Глава 3. Общая характеристика неметаллов

§ 14. Водородные и кислородные соединения неметаллов

Приведите примеры формул высших кислородных и летучих водородных соединений элементов 3-го периода. Для атомов каких элементов характерны такие водородные соединения?

Приведенные в нижней части периодической системы Д.И. Менделеева общие формулы высших кислородных и летучих водородных соединений элементов разных групп отражают типичные для этих групп элементов формы их соединений. Понятие «форма соединений» ввел в химию Д.И. Менделеев.

Общие формулы отражают состав соединений, типичный для целой группы или подгруппы элементов.

Задание. Опираясь на общие формулы водородных и кислородных соединений элементов 3-го периода, отметьте закономерные изменения состава и свойств этих соединений, а также изменения характера элементов.

Элементы-неметаллы, в отличие от металлов, имеют газообразные водородные соединения.

Их состав зависит от степени окисления неметалла

При рассмотрении свойств летучих водородных соединений неметаллов в соответствии с их положением в периодах периодической системы можно наблюдать некоторые общие закономерности в изменении их свойств (полярность, растворимость, характер водородных и кислородных соединений).

Так, полярность молекул газообразных водородных соединений у элементов 3-го периода возрастает с увеличением ОЭО атомов при переходе от IV группы к VII, т. е. при уменьшении отрицательной степени окисления центрального атома:

В этом же порядке возрастают растворимость соединений в воде, их кислотность и прочность.
Вы уже знакомы с хорошей растворимостью хлороводорода в воде.

Опыт. Еще раз обратимся к хорошо известному вам опыту по растворению хлороводорода в воде (см. учебник химии для 8 класса). Напомним, что в 1 л воды растворяется около 400 л хлороводорода. Вода с силой врывается в разреженное пространство, образовавшееся в сосуде, и бьет фонтаном, заполняя склянку. Добавленный в водный раствор лакмус краснеет, что доказывает образование кислоты.

Рассмотрим сущность этого процесса: молекулы хлороводорода полярны, хорошо растворимы в воде и диссоциируют в ней по уравнению:

Н₂O + НСl = Н₃O⁺ + Сl^-

При взаимодействии с водой каждая молекула хлороводорода отдает молекуле воды протон (катион водорода), который присоединяется к ней по донорно-акцепторному механизму, образуя ион гидроксония Н₃O⁺. Именно от этого иона зависят кислотные свойства раствора хлороводорода (см. § 5).

В периодах слева направо усиливается кислотный характер водородных соединений неметаллов:

В А-группах полярность молекул, растворимость и основный характер водородных соединений неметаллов в воде, наоборот, уменьшаются при переходе сверху вниз:

NH₃ → РН₃ → AsH₃

По отношению к воде летучие водородные соединения неметаллов можно разделить на три группы:

хорошо растворяющиеся в воде с диссоциацией на ионы (НСl, HBr, HI, H₂S, H₂Se, NH₃), проявляющие при этом кислотные или основные свойства;

соединения, разлагаемые водой. К ним относятся летучие водородные соединения бора, кремния, германия. Они подвергаются гидролизу с образованием свободного водорода и кислот:

ВН₃ + ЗН₂О = Н₃ВО₃ + ЗН₂

летучие водородные соединения неметаллов, не взаимодействующие с водой (например, фосфин — водородное соединение фосфора, метан — водородное соединение углерода и др.).

Газообразные водородные соединения, присущие p-элементам главных подгрупп, подчеркивают их неметаллический характер.

Окончание параграфа >>>