Kafli 18
Alkalímálmarnir hafa allir eina s-rafeind á ysta hvolfi sínu. Aftur á móti hafa jarðalkalímálmarnir fullskipað s-undirhvolf á ysta hvolfi sínu. Almennt hvarfast alkalímálmar hraðar og eru hvarfgjarnari en samsvarandi jarðalkalímálmar í sömu lotu.
Na + I₂ ⟶ 2NaI; 2Na + Se ⟶ Na₂Se; 2Na + O₂ ⟶ Na₂O₂. Sr + I₂ ⟶ SrI₂; Sr + Se ⟶ SrSe; 2Sr + O₂ ⟶ 2SrO. 2Al + 3I₂ ⟶ 2AlI₃; 2Al + 3Se ⟶ Al₂Se₃; 4Al + 3O₂ ⟶ 2Al₂O₃.
Mögulegar leiðir til að greina á milli þessara tveggja eru meðal annars innrauð litrófsgreining með samanburði við þekkt efnasambönd, logapróf sem gefur einkennandi gulan lit fyrir natríum (strontíum hefur rauðan loga), eða samanburður á leysni þeirra í vatni. Við 20 °C leysist NaCl að magni 35,7 g/100 mL samanborið við 53,8 g/100 mL fyrir SrCl₂. Hitun upp í 100 °C gefur einfalt próf, þar sem leysni NaCl er 39,12 g/100 mL en leysni SrCl₂ er 100,8 g/100 mL. Eðlismassamæling á föstu efni er stundum erfið, en munurinn er nægilegur (2,165 g/mL fyrir NaCl og 3,052 g/mL fyrir SrCl₂) til að þessi aðferð væri gagnleg.
(a) 2Sr(s) + O₂(g) ⟶ 2SrO(s); (b) Sr(s) + 2HBr(g) ⟶ SrBr₂(s) + H₂(g); (c) Sr(s) + H₂(g) ⟶ SrH₂(s); (d) 6Sr(s) + P₄(s) ⟶ 2Sr₃P₂(s); (e) Sr(s) + 2H₂O(l) ⟶ Sr(OH)₂(aq) + H₂(g)
11 lb
Já, tin hvarfast við saltsýru og myndar vetnisgas.
Í PbCl₂ eru tengin jónatengi, eins og bræðslumark efnisins, 501 °C, gefur til kynna. Í PbCl₄ eru tengin samgild, sem sést á því að efnið er óstöðugur vökvi við stofuhita.
2CsCl(l) + Ca(g) → mótstraums-eimturn 2Cs(g) + CaCl₂(l)
Bakskaut (afoxun): 2Li⁺ + 2e⁻ ⟶ 2Li(l); forskaut (oxun): 2Cl⁻ ⟶ Cl₂(g) + 2e⁻; heildarhvarf: 2Li⁺ + 2Cl⁻ ⟶ 2Li(l) + Cl₂(g)
0,5035 g H₂
Þrátt fyrir hvarfgirni sína er hægt að nota magnesíum í mannvirki, jafnvel þótt það komist í snertingu við loga, þar sem verndandi oxíðhúð myndast og kemur í veg fyrir stórfellda oxun. Aðeins ef málmurinn er mjög fínskiptur eða í þunnri plötu veldur mjög heitur logi því að hann brennur hratt.
Vinnsla úr málmgrýti: AlO(OH)(s) + NaOH(aq) + H₂O(l) ⟶ Na[Al(OH)₄](aq). Endurheimt: 2Na[Al(OH)₄](s) + H₂SO₄(aq) ⟶ 2Al(OH)₃(s) + Na₂SO₄(aq) + 2H₂O(l). Sintrun: 2Al(OH)₃(s) ⟶ Al₂O₃(s) + 3H₂O(g). Leyst upp í Na₃AlF₆(l) og rafgreint: Al³⁺ + 3e⁻ ⟶ Al(s).
25,83%
39 kg
(a) H₃BPH₃:

(b) BF₄⁻:

(c) BBr₃:

(d) B(CH₃)₃:

