Diagonální vztah - Diagonal relationship

Obrázkové znázornění příkladů diagonálního vztahu.

Diagonální vztah se říká, že existují mezi určitými dvojicemi diagonálně sousedních prvků ve druhém a třetím období (prvních 20 prvků) z periodické tabulky prvků . Tyto páry ( lithium (Li) a hořčík (Mg), berylium (Be) a hliník (Al), bór (B) a křemík (Si) atd.)) Mají podobné vlastnosti; například bor a křemík jsou oba polovodiče , tvoří halogenidy, které jsou hydrolyzovány ve vodě a obsahují kyselé oxidy.

Uspořádání prvků v periodické tabulce do vodorovných řádků a svislých sloupců zvyšuje jisté vztahy ( periodický zákon ). Pohyb doprava a sestup z periodické tabulky má opačné účinky na atomové poloměry izolovaných atomů. Pohyb doprava po celé periodě snižuje atomové poloměry atomů, zatímco pohyb dolů ve skupině zvětší atomové poloměry.

Podobně při posunu doprava o období se prvky postupně stávají kovalentnějšími , méně základními a elektronegativními , zatímco při pohybu dolů o skupinu se prvky stávají iontovými , zásaditějšími a méně elektronegativními . Při sestupování období a křížení skupiny o jeden prvek se tedy změny navzájem „ruší“ a často se vyskytují prvky s podobnými vlastnostmi, které mají podobnou chemii - atomová velikost, elektronegativita, vlastnosti sloučenin (atd.) ) diagonálních členů jsou podobné.

Bylo zjištěno, že chemie prvku první skupiny (druhé periody) má často podobnosti s chemií prvku druhé skupiny (třetí periody) o jeden sloupec vpravo od něj v periodické tabulce. Chemie Li má tedy podobnost s chemií Mg, chemie Be má podobnost s chemií Al a chemie B má podobnost s chemií Si. Říká se jim diagonální vztahy. (Není to tak patrné po B a Si.) Důvody pro existenci diagonálních vztahů nejsou plně pochopeny, ale hustota náboje je faktor. Například Li + je malý kation s nábojem +1 a Mg 2+ je o něco větší s nábojem +2, takže iontový potenciál každého ze dvou iontů je zhruba stejný. Vyšetřením bylo zjištěno, že hustota náboje lithia je mnohem blíže hustotě hořčíku než hustotě ostatních alkalických kovů. Použití páru Li-Mg (při pokojové teplotě a tlaku):

  1. Při kombinaci s kyslíkem za standardních podmínek tvoří Li a Mg pouze normální oxidy, zatímco Na tvoří peroxid a kovy pod Na navíc tvoří superoxidy.
  2. Li je jediný prvek skupiny 1, který tvoří stabilní nitrid, Li 3 N. Mg, stejně jako další prvky skupiny 2, také tvoří nitridy.
  3. Uhličitan, fosforečnan a fluorid lithný jsou ve vodě těžko rozpustné. Odpovídající soli skupiny 2 jsou nerozpustné. (Přemýšlejte mřížkové a solvatační energie).
  4. Li i Mg tvoří kovalentní organokovové sloučeniny. LiMe a MgMe 2 (srov. Grignardova činidla ) jsou cenná syntetická činidla. Ostatní analogy skupiny 1 a skupiny 2 jsou iontové a extrémně reaktivní (a proto je obtížné s nimi manipulovat).
  5. Chloridy jak Li, tak Mg jsou lahodné (absorbují vlhkost z okolí) a jsou rozpustné v alkoholu a pyridinu. Chlorid lithný, jako chloridu hořečnatého (MgCl 2 · 6H 2 O) se oddělí z hydratovanou krystalickou LiCl · 2H 2 O.
  6. Uhličitan lithný a uhličitan hořečnatý jsou oba nestabilní a při zahřívání mohou vytvářet odpovídající oxidy a oxid uhličitý.

Byly také navrženy další diagonální podobnosti pro uhlík-fosfor a dusík-síra, spolu s rozšířením vztahů Li-Mg a Be-Al dolů do přechodových prvků.

Reference

  1. ^ Ebbing, Darrell a Gammon, Steven D. „Atomic Radius“. General Chemistry (PDF) (9. vydání). Houghton Mifflin. 312–314. ISBN   978-0-618-93469-0 . CS1 maint: více jmen: seznam autorů ( odkaz )
  2. ^ Rayner-Canham, Geoffrey (22. prosince 2013). Popisná anorganická chemie . Overton, Tina (šesté vydání). New York, NY. ISBN   978-1-4641-2557-7 . OCLC   882867766 .
  3. ^ a b Clark, Jim (2005). "Reakce prvků skupiny 2 se vzduchem nebo kyslíkem" . chemguide . Citováno 30. ledna 2012 .
  4. ^ Shriver, Duward (2006). Anorganická chemie (4. vydání). Oxford University Press. ISBN   978-0199264636 . Li / Mg str. 259; Be / Al str. 274; B / Si str. 288.
  5. ^ Rayner-Canham, Geoff (01.07.2011). "Izodiagonálnost v periodické tabulce". Základy chemie . 13 (2): 121–129. doi : 10,1007 / s10698-011-9108-r . ISSN   1572-8463 . S2CID   97285573 .