18.15: Muhtasari

18.1 Periodicity

Sehemu hii inalenga katika upimaji wa vipengele vya mwakilishi. Hizi ni elementi ambako elektroni zinaingia orbitals s na p. Mambo ya mwakilishi hutokea katika vikundi 1, 2, na 12—18. Mambo haya ni metali mwakilishi, metalloids, na nonmetals. Metali ya alkali (kundi 1) ni tendaji sana, kwa urahisi kuunda ions na malipo ya 1+ kuunda misombo ionic ambayo kwa kawaida ni mumunyifu katika maji, na kuguswa kwa nguvu na maji kuunda gesi hidrojeni na ufumbuzi msingi wa hidroksidi chuma. Elektroni za nje za metali za dunia za alkali (kundi la 2) ni ngumu zaidi kuondoa kuliko elektroni ya nje ya metali za alkali, na kusababisha metali ya kundi la 2 kuwa chini ya tendaji kuliko zile za kikundi 1. Mambo haya huunda kwa urahisi misombo ambayo metali huonyesha hali ya oxidation ya 2+. Zinc, cadmium, na zebaki (kundi 12) kwa kawaida huonyesha hali ya kikundi cha oxidation ya 2+ (ingawa zebaki pia inaonyesha hali ya oxidation ya 1+katika misombo iliyo na${\text{Hg}}_2{}^{\mathrm{2+}}).$Aluminium, gallium, indium, na thallium (kikundi 13) ni rahisi kuimarisha kuliko hidrojeni. Aluminium, gallium, na indium hutokea kwa hali ya oxidation 3+ (hata hivyo, thallium pia hutokea kama ion Tl ⁺). Tin na fomu ya risasi imara cations divalent na misombo covalent ambayo metali kuonyesha hali 4+-oxidation.

18.2 Matukio na Maandalizi ya Metali za Mwakilishi

Kwa sababu ya reactivity yao ya kemikali, ni muhimu kuzalisha metali ya mwakilishi katika fomu zao safi kwa kupunguza kutoka kwa misombo ya kawaida. Electrolysis ni muhimu katika uzalishaji wa sodiamu, potasiamu, na alumini. Kupunguza kemikali ni njia ya msingi ya kutengwa kwa magnesiamu, zinki, na bati. Taratibu zinazofanana ni muhimu kwa metali nyingine za mwakilishi.

18.3 Muundo na Mali ya jumla ya Metalloids

Mambo boroni, silicon, germanium, arsenic, antimoni, na tellurium hutenganisha metali kutoka kwa nonmetals katika meza ya mara kwa mara. Mambo haya, inayoitwa metalloids au wakati mwingine semimetali, huonyesha mali ya metali zote mbili na zisizo za kawaida. Miundo ya vipengele hivi ni sawa kwa njia nyingi kwa wale wa nonmetals, lakini vipengele ni semiconductors umeme.

18.4 Muundo na Mali ya jumla ya Nonmetals

Nonmetali zina miundo ambayo ni tofauti sana na zile za metali, hasa kwa sababu zina electronegativity kubwa na elektroni ambazo zimefungwa zaidi na atomi za mtu binafsi. Wengi wa oksidi zisizo za metali ni anhydrides asidi, maana yake ni kwamba huguswa na maji ili kuunda ufumbuzi wa tindikali. Miundo ya molekuli ni ya kawaida kwa wengi wa nonmetali, na kadhaa zina allotropes nyingi na tabia tofauti za kimwili.

18.5 Matukio, Maandalizi, na Misombo ya Hidrojeni

Hidrojeni ni elementi tele zaidi katika ulimwengu na kemia yake ni ya kipekee kweli. Ingawa ina reactivity ya kemikali ambayo ni sawa na ile ya metali ya alkali, hidrojeni ina mali nyingi za kemikali sawa za nonmetali na electronegativity ya chini. Inaunda hidridi ionic na metali hai, misombo ya covalent ambayo ina hali ya oxidation ya 1- na vipengele vya chini vya electronegative, na misombo ya covalent ambayo ina hali ya oxidation ya 1+ na nonmetali zaidi ya electronegative. Humenyuka kwa ukali na oksijeni, fluorini, na klorini, chini kwa urahisi na bromini, na kwa urahisi sana na iodini, sulfuri, na nitrojeni. Hidrojeni inapunguza oksidi za metali na uwezo wa kupunguza chini kuliko chromium kuunda chuma na maji. Halidi ya hidrojeni yote ni tindikali wakati kufutwa katika maji.

