Элементы VА группы в соединениях проявляют как положительную, так и отрицательную степень окисления.
Положительную степень окисления они проявляют при взаимодействии с атомами более электроотрицательных элементов, чем сами. В этом случае они выступают в роли восстановителей и отдают другим атомам неспаренные электроны со своего внешнего слоя. Величина степени окисления при этом будет равна +3 (в стационарном состоянии) или +5 (в возбужденном состоянии). Атомы азота также могут проявлять степень окисления +5, образуя 4 ковалентные связи (три по обменному механизму и одну по донорно-акцепторному), как, например, в молекуле азотной кислоты: Причем при образовании ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму они отдают более электроотрицательному атому кислорода не один неспаренный электрон, а сразу 2 (т.е. готовую электронную пару). Отрицательную степень окисления элементы VА группы проявляют при взаимодействии с атомами менее электроотрицательных элементов, чем сами. В этом случае они выступают в роли окислителя и забирают от других атомов три недостающих до завершения своего внешнего слоя электрона. Величина степени окисления при этом равна -3. С водородом элементы VA группы образуют газообразные соединения вида: Из-за меньшей разницы в электроотрицательности связь R-H у элементов данной группы менее полярная и более крепкая, чем связи в аналогичных соединениях с водородом у галогенов и халькогенов. Поэтому водородные соединения пниктогенов не обладают кислотными свойствами и не отщепляют в водном растворе ионы H+. При растворении в воде, они, наоборот, могут присоединять к себе ион Н+ по донорно-акцепторному механизму, проявляя тем самым основные свойства:
RH3 + H2O = RH4+ + OH‾
Однако такая реакция характерна лишь для NH3. Фосфин (РН3) может присоединять к себе ион водорода только в растворах сильных кислот. Для водородных соединений других элементов подгруппы подобные реакции практически не характерны.
Термическая устойчивость водородных соединений в группе сверху вниз уменьшается. Арсин (AsH3), стибин (SbH3) при слабом нагревании легко распадаются с образованием простых веществ. Висмутин (BiH3) неустойчив уже при обычных условиях, его достаточно сложно получить и поэтому он мало изучен. Водородные соединения элементов VA группы являются сильными восстановителями, особенно BiH3, и обладают токсическими свойствами. С кислородом пниктогены образуют оксиды вида R2O3 и R2O5. Кислотный характер этих оксидов в группе сверху вниз уменьшается. Особенно это характерно оксидам вида R2O3: N2O3, Р2О3 – кислотные оксиды, As2O3 – амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств, Sb2О3 – амфотерный оксид с преобладанием оснóвных свойств, Bi2О3 – оснóвный оксид. Такой характер изменения кислотности оксидов объясняется увеличением металлических и уменьшением неметаллических свойств у элементов в группе сверху вниз. Кислотным оксидам элементов данной группы соответствуют метакислоты: H O2 или H O3, либо ортокислоты H3 O3 или H3 O4 (оксиды азота образуют только метакислоты HNO2 и HNO3). Сила однотипных кислородсодержащих кислот в группе сверху вниз уменьшается. В VА группе закономерно изменяются физические свойства и реакционная способность простых веществ, образуемых ее элементами. Сверху вниз растет их плотность. Температура плавления изменяется в соответствии с типом кристаллической решетки, присущей данному веществу. Азот (N2) имеет самую низкую температуру плавления, т.к. при обычных условиях он находится в газообразном состоянии. Наибольшую температуру плавления имеет черный фосфор, кристаллическая решетка у которого является атомной. Температура плавления простых веществ, образованных другими элементами (As, Sb, Bi) в группе сверху вниз уменьшается (табл. 15). Это объясняется возрастанием металлических свойств элементов, вследствие чего кристаллическая решетка образуемых ими простых веществ от атомной постепенно переходит к металлической. Из-за этого окислительные способности простых веществ сверху вниз уменьшаются, зато возрастают их восстановительные свойства. Так, N2, являясь типичным неметаллом, обладает, главным образом, окислительными свойствами, а Bi ведет себя как металл, то есть является восстановителем.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|