ПРИЧИНЫ ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗНЫМИ ГИДРОКСИДАМИ ОСНОВНЫХ, КИСЛОТНЫХ И АМФОТЕРНЫХ свойств

Способность отдельных гидроксидов проявлять кислотные, основные или те и другие свойства (быть амфотерными) связана с их способностью диссоциировать в водных растворах по типу кислоты, основания или по тому и другому типам.

Способность к диссоциации по тому или другому типу зависит от полярности связи Н—О и Э—О в гидроксиде, а полярность связи связана со степенью окисления элемента Э и радиусом его атома.

Гидроксид Э—О—Н будет диссоциировать как основание, если полярность связи Э—О будет значительно больше, чем таковая для Н—О, так как молекула (условная молекула) Э—О—Н, попадая в воду, будет вызывать координацию диполей воды по месту своего диполя, который располагается на месте связи Э—О. Так диссоциирует К—О—Н, потому что степень окисления калия невелика (+1), а радиус его атома достаточно велик.

Гидроксид диссоциирует как кислота, если полярность связи Н—О будет больше таковой для связи Э—О (причина этого явления рассмотрена выше). Так, метафосфорная кислота Н—О—Р0₂ будет диссоциировать по типу кислоты за счет того, что полярность связи Н—О значительно больше таковой для связи Р—О, так как атом фосфора имеет степень окисления +5 и радиус его атома весьма невелик.

Гидроксид диссоциирует и как кислота, и как основание (амфотерен), если полярности связей Н—О и Э—О приблизительно одинаковы или незначительно различаются. В данном случае вероятность ориентации диполей воды около атомов водорода и атомов элемента, образующего гидроксид, примерно одинаковы, поэтому возможность диссоциации как по типу кислоты, так и по типу основания равновероятна. Это имеет место в «условной молекуле» гидроксида бериллия Н—О—Be—О—Н: полярность связи Н—О примерно равна таковой для Be—О за счет того, что атом бериллия имеет степень окисления +2, а радиус его атома относительно мал.

Необходимо отметить, что у гидроксидов с ростом степени окисления элемента и уменьшением радиуса атома элемента, образующего гидроксиду усиливаются кислотные и ослабевают основные свойства.

Так, радиус атома кальция значительно больше такового для цинка, поэтому гидроксид цинка амфотерен, а гидроксид кальция является сильным основанием (степени окисления атомов обоих элементов одинаковы).

Влияние степени окисления при приблизительно одинаковом радиусе атома легко просматривается на гидроксидах хрома разных степеней окисления: так, гидроксид хрома (Н) Сг (ОН)₂ является основанием; гидроксид хрома (Ш) Сг (ОН)₃ амфотерен, а гидроксид хрома (У1) [хромовая кислота Н₂Сг0₄] проявляет сильные кислотные свойства.

• ? Задания для самостоятельной работы
• 1. Поясните, почему гидроксильная группа в разных химических соединениях обусловливает различные химические свойства.
• 2. Поясните, к каким гидроксидам относится гидроксид серы (1У); ответ обоснуйте.
• 3. Поясните, к каким гидроксидам относится гидроксид цинка; обоснуйте причину этого.
• 4. Поясните, как зависят свойства гидроксидов: а) от степени окисления; б) от радиуса атома, образующего гидроксид.