Mittemetallid. Keemilised omadused

Mittemetallilisi keemilisi elemente on ainult 16, kuid neist kaks, hapnik ja räni, moodustavad maapõue massist 76%. Mittemetallid moodustavad 98,5% taimede massist ja 97,6% inimese massist. Süsinikust, vesinikust, hapnikust, väävlist, fosforist ja lämmastikust koosnevad kõik olulisemad orgaanilised ained, need on elu elemendid. Vesinik ja heelium - Universumi peamised elemendid, kõik kosmilised objektid, sealhulgas meie Päike, koosnevad neist.

Mittemetallid on keemilised elemendid, mille aatomid võtavad välise energiatasandi täitmiseks elektronid, moodustades samal ajal negatiivselt laetud ioone. Peaaegu kõigil mittemetallidel on suhteliselt väikesed raadiused ja suur arv elektrone välise energia tasemel 4 kuni 7, neid iseloomustavad suured elektronegatiivsuse ja oksüdatiivsete omaduste väärtused.

Kui joonistada perioodilises süsteemis diagonaal berülliumist astatiiniks, siis asuvad mittemetallide elemendid paremal diagonaalil ja metallid asuvad vasakpoolses alumises servas, nende hulka kuuluvad ka kõigi külgmiste alarühmade elemendid, lantaniidid ja aktiniidid. Diagonaali lähedal asuvad elemendid, näiteks berüllium, alumiinium, titaan, germaanium, antimon, on kahesuguse iseloomuga ja kuuluvad metalloidide hulka. 18. rühma elemendid on inertsed gaasid, neil on täiesti täielik väline elektrooniline kiht, neid nimetatakse mõnikord mittemetallideks, kuid formaalselt füüsiliste märkide järgi.

Mittemetalliliste elementide valentselektronide elektroonilised konfiguratsioonid on esitatud tabelis:

Mittemetalliliste elementide omaduste muutmise mustrid

Tuumalaengu suurenemise perioodil (vasakult paremale):

  • aatomi raadius väheneb,
  • elektronide arv välise energia tasemel suureneb,
  • elektronegatiivsus suureneb
  • oksüdeerivad omadused on paranenud
  • mittemetallilised omadused on paranenud.

Rühmas suureneva tuumalaenguga (ülevalt alla):

  • aatomi raadius suureneb,
  • elektronide arv välise energia tasemel ei muutu,
  • elektronegatiivsus väheneb,
  • oksüdeerivad omadused nõrgendavad,
  • mittemetallilised omadused nõrgenevad.

Sel viisil mida paremal ja kõrgemal on element perioodilises süsteemis, seda enam väljenduvad selle mittemetallilised omadused.

Mittemetallid perioodilise süsteemi IV rühma peamises alarühmas Mendelejev on süsinik ja räni. Nende elementide välise energia tasemel on 4 elektronit (ns 2 np 2). Anorgaanilistes ühendites on süsiniku oksüdatsiooni olek +2 (kasutamata olekus) ja +4 (ergastatud olekus). Orgaanilistes ühendites võib süsiniku oksüdeerimise aste olla vahemikus –4 kuni +4.

Räni puhul on kõige stabiilsem oksüdatsiooniseisund +4. Süsinik ja räni moodustavad happeoksiidid üldvalemiga EO 2, samuti lenduvad vesinikuühendid üldvalemiga EN 4.

Mittemetallid perioodilise süsteemi põhirühma V rühmas Mendelejevis on lämmastikku, fosforit, arseeni. Nende elementide välise energia tasemel on viis elektronit: ns 2 np 3. Selle ühendites sisalduv lämmastik võib oksüdeeruda –3, –2, +1, +2, +3, +4, +5.
  Fosforit iseloomustavad oksüdeerumisseisundid –3, +3, +5. Kuna lämmastikuaatomil puudub d-alltasand, ei saa see olla pentalentaalne, kuid doonori-aktseptori mehhanismi abil suudab see moodustada neljanda kovalentse sideme. Alarühma järjekorranumbri suurenemisega suurenevad aatomite ja ioonide raadiused ning ionisatsioonienergia väheneb. Toimub mittemetalliliste omaduste nõrgenemine ja metalli tugevnemine.
  Hapnikuga moodustavad V rühma peamise alarühma elemendid kompositsioonist R 2 O 5 kõrgemad oksiidid. Kõik nad on happeoksiidid. Vesiniku, lämmastiku, fosfori ja arseeni abil moodustuvad kompositsioonist EN 3 lenduvad gaasilised ühendid.

Perioodilise süsteemi VI rühma peamise alarühma mittemetallid Mendelejevi rühmad on hapnik, väävel, seleen ja telluurium. Nende elementide välise elektroonilise taseme konfiguratsioon on ns 2 np 4. Nende ühendites on neil kõige iseloomulikumad oksüdeerumisseisundid –2, +4, +6 (välja arvatud hapnik). Alarühma järjekorranumbri suurenemisega väheneb ionisatsioonienergia, suurenevad aatomite ja ioonide suurused, elementide mittemetallilised omadused nõrgenevad ja metallilised suurenevad. Väävel ja seleen moodustavad kõrgemaid RO 3 tüüpi oksiide. Need ühendid on tüüpilised happelised oksiidid, millele vastavad tugevad happed nagu H2 RO4. VI rühma alarühma mittemetalle iseloomustavad lenduvad vesinikuühendid üldvalemiga H2 R. Lisaks nõrgendab polaarsus ja sideme tugevus H20-st H2 Te-ni. Kõik vesinikuühendid, välja arvatud vesi, on gaasilised ained. H2S, H2Se, H2 Te vesilahused on nõrgad happed.

