Учебник. p-Элементы

p-Элементы имеют общую электронную конфигурацию ns²np^1–6 и образуют подгруппы IIIА, IVА, VА, VIА, VIIА и VIIIА периодической системы.

В подгруппе IIIА рассматривают отдельно B, Al и подгруппу галлия (Ga, In, Tl), в IVА – C, Si и подгруппу германия (Ge, Sn, Pb), в VА – N, P и подгруппу мышьяка (As, Sb, Bi), в VIА – O и подгруппу халькогенов (S, Se, Te, Po), в VIIА – галогены (F, Cl, Br, I, At), в VIIIА – Ne, Ar и подгруппу криптона (Kr, Xe, Rn).

Атмосфера Земли состоит, в основном, из молекул p-элементов: азота и кислорода

В отличие от s-элементов, p-элементы поливалентны (табл. 8.5). Высшие положительные степени окисления равны номеру группы, отрицательные – числу неспаренных электронов для элементов IVА–VIIА подгрупп. Для элементов подгруппы Kr возможны только формально положительные четные степени окисления.

При переходе сверху вниз в подгруппах возрастает разница энергий s- и p-подуровней, поэтому легким элементам свойственны высшие степени окисления, тяжелым – низшие. Так, в подгруппе IVА стабильность соединений Э²⁺ возрастает в ряду Ge²⁺ < Sn²⁺ < Pb²⁺. В той же последовательности уменьшается устойчивость соединений Э⁴⁺. Подтверждением этому служит изменение термической устойчивости водородных соединений ЭH₄.

В табл. 8.5 приведены основные характеристики элементов IIIА–VIIА подгрупп.

Восстановительные свойства p-элементов в группе сверху вниз усиливаются, а окислительные ослабевают. Примером тому может служить изменение значений E^° для Г₂

и реакции типа $\frac{1}{2}{\text{F}}_2+\frac{1}{2}\text{C}{\text{l}}_2+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{H}\text{F}+\text{H}\text{C}\text{l}\text{O}\mathrm{.}$

Окислителями и восстановителями являются соединения, в которых элементы находятся в неустойчивых степенях окисления и в ходе реакции переходят в более устойчивые. Так, для элементов IVА подгруппы стабильность степени окисления +2 увеличивается с ростом порядкового номера. Если Ge⁺² – сильный восстановитель, то Pb⁺⁴ – энергичный окислитель.

Окислительная активность Pb⁺⁴ проявляется в реакции при разрядке свинцового аккумулятора $\text{P}\text{b}{\text{O}}_2+\text{P}\text{b}+2{\text{H}}_2\text{S}{\text{O}}_4=2\text{P}\text{b}\text{S}{\text{O}}_4+2{\text{H}}_2\text{O}\mathrm{.}$