元素的氫氧化物在周期開始是由金屬離子和氫氧根離子組成的。舉例來說,NaOH是由Na+和OH-離子組成的,氫氧化鈣是由Ca2+和OH-組成的。當(dāng)這些離子型氫氧化物溶解在水中時,它們向水溶液供供給了氫氧根離子因而叫做堿:我們說它們是具有堿性的物質(zhì)。那些生成低電荷大半徑正離子的元素,它們的氫氧化物的堿性是特別顯著的。另方面,每一周期末尾的非金屬元素的氫氧化物在溶液中電離給出氫離子因而叫做酸酸。舉例來說,氯和氮的氫氧化合物就是這種情況:
HOC1→H++OC1-
HONO2→H++ONO2-
氫氧化物的酸性或堿性,可以認(rèn)為是由于各種元素的電負(fù)性不同而引起的。一般而言,氫氧化物可以看作是一種元素E同一個或多個氫氧根相結(jié)合(參見下面的化學(xué)式)。如果E有相對較低的電負(fù)性,它對電子的吸引力較小,它同氧原子形成強(qiáng)共價鍵的傾向很小,因而該元素與氧之間的鍵弱于氫與氧之間的鍵。因此,在a處的鍵是離子鍵鍵,它對溶液給出氫氧根離子,該物質(zhì)表現(xiàn)為堿。對元素E來說大半徑、小核電荷和低氧化數(shù)是在低電負(fù)性方向上起作用的因素,這是金屬性較強(qiáng)元素的特征。
另一方面,如果元素E有相對較高的電負(fù)性,它頗為強(qiáng)強(qiáng)烈地吸引著它同氧之間的共用電子對,而在元素E同氧原子之間形成相對較強(qiáng)的鍵。因此氧氫鍵由于電子向E方面偏移而減弱,在b處的鍵是離子鍵,向溶液給出氫離子,該物質(zhì)表現(xiàn)為酸。小半徑、大核電荷和高氧化數(shù)是在高電負(fù)性方向上起作用的因素,它們是非金屬性較強(qiáng)元素的特征。
在周期表上劃分金屬與非金屬的對角線附近的中間元素,它們的氫氧化物往往是兩性的,這表明這些氫氧化物與強(qiáng)堿作用時是酸,而與強(qiáng)酸作用時是堿。
AI(OH)3+OH-→[A1(OH)4]-
Al(OH)3+3H+→A13++3H2O
氫氧化鋁在強(qiáng)酸或強(qiáng)碔中的可溶性反映了它的兩性性質(zhì)。在強(qiáng)堿中,相對難溶的AI(OH)3與氧根離子作用轉(zhuǎn)化成可溶的
[A1(OH)4]-丁離子;而在強(qiáng)酸中A1(OH)3同氫離子作用轉(zhuǎn)化成可溶的Al3+離子。