Peamise alarühma VII rühma elemendid - fluor, kloor, broom, jood on tüüpilised mittemetallid. Nende elementide rühmanimi on Kreeka halodest - sool ja geenidest - sünnitavad halogeenid. Nende halogeenide välise elektroonilise taseme konfiguratsioon on ns 2 np 5. Halogeenide kõige iseloomulikum oksüdeerimisseisund on -1. Lisaks võivad kloor, broom ja jood oksüdeeruda kuni + 3, + 5, + 7. Igal perioodil on halogeenid kõige elektronegatiivsemad elemendid. Alarühma piires fluori kasutamisel astatiini liikumisel suureneb aatomi raadius, vähenevad mittemetallilised omadused, vähenevad oksüdeerivad omadused ja suurenevad redutseerimisomadused. Kõik halogeenid moodustavad lihtsaid aineid - diatomilisi molekule Hal 2. Fluor on keemiliste elementide kõige elektronegatiivsem. Kõigis ühendites on selle oksüdatsiooniseisundid –1. Kõrgemad halogeenoksiidid (va fluor) on üldvalemiga R 2 O 7, on happe oksiidid. Neile vastavad tugevad happed üldvalemiga HRO4 (R \u003d Cl, Br). Halogeenide vesinikühendid - vesinikhalogeniidid on üldvalemiga HHal. Nende vesilahused on happed, mille tugevus suureneb HF-st HI-ni. Halogeenide jaoks on olemas muster: iga eelmine halogeen suudab järgmise oma ühendi asendada metallide ja vesinikuga, näiteks: Cl2 + 2KBr \u003d 2KCl + Br2.

Dmitri Ivanovitš Mendelejevi perioodiline tabel on selle kasutamisel väga mugav ja universaalne. Seda saab kasutada elementide mõningate omaduste määramiseks ja mis kõige üllatavam - keemiliste elementide mõne omaduse ennustamiseks, mis on veel avastamata, teadlaste poolt avastamata (näiteks teame väidetava unbigheksia mõningaid omadusi, kuigi seda pole veel avastatud ja sünteesitud).

Need omadused sõltuvad elemendi võimest.   andke või meelitage elektrone enda juurde. Oluline on meeles pidada ühte reeglit, metallid - andke elektronid ära ja mittemetallid - võtavad. Vastavalt sellele on metalliomadused konkreetse keemilise elemendi võime annetada oma elektronid (välisest elektronpilvest) teisele keemilisele elemendile. Mittemetallide puhul on kõik täpselt vastupidine. Mida lihtsamini mittemetall aktsepteerib elektrone, seda kõrgemad on selle mittemetallilised omadused.

Metallid ei võta kunagi vastu teise keemilise elemendi elektrone. See on iseloomulik järgmistele elementidele;

  • naatrium;
  • kaalium;
  • liitium;
  • prantsusmaa ja nii edasi.

Mittemetallidega on asjad sarnased. Fluor näitab rohkem kui kõik muud mittemetallid oma omadusi, see suudab endasse meelitada vaid mõne muu elemendi osakesi, kuid mitte mingil juhul ei loobu see omadest. Sellel on suurimad mittemetallilised omadused.. Hapnik (vastavalt omadustele) läheb kohe fluori järele. Hapnik võib moodustada ühendi fluori abil, loobudes elektronidest, kuid see eemaldab teistest elementidest negatiivsed osakesed.

Kõige ilmsemate omadustega mittemetallide loetelu:

  1. fluori;
  2. hapnik;
  3. lämmastik
  4. kloor;
  5. broom.

Mittemetallilisi ja metallilisi omadusi seletatakse asjaoluga, et kõik kemikaalid püüavad oma energiataset täita. Selleks peaks viimasel elektroonilisel tasemel olema 8 elektronit. Viimasel elektronkerel oleval fluori aatomil on 7 elektroni, püüdes seda lõpule viia, meelitab see teise elektroni. Väliskestal oleval naatriumi aatomil on üks elektron, et saada 8, sellele on lihtsam anda 1 ja viimasel tasemel on 8 negatiivselt laetud osakest.

Väärisgaasid ei suhtle teiste ainetega täpselt, kuna neil on energiatase täidetud, ei pea nad elektronide ligimeelitamiseks ega annetamiseks.

Kuidas muutuvad metalli omadused perioodilises süsteemis

Mendelejevi perioodiline tabel koosneb rühmadest ja perioodidest. Perioodid on paigutatud horisontaalselt nii, et esimene periood sisaldab: liitiumi, berülliumi, boori, süsinikku, lämmastikku, hapnikku jne. Keemilised elemendid on paigutatud rangelt seerianumbri suurendamise teel.

Rühmad on paigutatud vertikaalselt nii, et esimesse rühma kuuluvad: liitium, naatrium, kaalium, vask, rubiidium, hõbe jne. Rühma number näitab negatiivsete osakeste arvu konkreetse keemilise elemendi välimisel tasemel. Kui perioodi number tähistab elektrooniliste pilvede arvu.

Metallilised omadused on järjest paremad   paremalt vasakule või muul viisil nõrgeneb perioodil. See tähendab, et magneesiumil on suuremad metallilised omadused kui alumiiniumil, kuid vähem kui naatriumil. Selle põhjuseks on asjaolu, et kuna perioodil suureneb väliskestal elektronide arv, on keemilisel elemendil raskem oma elektrone loovutada.

Grupis on kõik vastupidi, metalliomadusi suurendatakse järjest ülalt alla. Näiteks kaalium tundub tugevam kui vask, kuid nõrgem kui naatrium. Selle seletus on väga lihtne, rühmas suureneb elektronkestade arv ja mida kaugemale elektron asub tuumast, seda lihtsam on seda mingile elemendile anda. Esimeses kestas oleva aatomi tuuma ja elektroni vaheline tõmbejõud on suurem kui tuuma ja 4 kesta elektroni vahel.

