Éléments du bloc p et non-métaux

Le bloc p s'étend des groupes 13 à 18 et contient la plupart des non-métaux et des métalloïdes, présentant la plus grande variété d'états d'oxydation, d'allotropes et de liaisons dans le tableau périodique.

Definition

Les éléments du bloc p sont ceux des groupes 13 à 18, dont les électrons de plus haute énergie remplissent une sous-couche p ; ils englobent les métaux, les métalloïdes et les non-métaux et présentent des états d'oxydation variables, une caténation étendue et des structures moléculaires diverses.

Scope

Ce sujet couvre la chimie descriptive des groupes 13 à 18 (à l'exclusion des gaz nobles traités séparément) : le gradient métalloïde-non-métal, les multiples états d'oxydation et l'effet de paire inerte, la caténation et l'allotropie du carbone, du phosphore et du soufre, les hydrures, oxydes, oxoacides et halogénures des non-métaux, ainsi que la chimie anomale des éléments de la première période. Il met l'accent sur les tendances périodiques et les composés caractéristiques plutôt que sur la liaison en cluster, qui est abordée sous le bore et les clusters déficients en électrons.

Core questions

• Comment le caractère évolue-t-il de métallique à non-métallique le long et à travers le bloc p ?
• Pourquoi les éléments lourds du bloc p privilégient-ils les états d'oxydation inférieurs (l'effet de paire inerte) ?
• Comment la caténation et l'allotropie confèrent-elles au carbone, au phosphore et au soufre leurs formes variées ?
• Qu'est-ce qui régit la force des oxoacides des non-métaux ?

Key concepts

• Les métalloïdes et la bande diagonale
• L'effet de paire inerte
• Caténation et allotropie
• Hydrures et halogénures des non-métaux
• Oxydes et oxoacides
• Anomalie de la première période

Key theories

Tendances périodiques et effet de paire inerte

À travers le bloc p, l'électronégativité augmente et le caractère métallique diminue, tandis que le long de chaque groupe, la réticence croissante à utiliser les électrons de valence s stabilise les états d'oxydation deux unités en dessous du numéro du groupe.

Caténation et allotropie

Les éléments légers du bloc p forment des liaisons élément-élément fortes, conférant au carbone sa vaste chimie de caténation et produisant les allotropes du carbone, du phosphore et du soufre avec des structures et des réactivités distinctes.

Oxoacides et oxydes des non-métaux

Les non-métaux forment une série graduée d'oxydes et d'oxoacides dont la force acide est corrélée à l'état d'oxydation et à l'électronégativité de l'atome central, systématisée par des règles telles que celle de Pauling pour la force des oxoacides.

Clinical relevance

Le bloc p fournit le carbone, l'azote, l'oxygène et le phosphore essentiels à la biologie, le silicium des semi-conducteurs et du verre, les halogènes des désinfectants et des produits pharmaceutiques, ainsi que l'azote fixé et le phosphate des engrais.

History

Les éléments du bloc p ont été essentiels à la construction et à la validation du tableau périodique, Mendeleïev ayant prédit les propriétés de membres alors non découverts tels que le gallium et le germanium. Les travaux de Moseley sur les rayons X ont permis de fixer leurs numéros atomiques, et l'échelle d'électronégativité de Pauling a systématisé les tendances de leurs liaisons et de leur acidité.

Key figures

• Dmitri Mendeleev
• Henry Moseley
• Linus Pauling

Seminal works

• greenwood1997
• weller2018
• housecroft2018

Frequently asked questions

Qu'est-ce que l'effet de paire inerte ?

Chez les éléments plus lourds du bloc p, les électrons de valence s deviennent de plus en plus réticents à participer aux liaisons, de sorte que les états d'oxydation deux unités en dessous du maximum du groupe deviennent plus stables, comme dans la préférence du plomb pour l'état +2 par rapport à l'état +4.

Pourquoi la chimie du carbone est-elle tellement plus riche que celle des éléments plus lourds du groupe 14 ?

Le carbone forme des liaisons carbone-carbone et carbone-hydrogène exceptionnellement fortes et établit facilement des liaisons multiples, permettant une caténation étendue en chaînes et en cycles ; les éléments plus lourds forment des liaisons plus faibles et se catènent beaucoup moins, ce qui limite leur variété structurelle.