18.6 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Carbonates

Njia ya kawaida ya maandalizi ya carbonates ya metali ya alkali na alkali ya ardhi ni kwa mmenyuko wa oksidi au hidroksidi na dioksidi kaboni. Carbonates nyingine huunda kwa mvua. Metali kabonati au kabonati hidrojeni kama vile chokaa (CaCO ₃), antacid Tums (CaCO ₃), na kuoka soda (NaHCo ₃) ni mifano ya kawaida. Carbonates na carbonates hidrojeni hutengana mbele ya asidi na hutengana zaidi inapokanzwa.

18.7 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Nitrogen

Nitrogen maonyesho oxidation majimbo kuanzia 3 hadi 5+. Kwa sababu ya utulivu wa dhamana ya NN mara tatu, inahitaji nishati kubwa ya kufanya misombo kutoka nitrojeni ya Masi. Metali zinazofanya kazi kama vile metali za alkali na metali za dunia za alkali zinaweza kupunguza nitrojeni kuunda nitridi za chuma. Oksidi za nitrojeni na hidridi za nitrojeni pia ni vitu muhimu.

18.8 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Phosphorus

Phosphorus (kikundi 15) kwa kawaida huonyesha majimbo ya oxidation ya 3- na metali hai na ya 3+na 5+ na yasiyo ya kawaida ya electronegative. Halogens na oksijeni zitaimarisha fosforasi. Oksidi ni oksidi ya fosforasi (V), P ₄ O ₁₀, na oksidi ya fosforasi (III), P ₄ O ₆. Mbinu mbili za kawaida za kuandaa asidi ya orthophosphori, H ₃ PO ₄, ni majibu ya phosphate na asidi ya sulfuriki au mmenyuko wa maji na oksidi ya fosforasi (V). Asidi ya Orthophosphori ni asidi ya triprotic ambayo huunda aina tatu za chumvi.

18.9 Matukio, Maandalizi, na Misombo ya Oksijeni

Oksijeni ni moja ya vipengele vya tendaji zaidi. Reactivity hii, pamoja na wingi wake, hufanya kemia ya oksijeni tajiri sana na inaeleweka vizuri.

Misombo ya metali ya mwakilishi na oksijeni iko katika makundi matatu (1) oksidi, (2) peroxides na superoxides, na (3) hidroksidi. Inapokanzwa hidroksidi zinazofanana, nitrati, au kabonati ni njia ya kawaida ya kuzalisha oksidi. Inapokanzwa chuma au oksidi ya chuma katika oksijeni inaweza kusababisha kuundwa kwa peroxides na superoxides. Oksidi za mumunyifu hupasuka katika maji ili kuunda ufumbuzi wa hidroksidi. Wengi wa oksidi za metali ni anhydrides ya msingi na huguswa na asidi. Hidroksidi za metali za mwakilishi huguswa na asidi katika athari za asidi-msingi ili kuunda chumvi na maji. Hidroksidi zina matumizi mengi ya kibiashara.

Nonmetali zote isipokuwa fluorini huunda oksidi nyingi. Karibu wote wa oksidi nonmetal ni anhydrides asidi. Asidi ya oxyacids inahitaji atomi za hidrojeni ziunganishwe na atomi za oksijeni katika molekuli badala ya atomu nyingine zisizo za metali. Kwa ujumla, nguvu ya oxyacid huongezeka na idadi ya atomi za oksijeni zilizounganishwa na atomi isiyo ya metali na si kwa hidrojeni.

18.10 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Sulfuri

Sulfuri (kundi la 16) humenyuka kwa karibu metali zote na huunda kwa urahisi ioni ya ^{sulfidi, S 2-}, ambayo ina hali kama oxidation ya 2-. Sulfuri hugusa na nonmetals nyingi.

18.11 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Halogens

Halogens huunda halidi na vipengele vya chini vya electronegative. Halides ya metali hutofautiana kutoka ionic hadi covalent; halides ya nonmetals ni covalent. Interhalogens huunda kwa mchanganyiko wa halojeni mbili au zaidi tofauti.

Wote wa metali mwakilishi huguswa moja kwa moja na halojeni za msingi au kwa ufumbuzi wa asidi hidrohali (HF, HCl, HbR, na HI) ili kuzalisha halidi za mwakilishi wa chuma. Maandalizi mengine ya maabara yanahusisha kuongezewa kwa asidi hidrohali yenye maji kwa misombo ambayo yana anioni za msingi kama vile hidroksidi, oksidi, au kabonati.

18.12 Matukio, Maandalizi, na Mali ya Gesi Noble

Mali muhimu zaidi ya gesi nzuri (kikundi 18) ni kutokuwa na uwezo wao. Zinatokea katika viwango vya chini katika angahewa. Wanapata matumizi kama anga ya ajizi, ishara za neon, na kama baridi. Gesi tatu zenye nguvu zaidi huguswa na fluorine ili kuunda fluorides. Fluorides ya xenon ni bora zaidi kama vifaa vya kuanzia kwa misombo mengine ya gesi yenye heshima.