Võrrelge kahte elementi - kaltsiumi ja baariumi. Perioodilises süsteemis sisalduv baarium on madalam kui kaltsium. Ja see tähendab, et kaltsiumi väliskestast pärit elektronid asuvad tuumale lähemal, seetõttu on nad paremini meelitatud kui baarium.

Keerulisem on võrrelda elemente, mis asuvad erinevates rühmades ja perioodides. Võtame näiteks kaltsiumi ja rubiidiumi. Rubiidium annab paremaid negatiivseid osakesi kui kaltsium. Kuna see seisab madalamal ja vasakul. Kuid kasutades ainult perioodilist tabelit, on võimatu sellele küsimusele ühemõtteliselt vastata, kui võrrelda magneesiumi ja skandiumit (kuna üks element on madalam ja paremal ning teine \u200b\u200bülal ja vasakul). Nende elementide võrdlemiseks on vaja spetsiaalseid tabeleid (näiteks metalli pingete elektrokeemiline seeria).

Kuidas muutuvad mittemetallilised omadused perioodilises süsteemis

Mittemetallilised omadused perioodilisustabelis muudavad pigem metalli asemel hoopis vastupidist. Tegelikult on need kaks tunnust antagonistid.

Tugevdage perioodil (järjest paremalt vasakule). Näiteks on väävel vähem võimeline meelitama elektronid endasse kui kloor, kuid rohkem kui fosfor. Selle nähtuse seletused on samad. Negatiivselt laetud osakeste arv väliskihil suureneb ja seetõttu on elemendil lihtsam oma energiataset täita.

Mittemetallilised omadused vähenevad reas ülalt alla (rühmas). Näiteks fosfor suudab negatiivselt laetud osakesi tagasi anda rohkem kui lämmastik, kuid see suudab paremini meelitada kui arseen. Fosforiosakesed meelitatakse südamiku vastu paremini kui arseeniosakesed, mis annab sellele oksüdeeriva aine eelise reaktsioonides oksüdatsiooni astme alandamiseks ja suurendamiseks (redoksreaktsioonid).

Võrrelge näiteks väävlit ja arseeni. Väävel on kõrgemal ja paremal, mis tähendab, et tal on kergem oma energiataset täita. Nagu metalle, on ka mittemetalle raske võrrelda, kui nad asuvad erinevates rühmades ja perioodides. Näiteks kloor ja hapnik. Üks neist elementidest on kõrgemal ja vasakul ning teine \u200b\u200bmadalam ja paremal. Vastuse saamiseks peame pöörduma mittemetallide elektronegatiivsuse tabeli poole, kust näeme, et hapnik meelitab negatiivseid osakesi kergemini kui kloor.

Perioodiline tabel   aitab välja selgitada mitte ainult aatomis olevate prootonite arvu, aatommassi ja seerianumbri, vaid aitab kindlaks teha ka elementide omadusi.

Video

Video aitab teil mõista keemiliste elementide ja nende ühendite omaduste seadusi perioodide ja rühmade kaupa.

Kas te ei saanud teie küsimusele vastust? Soovita autoritele teemat.

Igapäevaelus suhtleb inimene paljude ainetega. Kõiki elemente saab klassifitseerida füüsikaliste ja keemiliste omaduste järgi. Artiklis kaalume, kuidas erinevad metallid mittemetallidest, nende omadused ja kontseptsioon.

Metalli ja selle omaduste määratlus

Iga päev tegeleme metallidega ja see pole juhus. Enamik perioodilise tabeli elemente on need. Kõigil neil on oma omadused ja omadused.

Reeglina on metallid elemendid, mis juhivad soojust ja elektrit hästi. Samuti on metallid väga plastilised, mis võimaldab neil sepistamise abil oma kuju muuta, ning neil on ka kõrge kareduskoefitsient. Selle elemendi eripäraks on läige, mida nimetatakse metalliliseks. Metalli omadused jagunevad kaheks peamiseks fraktsiooniks, näiteks:

  • Füüsikalised omadused.
  • Keemilised omadused.

Kuidas erinevad metallid metallidest füüsikaliste omaduste poolest? Füüsikaliste omaduste hulka kuuluvad:

  • Värv. Metallidel on reeglina tihe struktuur, mis ei lase valgust läbi. Ja nende värvi määrab valguse peegeldus selle pinnalt. Nii on metallidel enamikul juhtudel värv hallist hõbedani. Kuid on ka erandeid, näiteks vask, millel on punane värv, ja kuld, millel on kollane värv.
  • Kuju seisund, kõvadus ja tihedus. Metallidel endal on tahke agregatsiooniseisund, kuid need on võimelised kõrgetel temperatuuridel vedelikuks minema. Niisiis, metallid sulavad temperatuuril 40 kuni 3400 kraadi Celsiuse järgi. Kuid on metalle, mille peamine agregatsiooniseisund on vedel. Nende elementide hulka kuulub elavhõbe.
  • Elektrijuhtivus. Tunnuseks on selle langus aine temperatuuri tõustes.
  • Soojusjuhtivus ja keemistemperatuur / sulamistemperatuur.