(e) B(OH)₃:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² 3d⁰.
(a) (CH₃)₃SiH: sp³-svigrúmablöndun við Si; byggingin er fjórflötungsleg. (b) SiO₄⁴⁻: sp³-svigrúmablöndun við Si; byggingin er fjórflötungsleg. (c) Si₂H₆: sp³-svigrúmablöndun við hvort Si-atóm; byggingin er línuleg meðfram Si-Si tenginu. (d) Si(OH)₄: sp³-svigrúmablöndun við Si; byggingin er fjórflötungsleg. (e) SiF₆²⁻: sp³d²-svigrúmablöndun við Si; byggingin er áttflötungsleg.
(a) óskautað; (b) óskautað; (c) skautað; (d) óskautað; (e) skautað
(a) tellúrtvíoxíð eða tellúr(IV)oxíð; (b) antímon(III)súlfíð; (c) germaníum(IV)flúoríð; (d) sílan eða kísil(IV)hýdríð; (e) germaníum(IV)hýdríð
Bór hefur aðeins s- og p-svigrúm til taks, sem geta hýst að hámarki fjögur rafeindapör. Ólíkt kísli hefur bór engin d-svigrúm til taks.
(a) ΔH° = 87 kJ; ΔG° = 44 kJ; (b) ΔH° = −109,9 kJ; ΔG° = −154,7 kJ; (c) ΔH° = −510 kJ; ΔG° = −601,5 kJ
Dauf flúorsýrulausn myndi leysa upp silíkatið en ekki skaða demantinn.
Í N₂-sameindinni tengjast köfnunarefnisatómin með einu σ-tengi og tveimur π-tengjum. Þessi þrjú sterku tengi gera N₂ að mjög stöðugri sameind. Fosfór er frumefni í þriðju lotu og myndar því ekki π-tengi á skilvirkan hátt; þess vegna verður hann að uppfylla tengiþörf sína með því að mynda þrjú σ-tengi.
(a) H = +1, C = +2 og N = −3; (b) O = +2 og F = −1; (c) As = +3 og Cl = −1
S < Cl < O < F
Rafneikvæðni málmleysingjanna er meiri en rafneikvæðni vetnis. Því er neikvæða hleðslan betur sýnd á málmleysingjanum, sem hefur meiri tilhneigingu til að draga til sín rafeindirnar í tenginu.
Vetni hefur aðeins eitt svigrúm sem getur tengst öðrum atómum. Þar af leiðandi getur aðeins eitt tveggja rafeinda tengi myndast.
0,43 g H₂
(a) Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) ⟶ CaCO₃(s) + H₂O(l); (b) CaO(s) + SO₂(g) ⟶ CaSO₃(s); (c) 2NaHCO₃(s) + NaH₂PO₄(aq) ⟶ Na₃PO₄(aq) + 2CO₂(g) + 2H₂O(l)
(a) NH₂⁻:

(b) N₂F₄:

(c) NH₂⁻:

(d) NF₃:

(e) N₃⁻:

Ammoníak virkar sem Brønsted-basi vegna þess að það tekur auðveldlega við róteindum og sem Lewis-basi vegna þess að það hefur rafeindapar sem það getur gefið. Brønsted-basi: NH₃ + H₃O⁺ ⟶ NH₄⁺ + H₂O. Lewis-basi: 2NH₃ + Ag⁺ ⟶ [H₃N-Ag-NH₃]⁺.
(a) NO₂:

Köfnunarefni er sp²-svigrúmablandað. Sameindin hefur bogna lögun með O-N-O tengihorn um það bil 120°. (b) NO₂⁻:

Köfnunarefni er sp²-svigrúmablandað. Sameindin hefur bogna lögun með O-N-O tengihorn aðeins minna en 120°. (c) NO₂⁺:

Köfnunarefni er sp-svigrúmablandað. Sameindin hefur línulega lögun með O-N-O tengihornið 180°.
Köfnunarefni getur ekki myndað NF₅-sameind vegna þess að það hefur ekki d-svigrúm til að tengjast tveimur flúoratómum til viðbótar.
(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a) P₄(s) + 4Al(s) ⟶ 4AlP(s); (b) P₄(s) + 12Na(s) ⟶ 4Na₃P(s); (c) P₄(s) + 10F₂(g) ⟶ 4PF₅(l); (d) P₄(s) + 6Cl₂(g) ⟶ 4PCl₃(l) eða P₄(s) + 10Cl₂(g) ⟶ 4PCl₅(l); (e) P₄(s) + 3O₂(g) ⟶ P₄O₆(s) eða P₄(s) + 5O₂(g) ⟶ P₄O₁₀(s); (f) P₄O₆(s) + 2O₂(g) ⟶ P₄O₁₀(s)
291 mL
28 tonn
(a)

