p金屬概述
與s區金屬元素相似,p區金屬元素從上至下原子半徑逐漸增大,失電子趨勢逐漸增大,元素金屬性逐漸增強。但總的來看,p區金屬元素金屬性較弱,部分金屬如Al、Ga、Ge、Sn和Pb的單質、氧化物及其水化物均表現出兩性,它們在化合物中還往往表現出明顯的共價性。相對而言,Tl、Pb和Bi的金屬性稍強。十種元素中,Po為放射性元素。
基本性質
性質 | Al | Ga | In | Tl | Ge | Sn | Pb | Sb | Bi | Po |
原子序數 | 13 | 31 | 49 | 81 | 32 | 50 | 82 | 51 | 83 | 84 |
原子量 | 27.0 | 69.7 | 115 | 204 | 72.6 | 119 | 207 | 122 | 209 | 210 |
價電子層結構 | 3s2 3p1 | 4s2 4p1 | 5s2 5p1 | 6s2 6p1 | 4s2 4p2 | 5s2 5p2 | 6s2 6p2 | 5s2 5p3 | 6s2 6p3 | 6s2 6p4 |
主要氧化態 | +Ⅲ | +Ⅰ +Ⅲ | +Ⅰ +Ⅲ | +Ⅰ +Ⅲ | +Ⅳ +Ⅱ | +Ⅳ +Ⅱ | +Ⅳ +Ⅱ | +Ⅲ +Ⅴ | +Ⅲ +Ⅴ | +Ⅵ |
共價半徑/pm | 118 | 126 | 144 | 148 | 122 | 141 | 154 | 143 | 152 | |
M+離子半徑/pm | 113 | 132 | 140 | |||||||
M2+離子半徑/pm | 73 | 93 | 121 | |||||||
M3+離子半徑/pm | 50 | 62 | 81 | 95 | 92 | 108 | ||||
M4+離子半徑/pm | 53 | 71 | 84 | |||||||
M5+離子半徑/pm | 62 | 74 | ||||||||
第一電離能(kj·mol) | 577 .6 | 578 .8 | 558 .3 | 589 .3 | 752 | 709 | 716 | 831 .7 | 703 .3 | 832 .4 |
第二電離能(kj·mol) | 181 7 | 197 9 | 182 1 | 197 1 | 157 3 | 141 2 | 145 0 | 159 5 | 161 0 | |
第三電離能(kj·mol) | 274 5 | 296 3 | 270 5 | 287 8 | 330 2 | 294 3 | 308 1 | 244 0 | 246 6 | |
第四電離能(kj·mol) | 441 0 | 393 0 | 408 3 | 426 0 | 437 0 | |||||
第五電離能(kj·mol) | 540 0 | 540 0 | ||||||||
電負性 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 2.0 |
p金屬元素的價電子構型為ns2 np1~4,內層為飽和結構。由於ns、np電子可同時成鍵,也可僅由np電子成鍵,因此它們在化合物中常有兩種氧化態,且其氧化值相差2。一般而言,p區金屬元素自上而下低氧化態化合物穩定性增強。
從電離能看,p金屬元素在化合時要分別失去其外層的3~6個電子形成高氧化態的離子化合物較難,因此它們的高氧化態化合物多數為共價化合物;低氧化態的化合物中部分離子性較強。另外,大部分p區金屬元素在化合物中,電荷較高,半徑較小,其鹽類在水中極易水解。