P ブロック元素の元素および化合物の特性と反応 - セッション 3

過酸化物。 P ブロック元素の可変酸化状態。ハロゲン化水素の酸性強度の変化。 P ブロック元素の化合物の加水分解。希ガスとその化合物。 P ブロック元素の両性性質。

過酸化物は、酸素-酸素単結合を含む化合物の一種です。過酸化物は官能基を有する R-O-O-R。 R は任意の要素を表します。過酸化物中の酸素の酸化状態は負の1です。過酸化物の例としては過酸化水素などがある H2O2過酸化ナトリウムなどの金属過酸化物 Na2O2過酸化magnesium Mg2O2。

過酸化水素は還元剤として作用します。過酸化水素が酸化銀と反応すると、酸化銀が銀に還元されます。銀の酸化状態は、酸化銀の正の 1 から銀のゼロに変化します。酸化銀は還元される。過酸化水素は酸化剤としても作用します。過酸化水素が硫化鉛と反応すると、硫化鉛が硫酸鉛に酸化されます。硫黄の酸化状態は、硫化鉛のマイナス 2 から硫酸鉛のプラス 6 に変化します。過酸化水素自体は水に還元されます。

P ブロック元素の中には、さまざまな酸化状態を示すものがあります。例えば、メタンなどの一部の化合物では炭素原子はマイナス4の酸化状態を持ちます CH4。これは炭素原子が水素原子よりも電気陰性度が高いためです。炭素は二酸化炭素でも正の4酸化状態を示す CO2。これは酸素が炭素よりも電気陰性度が高いためです。炭素ギ酸中の炭素の酸化状態は正の2です。ホルムアルデヒド中の炭素の酸化状態はゼロです。メタノール中の炭素の酸化状態はマイナス2です。

窒素は、アンモニアのような化合物ではマイナス3からマイナス3までのさまざまな酸化状態を示すことができる NH3硝酸のような化合物ではプラス5 HNO3。酸素の酸化状態は一般的にマイナス2です。例えば水中では H2O酸素は負の2つの酸化状態を持ちます。酸素は、一部の化合物では正の酸化状態を示すこともあります。例えば過酸化水素 H2O2酸素の酸化状態はマイナス1です。

塩素などのハロゲンは、一般的に負の酸化状態を持ちます。例えば塩化水素 HCl塩素の酸化状態はマイナス1です。塩素は正の酸化状態を示すこともあります。例えば、過塩素酸などの塩素のオキソ酸では HClO4塩素の酸化数は正7です。これは酸素が塩素よりも電気陰性度が高いためです。

リンは、ホスフィンのような化合物では、マイナス3からマイナス3の範囲の酸化状態を示すことができる PH3リン酸のような化合物ではプラス5 H3PO4。硫黄（S） - 硫黄は硫化水素のような化合物ではマイナス2からマイナス2の範囲の酸化状態を示すことができる H2S硫酸のような化合物では正の6になる H2SO4。

ハロゲン化水素は、水素とハロゲン原子からなる二元酸のグループです。フッ素、塩素、臭素、ヨウ素はハロゲンと呼ばれます。これらのハロゲン化水素にはフッ化水素酸が含まれる HF、塩酸 HCl、臭化水素酸 HBrおよびヨウ化水素酸 HI。フッ化水素酸 HFハロゲン化水素の中で最も弱い酸です。ヨウ化水素酸 HIハロゲン化水素の中で最も強い酸です。

これらのハロゲン化水素の酸性の強さは、周期表でフッ化水素から下に行くほど強くなります HFヨウ化水素 HI。グループの下に行くにつれて、ハロゲン原子のサイズが大きくなります。その結果、水素とハロゲン原子間の結合強度が低下します。そのため、水素原子とハロゲン原子間の結合が解離しやすくなります。その結果、水素イオン H+ ion容易に放出され、酸の強度が上昇します。

