Почему в главной подгруппе 5 группы нарушается закономерность, что фтор активнее хлора, а кислород активнее серы?

Iskryaschiysya_Paren

15

Закономерность, о которой вы говорите, основана на расположении элементов в периодической таблице химических элементов. В периодической таблице элементы располагаются в порядке возрастания атомной номера. Однако, при рассмотрении активности элементов, необходимо учитывать не только их атомный номер, но и другие факторы, которые влияют на активность элементов.

Активность химического элемента зависит от его электроотрицательности, которая определяет способность атома элемента притягивать к себе электроны во время химических реакций. Чем выше электроотрицательность элемента, тем активнее он будет реагировать с другими веществами.

Фтор и хлор находятся в одной группе периодической таблицы - группе галогенов (17 группа). По общепринятому правилу, внутри одной группы активность элементов должна возрастать с увеличением атомного номера. Однако, в случае фтора и хлора, это правило нарушается.

Фтор имеет высокую электроотрицательность из-за своей маленькой атомной массы и малого размера. Вследствие этого, он имеет большую силу притяжения электронов. Хлор также обладает высокой электроотрицательностью, но из-за большей атомной массы и размера, эта электроотрицательность немного ниже по сравнению с фтором. Таким образом, активность фтора оказывается выше, чем активность хлора.

Когда мы переходим к главной подгруппе 5 группы периодической таблицы (15 группа), то там происходит нарушение упомянутой закономерности активности элементов. Кислород является более активным элементом по сравнению с серой, хотя в общем порядке следования элементов активность должна увеличиваться. Это происходит из-за специфической электронной структуры элементов данной группы.

Кислород и сера находятся во втором периоде периодической таблицы, и у них имеется по 6 электронов в внешней оболочке. В сере эти 6 электронов разположены все на одной энергетической орбитали (подкороридной p-орбитале) и обладают меньшей стабильностью, поскольку они взаимно отталкиваются, укрупняя друг друга.

Кислород же имеет две подэнергетические оболочки, вторую (p-подоболачку) и первую(s-подоболочку), в каждой из которых по две енесочетающиеся пары электронов. Из этого следует, что подоболочки (разные орбитали), снабжая одни и те же пары электронов, напротив, создают для них больший объем, предоставляя им всю свободу, что, в свою очередь, делает эти электроны более стабильными, делает элемент более активным.

В результате этой особенности электронной структуры, кислород проявляет большую активность по сравнению с серой, несмотря на то, что активность элементов внутри одной группы периодической таблицы должна возрастать с увеличением атомного номера.

В итоге, нарушение этой закономерности в главной подгруппе 5 группы объясняется спецификой конфигурации электронных оболочек элементов данной группы, а именно наличием двух электронных подоболочек у кислорода, что делает его более активным по сравнению с серой.