Глава 8. Химические свойства элементов

8.2.2. Гидроксиды

Наиболее типичные гидроксиды p-элементов с характеристикой их кислотно-основных свойств приведены в табл. 8.2. Кислотно-основные свойства соединений, содержащих группировку Э–O–H, определяются относительной прочностью связей Э–О и О–Н. Если связь Э–О прочнее связи О–Н, то гидроксид диссоциирует по кислотному типу Э–О–Н = Э–О^– + H⁺. Если прочнее связь О–Н, то соединение диссоциирует как основание Э–О–Н = Э⁺ + OH^–. Связь Э–О тем прочнее, чем больше заряд и меньше радиус иона элемента. Увеличение заряда и уменьшение радиуса Э усиливает связь Э–О, делает ее более ковалентной, а следовательно, более ионной и менее прочной связь О–Н.

На основании этих представлений можно сформулировать некоторые закономерности в изменении кислотно-основных свойств гидроксидов p-элементов:

1

Рисунок 8.4 Соляная кислота – бесцветная жидкость

1. При одинаковой степени окисления кислотные свойства гидроксидов в группе сверху вниз уменьшаются вследствие роста эффективного радиуса иона Эⁿ⁺.

   Так, в IIIА группе происходит усиление основных свойств: H₃BO₃ – кислота, Al(OH)₃ и Ga(OH)₃ – амфотерные соединения, In(OH)₃ – амфотерный гидроксид с преобладанием основной ионизации, Tl(OH)₃ – основание.

   В IVА группе Ge(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂ – амфотерные соединения, их основность растет от Ge к Pb; у Ge(OH)₂ преобладает кислотная ионизация, у Pb(OH)₂ – основная.

   В VА группе также наблюдается общая закономерность: HNO₂ и H₃PO₃ – слабые кислоты, H₃AsO₃ – амфотерная кислота, Sb(OH)₃ – амфотерное основание, Bi(OH)₃ – основание. Все гидроксиды p-элементов VIА и VIIА групп являются кислотами. Сила кислот уменьшается сверху вниз в каждой группе. Так, H₂SO₄ и H₂SeO₄ – сильные кислоты, теллуровая H₂TeO₄ – слабая кислота. В ряду слабых кислот SO₂ · H₂O – H₂SeO₃ – H₂TeO₃ у теллуристой кислоты проявляется амфотерность. Кислотные свойства также ослабевают от Cl к I, например, HClO и HBrO – слабые кислоты, а HIO – амфотерное соединение.

2. С увеличением положительной степени окисления элемента уменьшается эффективный радиус, поэтому кислотные свойства гидроксидов усиливаются. Так, SO₂ · H₂O и HNO₂ – слабые кислоты, а H₂SO₄ и HNO₃ – сильные; TlOH – сильное основание, Tl(OH)₃ – слабое; Pb(OH)₂ – гидроксид основного характера, PbO₂ · nH₂O – кислотного.

3. Кислотные свойства гидроксидов в периоде возрастают с ростом Z. Это объясняется тем, что в результате увеличения заряда растет ковалентность связи Э–О и, как следствие этого, ионность связи О–Н.