Chemiczne i fizyczne właściwości niemetali

Podział pierwiastków na metale i niemetale jest raczej arbitralny. Istnieje niewielka grupa elementów, które w pewnych warunkach zachowują się w nietypowy sposób. Na przykład aluminium może reagować nie tylko z kwasami, jak większość metali, ale także z alkaliami, takimi jak pierwiastki niemetaliczne. A german, który jest niemetalowy, może przewodzić prąd elektryczny, jak typowy metal. W naszym artykule rozważamy fizyczne i chemiczne właściwości niemetali, a także ich zastosowanie w przemyśle.

Poziom wartościowości formuły

Podstawą różnic w charakterystyce pierwiastków jest struktura ich atomów. Niemetale mają od 4 do 8 elektronów na ostatnim poziomie energii, z wyjątkiem wodoru, helu i boru. Niemal wszystkie niemetale należą do p-pierwiastków. Na przykład jest to chlor, azot, tlen. Hel i wodór, które są p-pierwiastkami, nie przestrzegają tej zasady. Fizyczne właściwości niemetali, a także zdolność do przemian chemicznych, ze względu na ich lokalizację w układzie okresowym.

Miejsce niemetali w układzie pierwiastków chemicznych

Zmiana właściwości atomów pierwiastków niemetalicznych zachodzi wraz ze wzrostem liczby sekwencji. W tym okresie, ze względu na wzrost ładunku jądrowego, atom jest sprężany, a jego promień maleje. Wzrasta również zdolność utleniania, a właściwości redukujące elementów słabną. Fizyczne właściwości niemetali, a także osobliwości ich interakcji z innymi substancjami zależą od struktury ich zewnętrznych poziom energii. Zależy również od zdolności atomów do przyciągania do sfery ich wpływu obcych elektronów. Na przykład w drugim okresie od boru do fluoru wzrasta elektroujemność niemetali. Najbardziej aktywnym spośród wszystkich pierwiastków niemetalicznych jest fluor. W swoich związkach utrzymuje silniejsze obce elektrony, utrzymując ładunek -1.

Właściwości fizyczne niemetali

Niemetale występują w różnych stanach skupienia. Tak więc bor, węgiel, fosfor - związki stałe, brom - ciecz, azot, wodór, tlen - gazy. Wszystkie nie przewodzą prądu elektrycznego, są mniej trwałe niż metale, mają niskie przewodnictwo cieplne. Wyświetl sieć krystaliczna wpływa również na fizyczne właściwości niemetali. Na przykład związki o sieci cząsteczkowej (jod, siarka, fosfor) mają niską temperaturę wrzenia i temperaturę topnienia, jak również lotne. Atomowa struktura krystaliczna jest nierozerwalnie związana z krzemem, diamentem. Substancje te są bardzo silne, ich temperatura topnienia i wrzenia są wysokie.

Właściwości chemiczne

Bezpośrednia reakcja połączenia metali i niemetali prowadzi do wytwarzania dwuskładnikowych związków klasy soli: azotków, węglików, chlorków.

Na przykład:

6Na + N ₂ = 2 Na ₃ N.

Elementy niemetaliczne mogą wchodzić ze sobą w interakcje. Główny warunek występowania takich procesów: elementy muszą mieć inną elektroujemność. Na przykład:

6Cl ₂ + 4P = 4 PCl ₃ .

Większość niemetali, z wyjątkiem jodu, jest bezpośrednio utleniana przez tlen. Tworzy to związki binarne - kwaśne tlenki:

C + O2 = CO ₂ - dwutlenek węgla lub dwutlenek węgla.

Możliwe reakcje niemetali z niektórymi tlenkami. Węgiel jest więc stosowany jako pierwiastek redukujący metale z ich tlenków:

C + CuO = Cu + CO.

Kwasy - silne utleniacze (na przykład azotany), mogą oddziaływać z niemetalami, utleniając je do tlenków:

C + 4HNO ₃ = C02 + 4NO2 + 2H2O.

Halogeny

Elementy znajdujące się w głównej podgrupie siódmej grupy układu okresowego są chemicznie najbardziej aktywnymi niemetalami. Ich atomy mają tę samą liczbę elektronów -7 na ostatnim poziomie energii, co wyjaśnia podobieństwo ich właściwości chemicznych.

Właściwości fizyczne prostych substancji - niemetali są różne. Tak więc, fluor, chlor są w fazie gazowej, ciecz jest bromem, a stan stały jest nieodłączny od jodu. Aktywność halogenów w grupie zmniejsza się wraz ze wzrostem ładunku jądrowego atomu, fluor jest najbardziej reaktywny spośród fluorowców. W swojej reaktywności tylko tlen wchodzi do grupy chalkogenów. Wytrzymałość wodorowych związków halogenu, których roztworami wodnymi są kwasy, wzrasta z fluoru do jodu, a rozpuszczalność słabo rozpuszczalnych soli maleje. Szczególna pozycja fluoru wśród fluorowców dotyczy również zdolności do reagowania z wodą. Halogen może rozkładać wodę, tworząc różne produkty: własną tlenek F ₂ O, ozon, tlen i nadtlenek wodoru.

Tlen i jego cechy

Element jest najbardziej powszechny na Ziemi. Jego zawartość w glebie przekracza 47%, a masa gazu w powietrzu wynosi 23,15%. Ogólne właściwości fizyczne niemetali, takich jak azot, tlen i wodór, które są w stanie gazowym, są określone przez strukturę ich cząsteczek.

Wszystkie składają się z dwóch połączonych atomów kowalencyjne obligacje niepolarne. W atomie tlenu na ostatnim poziomie energii znajdują się dwa wolne p-elektrony. Dlatego stan utleniania element jest zwykle równy -2, a w związkach z fluorem (na przykład OF ₂ ) +2. Tlen jest słabo rozpuszczalny w wodzie, w temperaturze -183 ° C przechodzi w łatwo poruszający się niebieski płyn, który może przyciągać magnes. Element jest reprezentowany przez dwie proste substancje: tlen O2 i ozon O3. Charakterystyczny zapach ozonu można poczuć w powietrzu po burzy. Substancja jest niezwykle agresywna, rozkłada materiały organiczne, a nawet utlenia metale pasywne, takie jak platyna lub złoto. Najbardziej złożone substancje - tlenki, sole, zasady i kwasy - zawierają atomy tlenu w swoich cząsteczkach.

Siarka - typowy element niemetaliczny

Podobnie jak tlen, siarka jest bardzo powszechna w skorupie ziemskiej, jej atomy są również częścią organicznej na przykład substancje białka. Zawartość siarki w źródłach geotermalnych i gazach wulkanicznych jest wysoka. Najczęściej występujące minerały zawierające siarkę: piryt FeS ₂ , cynk i ołów ołowiu ZnS, PbS.

Na prośbę: "Wymień fizyczne właściwości niemetali", możemy odpowiedzieć, nazywając na przykład właściwości siarki. To dielektryk. Substancja słabo oszczędza energię cieplną, kruche, kruszy się przy uderzeniu, nie rozpuszcza się w wodzie. Może tworzyć kilka form alotropowych, zwanych rombowymi, plastikowymi i jednoskośnymi. Naturalna siarka ma żółty kolor i strukturę rombową. W reakcjach chemicznych z metalami i niektórymi niemetalami zachowuje się jak środek utleniający, a przy halogenach i w tlenie wykazuje właściwości redukujące.

W naszym artykule na przykładzie halogenów, tlenu i siarki zbadaliśmy właściwości elementów niemetalicznych.