5. Struktura, vlastnosti a chování s a p prvků

s – prvky (alkalické kovy, kovy alkalických zemin)

charakteristika, výskyt, výroba, použití, významné sloučeniny (hydroxid sodný, soda, pálené vápno, hašené vápno)

p – prvky ( vzácné plyny, halogeny, chalkogeny, p¹-p³)

charakteristika, výskyt, výroba, použití, významné sloučeniny

5. Строение, свойства и поведение s и p элементов

s–элементы (щелочные металлы, металлы щелочных почв)

характеристика, распространенность, производство, использование, важные соединения (гидроокись натрия, сода, жжёная и гашеная известь)

p–элементы (инертные газы, галогены, халькогены, p¹-p³)

характеристика, распространенность,  производство, использование, важные соединения

1) К s-элементам относятся элементы главных подгрупп I и II группа. Металлы I группы называют щелочными, поскольку все они реагируют с водой, образуя щелочи. Металлы II группы называют щелочноземельными, за исключением бериллия. Все s элементы имеют на внешнем уровне один или два электрона. Эти металлы могут легко отдавать их, что характеризует их как сильные восстановители. Все s-элементы при обычных условиях находятся в твердом состоянии. Металлы 1 группы очень мягкие и имеют небольшую плотность по сравнению с другими металлами. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на ее поверхности, реагируя с ней. Металлы II группы тверже, чем металлы первой и имеют более высокую плотность.

Химические свойства

Щелочные металлы активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами. Щелочные металлы очень активны. Их хранят в условиях, исключающих взаимодействие с воздухом. При взаимодействии с кислородом натрий образует не оксид, а пероксид, и только литий при взаимодействии с кислородом образует оксид. Все щелочные металлы активно взаимодействуют с водой, образуя щелочи и восстанавливая воду до водорода.

Соединения щелочных металлов

Природные соединения щелочных металлов – соли натрия и калия, довольно распространены, они содержатся во многих минералах, растениях, природных водах.

А) Оксиды - твердые вещества, обладающие основными свойствами. За исключением оксидов бериллия и магния, оксиды, пероксиды и супероксиды остальных элементов легко реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами.

Б) Гидроксиды – твердые белые вещества, хорошо растворяются в воде с выделением большого количества теплоты. Взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами, солями, амфотерными оксидами и гидроксидами. В промышленности получают электролизом растворов хлоридов. Гидроксиды натрия и калия разъедают бумагу, поэтому их называют едкими щелочами.

В) Соли щелочных металлов – твердые кристаллические вещества ионного строения. Почти все соли натрия и калия растворимы в воде. Наиболее важные их соли – карбонаты, сульфаты и хлориды.

Применение

Соединения натрия широко используют в медицине и во многих отраслях промышленности. Пероксиды применяют для отбеливания тканей гидроксид натрия – при производстве целлюлозы, изготовления мыла, искусственного шелка, очистки растительных масел, приготовления красителей и т. д. Фторид натрия используют для пропитки древесины, в качестве флюса. Металлический калий используют меньше, чем натрий. Его применяют в металлотермии и органических синтезах, для получения сплавов с натрием, ртутью, свинцом, кальцием и другими металлами, а также для измерения поглощения рентгеновского излучения с помощью калиевой пластинки. Соединения калия широко используют в различных отраслях: в сельском хозяйстве в качестве удобрений, в стекольной промышленности, в производстве жидкого мыла и т. д. Рубидий и цезий применяют для изготовления фотоэлементов. 

2) Щелочноземельные металлы – это активные металлы. Щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха более активно, поэтому их хранят под слоем керосина или в запаянных сосудах, как и щелочные металлы. По отношению к галогенам наименее активен Be, который реагирует без нагревания только со фтором. Все остальные металлы реагируют с галогенами при обычных условиях. Взаимодействуют щелочноземельные металлы с серой и кислородом, но Be и Mg при нагревании. С азотом и углеродом все металлы взаимодействуют при нагревании. С водой Be и Мg реагируют при нагревании, а элементы подгруппы Са реагируют с водой уже при обычной температуре с образованием гидроксида и выделением водорода. Взаимодействуют также с кислотами.

Соединения щелочноземельных металлов

А) Оксиды щелочноземельных металлов – очень устойчивые вещества, обладают большим сродством к кислороду, плавятся при высоких температурах. Проявляют основные свойства, кроме оксида бериллия, имеющего амфотерный характер. Получают путем обжига карбонатов. Бурно взаимодействует с водой, кроме оксида магния.

