Диагональные отношения

Наглядное изображение примеров диагональных отношений.

В химии говорят , что диагональная связь существует между определенными парами соседних по диагонали элементов во втором и третьем периодах (первые 20 элементов) таблицы Менделеева . Эти пары ( литий (Li) и магний (Mg), бериллий (Be) и алюминий (Al), бор (B) и кремний (Si) и др.) проявляют схожие свойства; например, бор и кремний являются полупроводниками , образуя галогениды, которые гидролизуются в воде и имеют кислотные оксиды.

Организация элементов таблицы Менделеева в горизонтальные ряды и вертикальные столбцы делает определенные связи более очевидными ( периодический закон ). Перемещение вправо и вниз по таблице Менделеева оказывает противоположное влияние на атомные радиусы изолированных атомов. Перемещение вправо по периоду уменьшает атомные радиусы атомов, а движение вниз по группе увеличивает атомные радиусы.

Аналогично, при движении вправо по периоду элементы становятся все более ковалентными. , менее основные и более электроотрицательные , тогда как при движении вниз по группе элементы становятся более ионными , более основными и менее электроотрицательными. Таким образом, как при убывании периода , так и при пересечении группы по одному элементу изменения «нейтрализуют» друг друга, и часто встречаются элементы со схожими свойствами, имеющие схожий химический состав – атомный радиус, электроотрицательность, свойства соединений (и т.д.). ) диагональных членов подобны.

Обнаружено, что химия элемента 2-го периода часто имеет сходство с химией элемента 3-го периода в одной колонке справа от него в таблице Менделеева. Таким образом, химия Li имеет сходство с химией Mg, химия Be имеет сходство с химией Al, а химия B имеет сходство с химией Si. Такие отношения называются диагональными. (Они не так заметны после B и Si.)

Причины существования диагональных связей до конца не изучены, но плотность заряда является важным фактором. Например, Ли ⁺ представляет собой небольшой катион с зарядом +1 и Mg ²⁺ несколько больше с зарядом +2, поэтому ионный потенциал каждого из двух ионов примерно одинаков. Исследование показало, что плотность заряда лития гораздо ближе к плотности заряда магния, чем к плотности заряда других щелочных металлов. Использование пары Li–Mg (при комнатной температуре и давлении):

1. При соединении с кислородом в стандартных условиях Li и Mg образуют только нормальные оксиды, тогда как Na образует пероксид , а металлы ниже Na, кроме того, образуют супероксиды .
2. Li — единственный элемент группы 1 образует стабильный нитрид который Li ₃ N. , Mg, как и другие элементы 2 группы , также образует нитриды.
3. Карбонат лития, фосфат и фторид плохо растворимы в воде. Соответствующие соли 2-й группы нерастворимы. (Подумайте об энергии решетки и сольватации).
4. И Li, и Mg образуют ковалентные металлоорганические соединения. LiMe и MgMe ₂ (ср. реактивы Гриньяра ) являются ценными синтетическими реагентами. Другие аналоги группы 1 и группы 2 являются ионными и чрезвычайно реакционноспособными (и, следовательно, ими трудно манипулировать).
5. Хлориды лития и магния расплываются (поглощают влагу из окружающей среды) и растворимы в спирте и пиридине . Хлорид лития , как и хлорид магния (MgCl ₂ ·6H ₂ O), выделяется из гидратированного кристалла LiCl·2H ₂ O.
6. Карбонат лития и карбонат магния нестабильны и при нагревании могут образовывать соответствующие оксиды и углекислый газ.

Дальнейшее диагональное сходство также было предложено для углерод-фосфор и азот-сера, а также распространение связей Li-Mg и Be-Al на переходные элементы (такие как скандий ).