Kuidas erinevad metallid metallidest keemiliste omaduste poolest? Selles rühmas on:

Kuidas metallid erinevad üksteisest

Paljud ei tea, kuidas metallid metallidest erinevad. Nende erinevusi saab liigitada:

  • Metallid erinevad värvi, näiteks kuld ja vask.
  • Samuti sulavad metallid erinevatel temperatuuridel. Mõnda metalli, näiteks tina ja pliid, saab kodus sulatada, kuid teised vajavad kõrgemat temperatuuri.
  • Omavahel jagunevad metallid kahte rühma: rasked ja kerged. Raskemetallide hulka kuuluvad need, mille tihedus on alates 5 g / cm3, kergmetallide tihedus on alla 5 g / cm3. Kergmetallide hulka kuulub liitium, mille tihedus on 0,2 g / cm 3; raskeima metalli koht on jagatud osmiumi ja iriidiumi vahel. Nende tihedus on 22,6 g / cm 3.
  • Metallid erinevad elastsuse ja elektrijuhtivuse poolest. Mõned neist on väga plastilised. Näiteks võite vaid 1 grammist kullast valmistada õhukese traadi, mille pikkus on 3,5 kilomeetrit. See on paindlik ega purune. Korrake seda vähem painduva metalliga, see ei toimi.
  • Samuti juhivad mõned metallid voolu paremini kui teised. Kõige elektrit juhtivamad metallid on vask, hõbe ja alumiinium. Neid kasutatakse kõige sagedamini juhtivate elementidena.

Kuidas erinevad mittemetallid metallidest

Mittemetallideks nimetatakse elemente, millel on mittemetallilised omadused. Mis vahe on metallidel ja mittemetallidel? Vaatleme üksikasjalikumalt:


Puit on taimne materjal. Metall on loodusliku keemilise ühendi tulemus. Mis vahe on puidul ja metallil:


Pooljuhid on mittemetallid, millel on mõned metallilised omadused. Metallidel ja pooljuhtidel on sarnasusi selles, et mõlemad on võimelised voolu juhtima.

Kuid pooljuhtidel on eripära, mille kohaselt nende elektrijuhtivus võib sõltuvalt välistest teguritest mitu korda suureneda. Seega juhib pooljuht voolu temperatuuri tõustes paremini. Metallides väheneb elektrijuhtivus temperatuuri tõustes. Lisandite olemasolu võib mõjutada ka elektrijuhtivust. Niisiis, metallides lisandid vähendavad elektrijuhtivust ja pooljuhtides.

Pooljuhid, erinevalt metallidest, võivad omada positiivset ja negatiivset elektrijuhtivust. Pooljuhid seisavad iseenesest voolu läbilaskmise võime tõttu metalli ja elemente, mis üldse elektrit ei juhita.

Metalli ja terase erinevus

Fakt on see, et metallid on terve rühm elemente, millel on metallilised omadused. Sellesse rühma kuulub ka raud. Teras pole midagi muud kui raua sulam, mille elemendid kuuluvad metalli rühma.

Kõige sagedamini sisaldab teras lisaks raudale ka perioodilise tabeli selliseid elemente nagu molübdeen, kroomi ja vanaadium. Ka süsinik on terase osa. Selle abil suurendage raua tugevust.

Seega, muutes sulami süsiniku kogust, saadakse väga tugev materjal. Kuid mida tugevam on teras, seda hapramaks see muutub. Nii et pika dünaamilise koormuse korral puruneb teras kergesti. Muude lisandite lisamine sellele aitab saavutada vastupidavust igasugustele mõjudele.

Niisiis uuriti artiklis, kuidas metallid erinevad metallidest ja mittemetallidest. Kõigi elementide omadusi saab võrrelda keemiliste ja füüsikaliste omaduste järgi. Iga päev kasutab inimene neid elemente ja loob uusi aineid elukvaliteedi parandamiseks.

Mittemetallide üldised omadused.

Mittemetallid   - keemilised elemendid, mis moodustavad lihtsad kehad, millel pole metallidele iseloomulikke omadusi. Mittemetallide kvalitatiivne omadus on elektronegatiivsus.

Elektronegatiivsus   - see on võime keemilist sidet polariseerida, meelitada enda juurde tavalisi elektroonilisi paare.

Mittemetallid sisaldavad 22 elementi.

Mittemetalliliste elementide asukoht perioodiliste keemiliste elementide süsteemis

1. periood

2. periood

3. periood

4. periood

5. periood

6. periood

Nagu tabelist näha, asuvad mittemetallilised elemendid peamiselt perioodilise süsteemi paremas ülaservas.

Mittemetalliliste aatomite struktuur

Mittemetallide iseloomulik tunnus on suurem (võrreldes metallidega) elektronide arv nende aatomite välise energia tasemel. See määrab nende suurema võime kinnitada täiendavaid elektrone ja avaldada suuremat oksüdatiivset aktiivsust kui metallid. Eriti tugevad oksüdeerivad omadused, st võime elektronid kinnituda, avalduvad mittemetallides, mis paiknevad rühmade VI-VII 2. ja 3. perioodil. Kui võrrelda elektronide paigutust piki orbitaale fluori, kloori ja muude halogeenide aatomites, siis saame ka otsustada nende eristavate omaduste üle. Fluori aatomil pole vabu orbitaale. Seetõttu võivad fluori aatomid omada ainult valentsust I ja oksüdatsiooni olekut 1. Tugevaim oksüdeerija on fluori. Teiste halogeenide aatomites, näiteks kloori aatomis, on vabad d-orbitaalid samal energiatasandil. Seetõttu võib elektronide sidumine toimuda kolmel erineval viisil. Esimesel juhul võib kloor avaldada oksüdatsioonitaset +3 ja moodustada soolhapet HClO 2, mis vastab sooladele - kloriitidele, näiteks kaaliumkloriidile KClO2. Teisel juhul võib kloor moodustada ühendeid, milles kloori oksüdatsiooni seisund on +5. Selliste ühendite hulka kuuluvad perkloorhape HClO 3 ja selle soolad - kloraadid, näiteks kaaliumkloraat KClO 3 (Bertoletova sool). Kolmandal juhul on kloori oksüdeerumisaste +7, näiteks perkloorhappe HClO4 ja selle soolade, perkloraatide (kaaliumperkloraat KClO 4) korral.

