stringtranslate.com

Диагональные отношения

Наглядное представление примеров диагональных отношений.

В химии говорят , что диагональная связь существует между определенными парами диагонально соседних элементов во втором и третьем периодах (первые 20 элементов) периодической таблицы . Эти пары ( литий (Li) и магний (Mg), бериллий (Be) и алюминий (Al), бор (B) и кремний (Si) и т. д.) проявляют схожие свойства; например, бор и кремний являются полупроводниками , образуя галогениды, которые гидролизуются в воде и имеют кислотные оксиды.

Дальнейшие диагональные сходства были также предложены для углерода-фосфора и азота-серы, наряду с расширением отношений Li-Mg и Be-Al вниз на переходные элементы (такие как скандий ). [1]

Организация элементов в периодической таблице в горизонтальные ряды и вертикальные столбцы делает определенные отношения более очевидными ( периодический закон ). Движение вправо и вниз по периодической таблице оказывает противоположное влияние на атомные радиусы изолированных атомов. Движение вправо по периоду уменьшает атомные радиусы атомов, в то время как движение вниз по группе увеличивает атомные радиусы. [2]

Аналогично, при движении вправо по периоду элементы становятся все более ковалентными [ требуется разъяснение ] , менее основными и более электроотрицательными , тогда как при движении вниз по группе элементы становятся более ионными , более основными и менее электроотрицательными. Таким образом, как при движении вниз по периоду, так и при пересечении группы одним элементом изменения «отменяют» друг друга, и часто встречаются элементы со схожими свойствами, которые имеют схожую химию — атомный радиус, электроотрицательность, свойства соединений (и т. д.) диагональных членов подобны.

Причины существования диагональных отношений не полностью поняты, но плотность заряда является фактором. Например, Li + — небольшой катион с зарядом +1, а Mg 2+ несколько больше с зарядом +2, поэтому ионный потенциал каждого из двух ионов примерно одинаков. Исследование показало, что плотность заряда лития намного ближе к плотности заряда магния, чем к плотности заряда других щелочных металлов. [3] Используя пару Li–Mg (при комнатной температуре и давлении):

  1. При соединении с кислородом в стандартных условиях Li и Mg образуют только нормальные оксиды, тогда как Na образует пероксид , а металлы ниже Na, кроме того, образуют супероксиды .
  2. Li — единственный элемент 1-й группы , который образует стабильный нитрид Li3N . [4] Mg, как и другие элементы 2-й группы , также образуют нитриды. [4]
  3. Карбонат, фосфат и фторид лития плохо растворимы в воде. Соответствующие соли группы 2 нерастворимы. (Подумайте об энергиях решетки и сольватации).
  4. И Li, и Mg образуют ковалентные металлоорганические соединения. LiMe и MgMe 2 (ср. реактивы Гриньяра ) являются ценными синтетическими реагентами. Другие аналоги группы 1 и группы 2 являются ионными и чрезвычайно реактивными (и, следовательно, ими трудно манипулировать). [5]
  5. Хлориды Li и Mg расплываются (поглощают влагу из окружающей среды) и растворяются в спирте и пиридине . Хлорид лития , как и хлорид магния (MgCl2 · 6H2O ) , выделяется из гидратированного кристалла LiCl· 2H2O .
  6. Карбонат лития и карбонат магния нестабильны и при нагревании могут образовывать соответствующие оксиды и диоксид углерода.

Ссылки

  1. ^ Рейнер-Кэнхэм, Джефф (2011-07-01). «Изодиагональность в периодической таблице». Основы химии . 13 (2): 121–129. doi :10.1007/s10698-011-9108-y. ISSN  1572-8463. S2CID  97285573.
  2. ^ Эббинг, Даррелл и Гэммон, Стивен Д. (2009). «Атомный радиус». Общая химия (PDF) (9-е изд.). Houghton Mifflin. стр. 312–314. ISBN 978-0-618-93469-0. Архивировано из оригинала (PDF) 2019-02-10 . Получено 2019-02-10 .{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Рейнер-Кэнхэм, Джеффри (22 декабря 2013 г.). Описательная неорганическая химия . Овертон, Тина (шестое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-1-4641-2557-7. OCLC  882867766.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  4. ^ ab Clark, Jim (2005). "Реакции элементов группы 2 с воздухом или кислородом". chemguide . Получено 30 января 2012 г. .
  5. ^ Шрайвер, Дювард (2006). Неорганическая химия (4-е изд.). Oxford University Press. ISBN 978-0199264636. Li/Mg р. 259; Бе/Ал р. 274; Б/Си стр. 288.