(b)

(c)

(d)

(a) P = +3; (b) P = +5; (c) P = +3; (d) P = +5; (e) P = −3; (f) P = +5
FrO₂
(a) 2Zn(s) + O₂(g) ⟶ 2ZnO(s); (b) ZnCO₃(s) ⟶ ZnO(s) + CO₂(g); (c) ZnCO₃(s) + 2CH₃COOH(aq) ⟶ Zn(CH₃COO)₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l); (d) Zn(s) + 2HBr(aq) ⟶ ZnBr₂(aq) + H₂(g)
Al(OH)₃(s) + 3H⁺(aq) ⟶ Al³⁺ + 3H₂O(l); Al(OH)₃(s) + OH⁻ ⟶ [Al(OH)₄]⁻(aq)
(a) Na₂O(s) + H₂O(l) ⟶ 2NaOH(aq); (b) Cs₂CO₃(s) + 2HF(aq) ⟶ 2CsF(aq) + CO₂(g) + H₂O(l); (c) Al₂O₃(s) + 6HClO₄(aq) ⟶ 2Al(ClO₄)₃(aq) + 3H₂O(l); (d) Na₂CO₃(aq) + Ba(NO₃)₂(aq) ⟶ 2NaNO₃(aq) + BaCO₃(s); (e) TiCl₄(l) + 4Na(s) ⟶ Ti(s) + 4NaCl(s)
HClO₄ er sterkari sýran vegna þess að í röð súrefnissýra með svipaðar formúlur verður aðdráttur miðatómsins að rafeindum súrefnisins sterkari eftir því sem rafneikvæðni miðatómsins eykst. Sterkari aðdráttur að rafeindum súrefnisins leiðir til þess að súrefnið dregur rafeindirnar í O-H tenginu sterkar til sín, þannig að vetnið losnar auðveldar. Því veikara sem þetta tengi er, því sterkari er sýran.
Þar sem H₂SO₄ og H₂SeO₄ eru báðar súrefnissýrur og miðatóm þeirra hafa sömu oxunartölu, ræðst sýrustyrkurinn af hlutfallslegri rafneikvæðni miðatómsins. Þar sem brennisteinn er rafneikvæðari en selen er H₂SO₄ sterkari sýran.
SO₂, sp², +4; SO₃, sp², +6; H₂SO₄, sp³, +6
SF₆: S = +6; SO₂F₂: S = +6; KHS: S = −2
Brennisteinn getur aðeins myndað tvítengi við háan hita, það er við verulega innvermin skilyrði, en það á ekki við um súrefni.
Mörg svör koma til greina, þar á meðal: Cu(s) + 2H₂SO₄(l) ⟶ CuSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l) og C(s) + 2H₂SO₄(l) ⟶ CO₂(g) + 2SO₂(g) + 2H₂O(l)
5,1 × 10⁴ g
SnCl₄ er ekki salt vegna þess að það hefur samgild tengi. Salt verður að hafa jónatengi.
Í súrefnissýrum með svipaðar formúlur eykst sýrustyrkurinn eftir því sem rafneikvæðni miðatómsins eykst. HClO₃ er sterkari en HBrO₃; Cl er rafneikvæðara en Br.
(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a) brómþríflúoríð; (b) natríumbrómat; (c) fosfórpentabrómíð; (d) natríumperklórat; (e) kalíumhýpóklórít
(a) I: +7; (b) I: +7; (c) Cl: +4; (d) I: +3; Cl: −1; (e) F: 0
(a) sp³d-svigrúmablandað; (b) sp³d²-svigrúmablandað; (c) sp³-svigrúmablandað; (d) sp³-svigrúmablandað; (e) sp³d²-svigrúmablandað
(a) óskautað; (b) óskautað; (c) skautað; (d) óskautað; (e) skautað
Reynsluformúlan er XeF₆ og stilltu efnajöfnurnar eru: Xe(g) + 3F₂(g) → Δ XeF₆(s); XeF₆(s) + 3H₂(g) ⟶ 6HF(g) + Xe(g)