Mittemetallide molekulide struktuurid. Mittemetallide füüsikalised omadused

Toatemperatuuril on gaasilises olekus:

    vesinik on H2;

    lämmastik - N2;

    hapnik on O2;

    fluor - F2;

    kloor - CI2.

Ja inertgaasid:

    heelium - Tema;

    neoon - Ne;

    argoon - ar;

    krüptoon - Kr;

    ksenoon - Xe;

    radoon - Rn).

Vedelikus - broom - Br.

Tahke:

  • süsinik on C;

    räni - Si;

    fosfor - P;

  • arseen - As;

    seleen - Se;

    telluurium - Te;

  • astatiin - kell.

Värvide spekter on mittemetallide osas palju rikkam: punane - fosfori jaoks, pruun - broomi, kollane - väävli jaoks, kollakasroheline - kloori jaoks, violetne - joodiaurude jaoks jne.

Kõige tüüpilisematel mittemetallidel on molekulaarstruktuur, vähem tüüpilistel mittemetallidel on aga mittemolekulaarne struktuur. See seletab nende omaduste erinevust.

Lihtsate ainete - mittemetallide - koostis ja omadused

Mittemetallid moodustavad nii monatomseid kui ka diatomilisi molekule. Et monatomiline mittemetallide hulka kuuluvad inertgaasid, mis praktiliselt ei reageeri isegi kõige aktiivsemate ainetega. Inertsed gaasid asuvad perioodilise süsteemi VIII rühmas ja vastavate lihtsate ainete keemilised valemid on He, Ne, Ar, Kr, Xe ja Rn.

Mingid mittemetallid moodustavad diatomiline   molekulid. Need on H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (perioodilise süsteemi VII rühma elemendid), samuti hapnik O2 ja lämmastik N2. Alates triatoomiline gaasi osoonist (O 3) koosnevad molekulid. Tahkes olekus olevate mittemetallide keemilise valemi koostamine on üsna keeruline. Grafiidi süsinikuaatomid on üksteisega ühendatud mitmel viisil. Ülaltoodud struktuurides on keeruline eraldada ühte molekuli. Selliste ainete keemiliste valemite kirjutamisel, nagu metallide puhul, eeldatakse, et sellised ained koosnevad ainult aatomitest. Sel juhul kirjutatakse keemilised valemid ilma indeksiteta: C, Si, S jne. Sellised lihtsad ained nagu osoon ja hapnik, millel on sama kvalitatiivne koostis (mõlemad koosnevad samast elemendist - hapnikust), kuid arvuliselt erinevad molekuli aatomitel on erinevad omadused. Niisiis, hapnikul pole lõhna, samas kui osoonil on terav lõhn, mida me tajume äikese ajal. Tahkete mittemetallide, grafiidi ja teemandi omadused, millel on samuti sama kvalitatiivne koostis, kuid erinevad struktuurid, erinevad järsult (grafiit on rabe, teemant on kõva). Seega ei määra aine omadusi mitte ainult selle kvalitatiivne koostis, vaid ka see, kui palju aatomeid aine molekulis on ja kuidas need on omavahel seotud. Mittemetallid lihtkehade kujul on tahkes või gaasilises olekus (välja arvatud broom - vedel). Neil puuduvad metallidele omased füüsikalised omadused. Tahketel mittemetallidel puudub metallidele iseloomulik läige, nad on tavaliselt haprad, juhivad elektrivoolu ja soojust halvasti (välja arvatud grafiit). Kristallboor B (nagu kristalne räni) on väga kõrge sulamistemperatuuriga (2075 ° C) ja kõrge karedusega. Boori elektrijuhtivus suureneb temperatuuri tõustes märkimisväärselt, mis võimaldab seda laialdaselt kasutada pooljuhtide tehnoloogias. Boori lisamine terasele ja alumiiniumi, vase, nikli jms sulamitele parandab nende mehaanilisi omadusi. Reaktiivmootorite osade, gaasiturbiinide labade tootmisel on vaja booriide (boori ühendid mõne metalliga, näiteks titaaniga: TiB, TiB 2). Nagu võib näha skeemilt 1, on süsinikul C, räni-Si, boor-B sarnase struktuuriga ja neil on mõned ühised omadused. Lihtsate ainetena leidub neid kahes modifikatsioonis - kristallilised ja amorfsed. Nende elementide kristalsed modifikatsioonid on väga tahked, kõrge sulamistemperatuuriga. Kristallilisel ränil on pooljuhtide omadused. Kõik need elemendid moodustavad ühendeid metallidega - karbiidid, silitsiidid ja boriidid (CaC 2, Al 4 C 3, Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2). Mõnel neist on suurem kõvadus, näiteks Fe 3 C, TiB. Atsetüleeni tootmiseks kasutatakse kaltsiumkarbiidi.

Mittemetallide keemilised omadused

Vastavalt suhtelise elektronegatiivsuse arvväärtustele suurenevad mittemetallide oksüdatiivsed omadused järgmises järjekorras: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Mittemetallid kui oksüdeerivad ained

Mittemetallide oksüdeerivad omadused avalduvad nende koostoimel:

    metallidega: 2Na + Cl2 \u003d 2NaCl;

    vesinikuga: H2 + F2 \u003d 2HF;

    mittemetallidega, millel on madalam elektronegatiivsus: 2P + 5S \u003d P 2 S 5;

    mõnede keerukate ainetega: 4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 \u003d 2 FeCl3.

Mittemetallid kui redutseerijad

    Kõigil mittemetallidel (va fluor) on hapnikuga suheldes redutseerivad omadused:

S + O2 \u003d S02, 2H2 + O2 \u003d 2H20.

