Свойства оксидов, гидроксидов и водородных соединений

Периодический закон говорит не только о свойствах элементов, но и о свойствах их соединений. Если элемент — активный металл, его оксид и гидроксид проявляют основные свойства, если неметалл — кислотные. О классах веществ подробно рассказано в темах 4.1–4.9; здесь достаточно знать, что основные оксиды соответствуют основаниям, а кислотные — кислотам, амфотерные же ведут себя двояко.

Характер высших оксидов в периоде

Посмотрим на высшие оксиды элементов третьего периода. Оксиды натрия и магния — основные, оксид алюминия — амфотерный, а оксиды кремния, фосфора, серы и хлора — кислотные. Таким образом, характер высших оксидов в периоде слева направо меняется от основного через амфотерный к кислотному, вслед за переходом от металлов к неметаллам.

Гидроксиды: кислоты и основания

Из таблицы видно, что сила кислородсодержащих кислот в периоде слева направо растёт: кремниевая кислота слабая, фосфорная — средней силы, серная — сильная, хлорная — одна из самых сильных кислот. Основные свойства гидроксидов, наоборот, ослабевают: гидроксид натрия — щёлочь, гидроксид магния — слабое нерастворимое основание, гидроксид алюминия амфотерен.

В главной подгруппе металлов основные свойства сверху вниз усиливаются, ведь металлические свойства элементов растут. Сила оснований в группе увеличивается: \(\ce{LiOH} < \ce{NaOH} < \ce{KOH}\). Во IIA группе гидроксид бериллия амфотерен, гидроксид магния — слабое основание, а гидроксиды кальция и бария — уже щёлочи. У неметаллов сверху вниз, наоборот, ослабевают кислотные свойства высших гидроксидов: азотная кислота \(\ce{HNO3}\) сильнее фосфорной \(\ce{H3PO4}\).

Водородные соединения неметаллов

С водородными соединениями есть неожиданность. В периоде кислотность водородных соединений растёт слева направо: метан \(\ce{CH4}\) кислотных свойств не проявляет, раствор аммиака \(\ce{NH3}\) имеет щелочную среду, вода нейтральна, а раствор фтороводорода \(\ce{HF}\) — кислота. Но в группе галогенов кислотные свойства растут сверху вниз, хотя неметаллические свойства ослабевают: \(\ce{HF}\) — слабая кислота, а \(\ce{HCl}\), \(\ce{HBr}\) и \(\ce{HI}\) — сильные, причём иодоводородная самая сильная. Объяснение связано с радиусом: чем больше атом галогена, тем длиннее и слабее связь \(\ce{H-Hal}\) и тем легче молекула отдаёт ион водорода. Так же в VIA группе раствор сероводорода \(\ce{H2S}\) — слабая кислота, а вода кислотой не является.