フッ化水素からヨウ化水素への酸性度の上昇に関係するもう一つの要因は電気陰性度です。ハロゲン原子の電気陰性度は、グループ内で下に行くにつれて減少します。これは、ハロゲン原子が電子を自分自身に引き付ける効果が低下することを意味します。したがって、水素ハロゲン結合における共有電子対は、ハロゲン原子に対してあまり分極しません。これにより、結合が切断され、水素イオンが放出されやすくなります。

ハロゲン化物イオンの安定性もハロゲン化水素の酸性の強さを決定します。ハロゲン化水素が水に溶けると、水素イオンとハロゲン化物イオンに解離します。ハロゲン化水素のハロゲン化物イオンが安定している場合、そのハロゲン化水素は酸性度が高くなります。例えば、ヨウ化物イオン I- ion塩化物イオンよりも安定している Cl- ionヨウ化物イオンの大きい側のため。これにより、ヨウ化水素は塩化水素よりも酸性が強くなります。

加水分解は、水を使って化合物をより小さな成分に分解する化学反応です。ホウ素、炭素、窒素、酸素、フッ素、ケイ素などの p ブロック元素の化合物は加水分解反応を起こすことができます。 p ブロック化合物の加水分解により、化合物の性質に応じて酸または塩基が生成されます。三塩化ホウ素の加水分解 BCl3ホウ酸と塩酸が生成されます。同様に、シリコンの加水分解によりケイ酸と塩酸が生成されます。

第 15 族元素の塩化物も加水分解を受けます。例えば、塩化アンモニウムの加水分解 NH4Clアンモニアと塩酸が生成されます。三塩化リンは加水分解により亜リン酸と塩酸を形成します。加水分解反応は、新しい化合物を合成したり、さまざまな元素の化学的性質を研究したりするために使用できます。

第 18 族の元素は希ガスと呼ばれます。これらの元素には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンが含まれます。希ガスは一般に反応性が低く、他の元素と容易に化学結合を形成しません。価電子殻は電子で完全に満たされています。しかし、極端な条件下では、他の元素と化合物を形成する可能性があります。希ガスの中で、キセノンは安定した化合物を形成します。

キセノンは触媒の存在下でフッ素と反応して四フッ化キセノンを形成します。この反応は発熱性が高く、生成物は反応性の高い黄色の結晶性固体です。キセノンがフッ化コバルトなどの強力な酸化剤の存在下でフッ素ガスと反応すると、六フッ化キセノンが生成されます。この反応も非常に発熱性があり、生成物は無色の結晶性固体です。六フッ化キセノンは水と反応して酸化キセノンとフッ化水素を形成します。

両性性質とは、反応条件に応じて、化学種が酸としても塩基としても作用する能力を指します。多くの p ブロック元素は両性挙動を示します。酸と塩基の両方と反応してさまざまな生成物を形成できます。たとえば、アルミニウムは塩酸などの酸と反応して塩化アルミニウムと水素ガスを形成します。アルミニウムは水酸化ナトリウムなどの塩基と反応して、アルミン酸ナトリウムと水素ガスを形成することもあります。

同様に、硫黄も酸と塩基の両方と反応します。硫黄は硫酸と反応して二酸化硫黄ガスと水を形成します。硫黄が水酸化ナトリウムなどの塩基と反応すると、硫化ナトリウム、チオ硫化ナトリウム、水が生成されます。

D ブロック元素の元素および化合物の特性と反応 - セッション 1

P ブロック元素の元素および化合物の特性と反応 - セッション 3

過酸化物。 P ブロック元素の可変酸化状態。 ハロゲン化水素の酸性強度の変化。 P ブロック元素の化合物の加水分解。 希ガスとその化合物。 P ブロック元素の両性性質。

過酸化物。 P ブロック元素の可変酸化状態。ハロゲン化水素の酸性強度の変化。 P ブロック元素の化合物の加水分解。希ガスとその化合物。 P ブロック元素の両性性質。