲン化物は、ハロゲン原子と他の原子が結合した二元化合物です。 ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素を含む第 7A 族元素です。 s ブロック元素によって形成されるハロゲン化物の例としては、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどがあります。 pブロック元素によって形成されるハロゲン化物には、四塩化炭素、三塩化リン、五塩化リンなどがあります。

ハロゲン化物の塩基性度はグループ内で下に向かうにつれて低下します。 ハロゲン化物イオンの塩基性の減少順序が示されています。 自然界では、フッ化物イオンが最も塩基性が高く、ヨウ化物イオンが最も塩基性が低いです。

酸化物の中心原子の電気陽性と電気陰性の性質によって、酸化物が酸性か塩基性かが決まります。 酸化物の中心原子が非常に電気陽性である場合、その酸化物は本質的に塩基性です。 酸化物の中心原子の電気陰性度が高い場合、酸化物は本質的に酸性です。 S ブロック元素は電気陽性度が非常に高く、周期表の左から右に移動するにつれて電気陽性度が減少することがわかっています。 周期表では、電気陰性度は左から右に向かって増加します。

酸化物の酸性特性は周期表の左から右に向かって上昇すると結論付けることができます。 一方、酸化物の基本的な特性は、周期表の左から右に向かって減少します。 たとえば、s ブロック元素の酸化物は本質的に塩基性です。 塩基性酸化物は水と反応して塩基性溶液を形成します。 酸化マグネシウムは水と反応して水酸化マグネシウムを形成します同様に、酸化カリウムは水と反応して水酸化カリウムを形成します。

pブロック元素の酸化物は酸性酸化物を形成します。 水と結合すると酸を発生する酸化物を酸性酸化物と呼びます。 酸性酸化物の例としては、 SO₂、 CO₂、 SO₃、 そして NO₂。 二酸化硫黄は水と結合して亜硫酸を形成します。 二酸化炭素は水と結合して炭酸を形成します。 三酸化硫黄は水と結合して硫酸を形成します。 二酸化窒素は水と結合して硝酸を形成します。

ご存知のように、原子の電気陰性度はグループ内で下に向かうにつれて減少します。 酸化物の中心原子の電気陰性度が減少するため、酸化物の酸性特性はグループ内で下に行くほど低下します。 酸化物の基本的な特性は、酸化物の中心原子の電気陽性度がグループ内で下に行くほど高くなるため、グループ内で高くなります。 たとえば、水酸化バリウムは水酸化ベリリウムよりも塩基性が高いです。

水素化物は、水素が他の元素と結合した化合物の一種です。 水素化物の例としては、塩酸、水素化リチウム、メタンなどがありますs ブロック元素によって形成される水素化物は本質的に塩基性です。 一方、p ブロック元素によって形成される水素化物は、本質的に酸性です。 これは、周期表の左から右に向かって水素化物の基本的な性質が減少することを示しています。 水素化物の酸性の性質は、周期表の左から右に向かって増加します。

水素化物の酸性の性質は、グループ内の上から下に向かって高くなりますこれは、より大きな原子と水素原子の間に形成される結合が弱く、水素が水中で容易に供与されるためです例えば、 H₂TeH₂Oよりも酸性が強いです。 これは、 Te酸素原子よりも大きい。 水は両性水素化物です。 両性とは、ある種が酸としても塩基としても振る舞うことができることを意味します。 水は酸と反応すると塩基として作用します。 塩基と反応すると酸として作用します。

この基は水酸化物基と呼ばれます。 金属が水酸化物と結合すると、金属水酸化物が形成されます。 金属水酸化物は主にsブロック元素によって形成されます。 金属水酸化物の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムなどがあります。 非金属水酸化物はpブロック元素によって形成されます。 化合物塩化水素酸は非金属水酸化物です。

ここで、水酸化物の酸性と塩基性について説明します。 s ブロックの元素は塩基性水酸化物を形成します。 これは、s ブロック元素の金属の電気陽性特性が高いためです。 例えば、水酸化ナトリウムは水中でイオン化してナトリウムイオンと水酸化物イオンを形成します。 水中に水酸化物イオンが存在すると、溶液は塩基性になります。

pブロックの元素は主に酸性水酸化物を形成します。 これはpブロック元素の電気陰性度が高いためです。 例えば、 HOCl本質的に酸性です。 これは塩素原子の電気陰性度が非常に高いためです。 水素原子から共有電子対を引き寄せ、水素原子を水素イオンとして分離します。 溶液中に水素イオンが存在すると、溶液は酸性になります。

水酸化物の塩基性は周期表の左から右に向かって減少します。 水酸化物の酸性度は周期表の左から右に向かって高くなります。 これは周期表の左から右に向かって電気陰性度が上昇するためです。 例えば、 HOClより酸性である NaOH塩素原子の電気陰性度はナトリウム原子に比べて高いためです。 同様に、 NaOHは、より基本的なものです HOCl塩素原子と比較してナトリウム原子の電気陽性度が高いためです。

ここで、グループ内の水酸化物の酸性度または塩基性の傾向について説明します。 水酸化物の塩基性度は、グループ内の上から下に向かって高くなります。 これは、水酸化物基に結合した原子のサイズが基内で下に向かって大きくなるにつれて、陽イオン原子と水酸化物イオン間の核間距離が大きくなるためです。 そのため、水酸化物イオンは容易にイオン化され、溶液はより塩基性になります。 たとえば、水酸化カリウムは水酸化リチウムよりも塩基性が強いです。 これは、カリウムの原子サイズが大きいため、カリウムと水酸化物イオン間の核間距離が増加するためです。 その結果、水酸化リチウム中の水酸化物イオンは容易にイオン化されます。