Hapnikul kombinatsioonis fluoriga võib olla ka positiivne oksüdatsiooniseisund, st olla redutseerija. Kõigil muudel mittemetallidel on redutseerivad omadused. Näiteks kloor ei kombineeru otseselt hapnikuga, kuid selle oksiide (Cl20, ClO2, Cl202) saab kaudselt, milles kloor omab positiivset oksüdatsiooni. Kõrgel temperatuuril ühendab lämmastik otseselt hapnikku ja sellel on redutseerivad omadused. Väävel reageerib hapnikuga veelgi lihtsamalt.

    Paljudel mittemetallidel on keerukate ainetega kokkupuutel vähendavad omadused:

ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO3 konts \u003d H2S04 + 6NO2 + 2H2O.

    On ka selliseid reaktsioone, kus sama mittemetall on nii oksüdeeriv kui ka redutseeriv aine:

Cl2 + H20 \u003d HCl + HClO.

    Fluor on kõige tüüpilisem mittemetall, mille redutseerivad omadused pole iseloomulikud, st võime annetada elektrone keemilistes reaktsioonides.

Mittemetallühendid

Mittemetallid võivad moodustada ühendid, millel on erinevad molekulidevahelised sidemed.

Mittemetallühendite tüübid

Vesinikuühendite üldvalemid perioodiliste keemiliste elementide süsteemi rühmade jaoks on esitatud tabelis:

Mittelenduvad vesinikuühendid

Lenduvad vesinikuühendid

Metallidega moodustab vesinik (mõne erandiga) mittelenduvad ühendid, mis on mittemolekulaarse struktuuriga tahked ained. Seetõttu on nende sulamistemperatuur suhteliselt kõrge. Mittemetallidega moodustab vesinik molekulstruktuuriga lenduvaid ühendeid (näiteks vesinikfluoriid HF, vesiniksulfiid H2S, ammoniaak NH3, metaan CH4). Normaaltingimustes on need gaasid või lenduvad vedelikud. Vees lahustumisel moodustavad halogeenide, väävli, seleeni ja telluuri vesinikuühendid happeid, mis on sama valemiga kui vesinikuühendid ise: HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2 Te. Kui ammoniaak lahustatakse vees, moodustub ammoniaakvesi, mida tavaliselt tähistatakse valemiga NH4OH ja nimetatakse ammooniumhüdroksiidiks. Seda tähistatakse ka valemiga NH3 ∙H2O ja seda nimetatakse ammoniaagihüdraadiks.

Mittemetallid moodustavad hapnikuga happelisi oksiide. Mõnedes oksiidides on neil maksimaalne oksüdatsiooniseisund, mis on võrdne rühmanumbriga (näiteks SO2, N2O5), teistes madalama astmega (näiteks SO2, N2O3). Happed oksiidid vastavad hapetele ja ühe mittemetalli kahest hapnikuhappest tugevam on see, milles see omab kõrgemat oksüdatsioonitaset. Näiteks lämmastikhape HNO 3 on tugevam kui dilämmastik HNO 2 ja väävelhape H 2 SO 4 on tugevam kui vääveldioksiid H 2 SO 3.

Mittemetalliliste hapnikuühendite omadused

    Kõrgematel oksiididel (s.o oksiididel, mis hõlmavad selle rühma suuremat oksüdatsiooniastet) on omadus perioodidel vasakult paremale järk-järgult muutuda aluseliseks happeliseks.

    Ülalt alla rühmadena nõrgenevad kõrgemate oksiidide happelised omadused järk-järgult. Seda saab hinnata nendele oksiididele vastavate hapete omaduste järgi.

    Vastavate elementide kõrgemate oksiidide happeliste omaduste suurenemist vasakult paremale saab seletada nende elementide ioonide positiivse laengu järkjärgulise suurenemisega.

    Perioodiliste keemiliste elementide süsteemi põhilistes alarühmades ülalt alla vähenevad kõrgemate mittemetallioksiidide happelised omadused.

Halogeenid.

Halogeeniaatomite struktuur

Halogeenide hulka kuuluvad perioodilise süsteemi VIII rühma elemendid, nende elementide aatomid sisaldavad välise energiatasandil seitset elektroni ja kuni selle valmimiseni puudub neil ainult üks elektron, seetõttu on halogeenidel eredad oksüdeerivad omadused. Alarühmas seerianumbri suurenemisega need omadused vähenevad aatomite raadiuse suurenemise tõttu: fluorist astatiini ja vastavalt suurenevad nende redutseerimisomadused. Halogeenide suhtelise elektronegatiivsuse väärtus väheneb sarnaselt. Kõige elektronegatiivsema elemendina on fluori ühendites teiste elementidega pidev oksüdatsiooniseisund -1 . Teised halogeenid võivad avaldada nii metalli, vesiniku kui ka vähem elektronegatiivsete elementidega oksüdeerimise olekut, aga ka +1   enne +7   elektronegatiivsemate elementidega ühendites: hapnik, fluor.

Lihtsate ainete halogeenid ja nende omadused

Kloor, broom ja jood klaasanumates

Lihtsate ainete - halogeenide iseloomustamiseks on vaja meelde tuletada teoreetilist põhiteavet keemiliste sidemete tüüpide ja aine kristalse struktuuri kohta. Diatoomilistes halogeenimolekulides on aatomid ühendatud kovalentse mittepolaarse sidemega G · G   või G - G   ja neil on molekulaarne kristallvõre.

Tavalistes tingimustes F 2   - oranžika varjundiga erekollane gaas, Kl 2   - kollakasrohelise mürgise gaasi iseloomuliku lämmatava lõhnaga, Br 2   - lenduv pruun vedelik (broomi aur on väga mürgine, broomi põletused on väga valusad ja ei parane pikka aega), ja Mina 2   - kristalne tahke aine, mis on võimeline sublimatsiooni. Järjest F 2,   Kl 2 , Br 2 , Mina 2   - lihtsate ainete tihedus suureneb ja värvuse intensiivsus suureneb. Järelikult avaldub aatomite ja lihtsate ainete - halogeenide omaduste muutumisel sama muster: seerianumbri suurenemisega nõrgenevad mittemetallilised omadused ja metallilised suurenevad.

