§ 28. Естественные семейства химических элементов. Амфотерность

Щелочные металлы объединены сходством строения атомов и химических свойств. Их простые вещества активны, а при взаимодействии с водой образуют щёлочи и водород. К этому семейству относятся литий, натрий и калий. Щелочноземельные металлы также имеют общие закономерности, но отличаются от щелочных валентностью и формулами соединений. Сходство не означает полной одинаковости: свойства внутри семейства постепенно изменяются при переходе от одного элемента к другому.

Галогены — семейство активных неметаллов, куда входят фтор, хлор, бром и иод. Они образуют сходные соединения с металлами и водородом, хотя простые вещества различаются агрегатным состоянием и активностью. Благородные газы при обычных условиях существуют в виде отдельных атомов и проявляют низкую химическую активность. Название «благородные» точнее абсолютного понимания слова «инертные»: для некоторых представителей известны химические соединения.

Раннее деление элементов только на металлы и неметаллы не объясняло всех свойств их соединений. Например, гидроксид алюминия реагирует не только с кислотой, но и со щёлочью при подходящих условиях. Такое двойственное поведение называют амфотерностью. В реакции с кислотой он проявляет основные свойства, а в реакции со щёлочью — кислотные. Это не смесь кислоты и основания, а свойство одного вещества.

Амфотерны также оксид алюминия и некоторые соединения цинка, бериллия и других металлов. Пример взаимодействия с кислотой: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O. В растворе щёлочи может образоваться комплексное соединение Na[Al(OH)₄]. Его квадратные скобки объединяют связанную группу атомов. Амфотерность нужно доказывать двумя направлениями реакций, а не только одним опытом. Она помогает точнее классифицировать соединения и показывает, что характер свойств зависит от партнёра по реакции.