p區(qū)元素的還原性一般遠(yuǎn)比s區(qū)的要弱。常溫下,錫、銻、鉍在空氣中都比較穩(wěn)定,不易被氧化。鉛,特別是鋁較活潑,容易與氧化合,不過在空氣中能立刻形成一層致密的氧化物保護(hù)膜阻止氧化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,使它們在空氣中很穩(wěn)定。這些金屬在高溫下都能與氧劇烈反應(yīng),生成相應(yīng)的氧化物。
p區(qū)的金屬在常溫下均不與純水作用。除銻、鉍外,p區(qū)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為負(fù)值,能從鹽酸或稀硫酸中置換出氫氣。
p區(qū)大多數(shù)金屬不與堿作用,但位于對角線附近的鋁、鈹、鍺、錫等能與強(qiáng)堿作用生成相應(yīng)的含氧酸鹽和氫氣,例如
2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 +3H2 ↑
Sn +2NaOH=Na2SnO2 +H2 ↑
這些金屬的氧化物與氫氧化物具有兩性。
P區(qū)中位于右上角的氟、氧、氯和溴等是活潑的非金屬單質(zhì),它們具有很強(qiáng)的氧化性,能與大多數(shù)金屬作用生成相應(yīng)的化合物。其余的非金屬單質(zhì)一般既有氧化性,又有還原性,例如碘、硫、磷、碳、硼、氫等單質(zhì)不僅與金屬作用表現(xiàn)出氧化性,也能與活潑非金屬作用表現(xiàn)出還原性。例如,白磷在空氣中會燃燒;硫、紅磷、碳、硅、硼等在加熱時也會與氧化合,甚至燃燒,生成相應(yīng)的氧化物SO2、P2O5、CO2、SiO2、B2O3等。高溫時氫氣與氧氣的反應(yīng),由于反應(yīng)放出大量熱,可用于焊接鋼板、鋁板以及不含碳的合金等。在一定條件下,氫氣和氧氣的混合氣體遇火能發(fā)生爆炸,因此使用氫氣時要注意安全。
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △Hθ(298)=-241.8kJ/mol
非金屬單質(zhì)中只有鹵素在常溫下能與水反應(yīng),例如氟能劇烈地從水中取代出氧氣
2F2+2H2O=4HF+O2
氯能與水作用,但較緩和,生成HCl和HOCl
Cl2+H2O=HCI+HOCl
溴和碘與水也有類似反應(yīng),但進(jìn)行的程度依次減弱。
硼、碳、硅在常溫下不與水反應(yīng),但在高溫下與水蒸氣反應(yīng),例例如工業(yè)上制取水煤氣的反應(yīng)
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
氮、氧、硫、磷、砷等在高溫下也不與水作用。
從鹵素與水的反應(yīng)可以看出它們也能與堿溶液反應(yīng)。例如
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO + H2O
在鹵素與水和堿的反應(yīng)中,Cl2中的一部分Cl原子的氧化數(shù)從0降到-1,但同時另一部分Cl原子的氧化數(shù)則從0升高到到+1。這表明上述反應(yīng)中,Cl2既是氧化劑又是還原劑,這類反應(yīng)稱為歧化反應(yīng)。
類似鋁、錫等金屬,位于對角線附近的非金屬,如硼、硅、砷等,也能與堿溶液反應(yīng)并置換出氫氣,例如
Si+ 2NaOH + H2O=Na2SiO3 + 2H2
非金屬單質(zhì)一般不與鹽酸或稀硫酸反應(yīng),但碘、硫、磷、碳、硼等單質(zhì)能被濃硝酸或濃硫酸氧化生成相應(yīng)的氧化物或含氧酸,例如
S+2HNO3(濃)=H2SO4 + 2NO
C+2H2SO4(濃)=CO2+2SO2+2H2O
氮的電負(fù)性較大,是一個典型的非金屬元素,但因為分子內(nèi)N≡N間的三鍵鍵能特別大,因此化學(xué)性質(zhì)十分不活潑,在一般條件下很難與其他物質(zhì)反應(yīng)。
稀有氣體,由于外層電子構(gòu)型為ns2np6(He為1s2),達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也不活潑,所以這些氣體又稱為惰性氣體。氮和稀有氣體在生產(chǎn)和科學(xué)試驗中常作為情性介質(zhì),用作保護(hù)性氣體。但自1962年起已陸續(xù)合成一些稀有氣體的化合物,如Xe[PtF6]、XeCl2、KrF2、XeO3、XeOF4、Na2XeO4等。