Halogeenide keemilised omadused

    Halogeenide koostoime metallidega halogeniidide moodustumisel:

2Na + I 2 ~ 2Na + 1 I -1 (naatriumjodiid);

2Al + 3I2 \u003d 2Al +3 I 3 -1 (alumiiniumjodiid);

2Al + 3Br2 \u003d 2Al +3 Br3-1 (alumiiniumbromiid).

Alarühmade (siirdemetallid) metallide reageerimisel halogeenidega moodustuvad metalli kõrge oksüdeerumisastmega halogeniidid, näiteks:

2Fe + 3Cl2 \u003d 2FeCl3,

kuid 2CHl + Fe \u003d FeCl2 + H2.

    Halogeenide interaktsioon vesinikuga moodustab vesinikhalogeniide (sideme tüüp on kovalentne polaarne, võre tüüp on molekulaarne). Erinevate halogeenide keemiliste reaktsioonide kiiruse ja vesiniku võrdlus võimaldab korrata selle sõltuvust reageerivate ainete olemusest. Nii on fluori reaktsioonikiirus nii kõrge, et see reageerib vesinikuga plahvatuse korral isegi pimedas. Kloori reaktsioon vesinikuga tavaolukorras on aeglane ja ainult süttimisel või valgustamisel suureneb selle kiirus mitu korda (toimub plahvatus). Broom ja jood interakteeruvad vesinikuga veelgi aeglasemalt, viimane reaktsioon on juba omandanud endotermilise iseloomu:

Ainult fluor reageerib vesinikuga pöördumatult, teised halogeenid võivad sõltuvalt tingimustest anda pöörduva reaktsiooni.

Vesinikhalogeniidide vesilahused on happed: HF - vesinikfluoriid (vesinikfluoriid), HCl - vesinikkloriid (vesinikkloriid), HBr - vesinikbromiid, HI - vesinikjodiid.

    Halogeenid interakteeruvad veega:

2F2 + 2H20 \u003d 4HF + O2

Vesi fluoris põleb, hapnik pole põlemise põhjus, vaid tagajärg, toimides redutseerijana ebaharilikult.

    Mõnede halogeenide (mitte halogeeniaatomid, vaid lihtsad ained) võime tõrjuda teisi nende ühendite lahustest välja iseloomustamiseks võite kasutada järgmisi halogeenide aktiivsuse seeriaid:

F 2\u003e Cl 2\u003e Br 2\u003e I 2,

st oksüdeerivad omadused vähenevad.

Niisiis asendab kloor broomi ja joodi (kuid mitte fluori) ja broom suudab vastavate soolade lahustest välja tõrjuda ainult joodi:

2NaBr + Cl2 \u003d 2NaCl + Br2

2KI + Br2 \u003d 2KBr + I 2.

Halogeenide bioloogiline tähtsus ja kasutamine

Fluormängib taimede, loomade ja inimeste elus väga olulist rolli. Ilma fluoriidita pole luustiku ja eriti hammaste areng võimatu. Fluori sisaldus luudes on 80–100 mg 100 g kuivaine kohta. Emailis sisaldub fluori ühendina Ca 4 F 2 (PO 4) 2 ja see annab talle kareduse ja valgeduse. Fluoriidi puudumisega inimkehas tekivad hambakoe kahjustused (kaaries) ja selle liig aitab kaasa hammaste fluoroosiga seotud haigustele. Inimese igapäevane fluoriidivajadus on 2–3 mg. Kloor(klooriioon) on loomade ja inimeste elus tähtsam kui taimede jaoks. See on neerude, kopsude, põrna, vere, sülje, kõhre, juuste osa. Klooriioonid reguleerivad vere puhversüsteemi. Naatriumkloriid on vereplasma ja tserebrospinaalvedeliku lahutamatu osa ning osaleb kehas vee metabolismi reguleerimises. Vaba soolhape on osa kõigi imetajate maomahlast ja osaleb aktiivselt seedimises. Tervislik inimene sisaldab maos 0,2–0,3% soolhapet. Kloori puudus kehas põhjustab tahhükardiat, vererõhu langust ja krampe. Piisavas koguses kloori leidub köögiviljades nagu seller, redis, kurgid, valge kapsas, till, paprika, sibul ja artišokid. Broomsee on ka üks olulistest mikroelementidest ja kõige rohkem leitakse seda hüpofüüsist, veres. Kilpnääre, neerupealised. Väikestes annustes olevad bromiidid (täiskasvanud 0,1–0,3) ei toimi positiivselt kesknärvisüsteemile kui ajukoores inhibeerimise tugevdajatele. Looduses kogunevad bromiidid taimedesse nagu rukis, nisu, oder, kartul, porgand, kirss, õun. Hollandi juustus leidub palju broomi. Jood   inimese kehas hakkab kogunema emakas. Inimese kilpnäärmehormoon - türoksiin - sisaldab 60% seotud joodi. See verevooluga hormoon siseneb maksa, neerudesse, piimanäärmetesse ja seedetrakti. Joodi puudus inimkehas põhjustab selliseid haigusi nagu endeemiline struuma ja kretiinism, mille korral kasv aeglustub ja vaimne alaareng areneb. Koos teiste elementidega soodustab jood loomade kasvu ja rasvasust, parandab nende tervist ja viljakust. Inimestele mõeldud joodi peamised tarnijad on teravili, baklažaan, oad, valge kapsas ja lillkapsas, kartul, sibul, porgand, kurk, kõrvits, salat, merikapsas, kalmaar.