Б) Гидроксиды – белые кристаллические вещества, их растворимость в воде увеличивается сверху вниз. Получают путем соответствующего оксида с водой. Все гидроксиды кроме бериллия, вступают в реакции, характерные для сильных оснований.

В) Соли щелочноземельных металлов представляют собой в основном белые кристаллические вещества. Соли сильных кислот в воде не гидролизуются. По группе сверху вниз уменьшается растворимость солей.

Г) Галогениды – белые кристаллические вещества, большинство из них растворимо в воде.

Применение

Магний широко применяют в машиностроении и авиации в сплавах с другими металлами. Магний также является необходимым биоэлементом, играя роль стимулятора обмена веществ. Кальций вводят в сплавы железа для удаления углерода и серы. Кальций имеет важное значение для живых организмов, это материал для постройки костного скелета.

3) К р-элементам относятся элементы, у которых происходит заполнение р-подуровня. К p-элементам относятся 30 элементов IIIA-VIIIA-групп периодической системы. Атомы элементов на внешнем энергетическом уровне имеют от трех до восьми электронов. Их количество на внешнем энергетическом уровне равно номеру группы. Усиливаются металлические свойства p-элемента в группе с увеличением порядкового номера. Восстановительные свойства p-элементов в группе сверху вниз усиливаются, а окислительные ослабевают. Характер изменения свойств в группах элементов определяется в основном изменением радиусов атомов. Наряду с этим, необходимо учитывать, что при переходе в группе от одного периода к другому свойства элементов меняются настолько резко, что объяснить это одним лишь изменением радиуса атома нельзя. Поэтому у алюминия металлические свойства проявляются значительно сильнее, чем у бора. Это имеет место в каждой группе  - от III А до VII А, за исключением VIII А группы.

4) Инертные газы — группа химических элементов со схожими свойствами: при нормальных условиях они представляют собой одноатомные газы без цвета, запаха вкуса, а также не возгораются при нормальных условиях. Инертные газы отличаются химической неактивностью. Тем не менее, в 1962 году Нил Барлетт показал, что все они при определённых условиях могут образовывать соединения. Наиболее «инертны» неон и гелий: чтобы заставить их вступить в реакцию, нужно применить много усилий, искусственно ионизируя каждый атом. Ксенон же, наоборот, слишком активен и реагирует даже при нормальных условиях, демонстрируя чуть ли не все возможные степени окисления (+1, +2, +4, +6, +8). Радон тоже имеет высокую химическую активность, но он радиоактивен и быстро распадается, поэтому подробное изучение его химических свойств осложнено. Инертные газы имеют очень низкие точки кипения и плавления, что позволяет их использовать в качестве холодильного агента в криогенной технике. В небольшом количестве они присутствуют в воздухе и некоторых горных породах, а также в атмосферах некоторых планет-гигантов.

5) Галогены — химические элементы 17-й группы периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Все галогены — неметаллы. На внешнем энергетическом уровне 7 электронов, являются сильными окислителями. При взаимодействии с металлами возникает ионная связь, и образуются соли. Галогены при взаимодействии с более электроотрицательными элементами могут проявлять и восстановительные свойства вплоть до высшей степени окисления +7. С увеличением порядкового номера химическая активность галогенов уменьшается. Реагируют почти со всеми простыми веществами, кроме некоторых неметаллов. В природе эти элементы встречаются в основном в виде галогенидов. Поскольку многие хлориды, бромиды и иодиды растворимы в воде, то эти анионы присутствуют в океане и природных рассолах. Основным источником фтора является фторид кальция, который очень малорастворим и находится в осадочных породах. Основным способом получения простых веществ является окисление галогенидов. В промышленности применяется только электролитическое окисление.

6) Халькогены — химические элементы 16-й группы периодической таблицы химических элементов. При переходе от кислорода к полонию размер атомов и их возможные координационные числа увеличиваются, а энергия ионизации и электроотрицательность уменьшаются. В соединениях серы, селена, теллура с кислородом и галогенами реализуются степени окисления +6, +4 и +2. С большинством других элементов они образуют халькогениды, где находятся в степени окисления -2. В свойствах серы, селена и теллура прослеживается больше аналогий, чем с кислородом и полонием. Так, в соединениях с отрицательными степенями окисления от серы к теллуру увеличиваются восстановительные, а в соединениях с положительными степенями окисления - окислительные свойства. В природе халькогены сосредоточены в рудных месторождениях, где они связаны преимущественно с металлами.