Глава 8. Химические свойства элементов

8.1. s-Элементы

Элементы IА и IIА подгрупп, у которых заполняется внешний ns-уровень, относятся к s-элементам: ns¹ – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr называют щелочными, а ns² – Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra – щелочноземельными. Из приведенных в таб. 8.1 данных следует:

1. Степени окисления элементов ns¹ и ns² всегда равны номеру группы (+1 и +2).

2. В основном состоянии атомы ns²-элементов не имеют неспаренных электронов, поэтому образованию ковалентной связи в соединениях этих элементов предшествует возбуждение ns² → ns¹np¹ с последующей гибридизацией sp-типа, определяющей линейное строение трехатомных молекул ЭX₂.

3. Для ns¹-элементов характерно образование двухатомных молекул Э₂(σ^св)²(σ^*)⁰; для ns²-элементов образование Э₂ невозможно из-за равной заселенности связывающих и разрыхляющих σ-орбиталей.

4. Величины E^°s-элементов предопределяют их восстановительные свойства, увеличиваясь при движении в подгруппе сверху вниз. Все s-элементы вытесняют водород из воды и кислот, восстанавливают оксиды металлов и неметаллов до простых веществ.

5. Ионность связи Э–Х возрастает в подгруппе сверху вниз, а в случае оснований удлинение связи Э–OH ведет к увеличению основности.

6. В соединениях LiX и BeX₂ связь Э–Х преимущественно ковалентная (малополярная).

s-Металлы хранят в инертной атмосфере или под слоем жидких углеводородов, а получают обычно электролизом расплавов. Соли s-элементов окрашивают пламя в цвета: лития – в алый, натрия – в желтый, калия – в сине-фиолетовый, рубидия – в темно-красный, цезия – в бледно-голубой, кальция – в оранжево-красный, стронция – в темно-красный, бария – в светло-зеленый.

Большинство солей растворимо в воде. К нерастворимым относят Li₂CO₃, KClO₄, ЭCO₃, ЭSO₄, Э₃(PO₄)₂ (Э = Ca, Sr, Ba), некоторые ЭF₂.