Riigi haridusstandard

Tutvustatakse alates heakskiitmise hetkest Moskva 2000 Kokkuiseloomulik   koolitusvaldkonnad atesteeritud spetsialistile „Ohutus ..., koostoime tüübid, sulamid, rakendamine tehnoloogias. Mittemetallid, omadused, rakendamine, tähtsamad ühendid - oksiidid ...

  • 6. jagu hariduse sisu algharidus

    Dokument

    Looduses. 3. Seente kuningriik (3 tundi) Seened. Kokkuiseloomulik   seened, nende struktuur ja aktiivsus. Pärm ... ainete äratundmine ja tootmine. 2. TEEMA Mittemetallid   (27 tundi) Kokkuiseloomulikmittemetallid: positsioon perioodilises süsteemis D.I.

  • Põhikooli ja keskhariduse põhiharidusprogramm "keskkool nr 10"

    Põhiharidusprogramm

    Täpsustatakse tavaline   peamised eesmärgid tavaline   õppeaine spetsiifikat arvestav haridus; 2) üldiseltiseloomustus   koolitus ... elektrolüüdilahenduste alal. Mitmesugused ained Kokkuiseloomulikmittemetallid   põhineb nende positsioonil perioodilises ...

    • I. Elemendid.   Mittemetallide vorm lk-elemendid, aga ka vesinik ja heelium, mis on s-elemendid. Pika perioodi tabelis lk-metallid, mis moodustavad mittemetalle, paiknevad tingimuslikust piirist paremal ja ülalpool - At.

    II. Aatomid   Mittemetallilised aatomid on väikesed (orbiidi raadius alla 0,1 nm). Enamikul neist on neli kuni kaheksa valentselektroni (nad on välised), kuid vesinikuaatomil on üks, heeliumi aatomil on kaks ja boori aatomil on kolm valentselektroni. Mittemetallilisi aatomeid on võõraste elektronide (kuid mitte rohkem kui kolme) kinnitamiseks suhteliselt lihtne. Mittemetallilistel aatomitel puudub kalduvus elektronide andmiseks.

    Mittemetalliliste elementide aatomitel perioodil, mille järjekorranumber kasvab

    • südamiku laeng suureneb;
    • aatomite raadius on vähenenud;
    • välimise kihi elektronide arv suureneb;
    • suureneb valentselektronite arv;
    • elektronegatiivsus suureneb;
    • oksüdeerivad (mittemetallilised) omadused on paranenud (välja arvatud rühma VIIIA elemendid).

    Mittemetalliliste aatomite aatomite alarühmas (pikaajalises tabelis - rühmas) suureneva seerianumbriga

    • südamiku laeng suureneb;
    • aatomi raadius suureneb;
    • elektronegatiivsus väheneb;
    • valentselektronite arv ei muutu;
    • väliste elektronide arv ei muutu (välja arvatud vesinik ja heelium);
    • oksüdatiivsed (mittemetallilised) omadused on nõrgenenud (välja arvatud rühma VIIIA elemendid).

    III. Lihtsad ained.   Enamik mittemetalle on lihtsad ained, milles aatomid on seotud kovalentsete sidemetega; väärisgaasides pole keemilisi sidemeid. Mittemetallide hulgas on nii molekulaarseid kui ka mittemolekulaarseid aineid. Kõik see viib asjaolu, et puuduvad kõigile mittemetallidele iseloomulikud füüsikalised omadused.

    Molekulaarsed mittemetallid: H2, N2, P4 (valge fosfor), As4, O2, O3, S8, F2, Cl2, Br2, I2. Need võivad sisaldada ka väärisgaase (He, Ne, Ar, Kr, Kx, Rn), mille aatomid on nagu “monatomsed molekulid”.

    Toatemperatuuril on vesinik, lämmastik, hapnik, osoon, fluor ja kloor gaasid; broom on vedelik; fosfor, arseen, väävel ja jood on tahked ained.

    Mittemolekulaarsed mittemetallid: B (mitu allotroopset modifikatsiooni), C (grafiit), C (teemant), Si, Ge, P (punane), P (must), As, Se, Te. Kõik need on tahked ained, räni, germaanium, seleen ja mõnel teisel on pooljuhtide omadused.

    IV. Keemilised omadused.   Enamiku mittemetallide jaoks on tüüpilised oksüdatiivsed omadused. Oksüdeerivate ainetena reageerivad nad metallidega:


      keerukate ainetega:

    Keerukate ainetega:

    H2 + HCHO \u003d CH30H 6P + 5KClO3 \u003d 5KCl + 3P205

    V. Vesinikuühendid.   Kõik mittemetallid (välja arvatud väärisgaaside elemendid) moodustavad molekulaarseid vesinikuühendeid ning süsinikku ja boori on väga palju. Lihtsamad vesinikuühendid:

    Kõik ta gaasib, välja arvatud vesi. Vesilahuses rasvases kirjas olevad ained on tugevad happed.

    Rühmas väheneb seerianumbri suurenemisega nende stabiilsus ja taaskasutamise aktiivsus suureneb.

    Järjenumbri suurenemise perioodil nende lahuste happelised omadused intensiivistuvad, rühmas need omadused nõrgenevad.

    VI. Oksiidid ja hüdroksiidid.   Kõik mittemetallioksiidid moodustavad happelisi või mitte-soolaseid. Soolast mitte moodustuvad oksiidid: CO, SiO, N 2 O, NO.

    Järgmised happed vastavad kõrgematele mittemetallioksiididele (tugevad happed on näidatud paksus kirjas)

    Seerianumbri suurenemise perioodil suureneb kõrgemate hapete tugevus. Gruppides puudub selgelt väljendunud sõltuvus.

    mob_info