p-Элементы

p-Элементы имеют общую электронную конфигурацию ns 2np 1–6 и образуют подгруппы IIIА, IVА, VА, VIА, VIIА и VIIIА периодической системы.

В подгруппе IIIА рассматривают отдельно B, Al и подгруппу галлия (Ga, In, Tl), в IVА – C, Si и подгруппу германия (Ge, Sn, Pb), в VА – N, P и подгруппу мышьяка (As, Sb, Bi), в VIА – O и подгруппу халькогенов (S, Se, Te, Po), в VIIА – галогены (F, Cl, Br, I, At), в VIIIА – Ne, Ar и подгруппу криптона (Kr, Xe, Rn).

Рисунок 8.3.

Атмосфера Земли состоит, в основном, из молекул p-элементов: азота и кислорода.

В отличие от s-элементов, p-элементы поливалентны (табл. 8.5). Высшие положительные степени окисления равны номеру группы, отрицательные – числу неспаренных электронов для элементов IVА–VIIА подгрупп. Для элементов подгруппы Kr возможны только формально положительные четные степени окисления.

При переходе сверху вниз в подгруппах возрастает разница энергий s- и p-подуровней, поэтому легким элементам свойственны высшие степени окисления, тяжелым – низшие. Так, в подгруппе IVА стабильность соединений Э 2+ возрастает в ряду Ge 2+ < Sn 2+ < Pb 2+. В той же последовательности уменьшается устойчивость соединений Э 4+. Подтверждением этому служит изменение термической устойчивости водородных соединений ЭH 4.

ЭH 4

CH 4

SiH 4

GeH 4

SnH 4

PbH 4

t разл , °C

800

450

285

150

0

Таблица 8.3.

В табл. 8.5 приведены основные характеристики элементов IIIА–VIIА подгрупп.

Восстановительные свойства p-элементов в группе сверху вниз усиливаются, а окислительные ослабевают. Примером тому может служить изменение значений E ° для Г 2

F 2

Cl 2

Br 2

I 2

2,86

1,36

1,07

0,53

Таблица 8.4.

и реакции типа

Окислителями и восстановителями являются соединения, в которых элементы находятся в неустойчивых степенях окисления и в ходе реакции переходят в более устойчивые. Так, для элементов IVА подгруппы стабильность степени окисления +2 увеличивается с ростом порядкового номера. Если Ge +2 – сильный восстановитель, то Pb +4 – энергичный окислитель.

Окислительная активность Pb +4 проявляется в реакции при разрядке свинцового аккумулятора