Загальна характеристика неметалів головних підгруп

Всі неорганічні речовини діляться на прості сполуки: метали; неметали. І складні: бінарні сполуки; підстави; кислоти; солі.

Як розташовуються неметали в таблиці Менделєєва? З 118 відомих на даний момент хімічних елементів 96 є металами, і тільки 22 відносяться по загальній характеристиці елементів до неметалів. На частку неметалевих хімічних елементів припадає велика частина маси живих організмів. А до складу земної атмосфери входять як прості, так і складні речовини, утворені елементами-неметалами.

Розташування неметалічних елементів в періодичної системі

методи отримання

У короткопериодной варіанті - в головних підгрупах - неметалли. Загальну характеристику розглянемо нижче. Неметали розташовані правіше і вище діагоналі Бора і астату. У длінноперіодних варіанті - в кінці праворуч в групах IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA.

З усіх відкритих на сьогоднішній день хімічних елементів неметалічних елементів трохи - всього 22. З них 16 активних елементів і 6 інертних газів. Однак хімія неметалів багатшими, ніж хімія всіх металів. Неметалеві елементи грають величезну роль в існуванні життя на Землі.

Загальна характеристика неметалів

таблиця неметалів

Атоми неметалічних елементів містять на зовнішньому рівні від чотирьох до семи електронів і по вісім електронів у інертних газів, за винятком водню (один електрон) і гелію (2 електрона). Тому в загальній характеристиці будови атомів неметалів - це здатність і приймати і віддавати електрони, граючи роль як окислювачів, так і відновників.

Таким чином, в з’єднаннях неметалеві елементи проявляють як негативні, так і позитивні ступеня окислення. Характерні значення валентності та ступені окислення неметалів пов’язані з будовою їх зовнішнього електронного рівня

Так, наприклад, сірка може виявляти валентність 2, 4, 6 за рахунок роз’єднання електронів. У природі неметали, крім кисню, азоту, водню, сірки і інертних газів, існують у вигляді сполук: сульфідів, оксидів, хлоридів, силікатів, сульфатів, карбонатів, фосфатів різних металів.

Неметалеві елементи у вільному вигляді існують у вигляді простих речовин - неметалів. Розглянемо їх будова, властивості і застосування. Атоми неметалів пов’язані між собою ковалентним зв’язком. Форми існування неметалів різні. Водень, йод, хлор, фтор, бром, існують тільки у вигляді двохатомних молекул h3, I2, Cl2, F2 Br2. Причина полягає в тому, що у них є тільки одна можливість утворити загальну пару за рахунок єдиного неспареного електрона.

Аллотропия неметалів

фізичні властивості

Зі збільшенням числа неспарених електронів для елементів з’являється можливість утворення простих речовин різного складу - аллотропних видозмін. Так, кисень утворює дві аллотропних модифікації.

Водень h3, фтор F2, хлор Cl2, азот N2, кисень O2, озон O3 - досить легкі неполярні молекули, які слабо взаємодіють один з одним. Тому всі перераховані речовини - гази при звичайній температурі.

Бром Br2 - рідина, а I2 - тверда речовина. У твердому вигляді всі вони мають молекулярну кристалічну решітку.

Методи отримання

Першим пунктом загальної характеристики неметалів можна вважати методи їх отримання. Неметали отримують різними способами:

  1. Відділенням від інших речовин з природних сполук. Наприклад, поділ рідкого повітря на кисень, азот і залишкові інертні гази.
  2. Відновленням із з'єднання, якщо неметалл в ньому має позитивну ступінь окислення. Наприклад, відновлення водню з води електролізом: +1 -2 0 Катод (-) 2h3O + 2е = h3 + 2OH-.
  3. Окисленням із з'єднання, в якому неметалл має негативну ступінь окислення. Наприклад, окислення хлорид-іонів при електролізі розчину або розплаву хлориду натрію: Анод (+) 2Cl - - 2е = Cl02 ↑.

Також розрізняють промислові та лабораторні способи отримання неметалів.

Фізичні властивості

характеристика галогенів

Другий пункт загальної характеристики неметалів - їх фізичні властивості. В основному неметали мають атомної або молекулярної кристалічною решіткою. Частина з них добре проводять електричний струм, або є напівпровідниками. Третій пункт у вивченні загальної характеристики неметалів полягає в розгляді їх хімічних властивостей.

Неметали можуть служити в хімічних реакціях, як окислювачами, так і відновниками. Виняток становить фтор F2, який завжди грає роль окислювача. Тому все реакції за участю неметалів є окислювально-відновними.

Розглянемо відношення неметалів до води, металів, один до одного, а також до оксидів, кислот, підстав і солей. Все неметали стійкі до нагрівання, тому більшість їх реакцій проходить тільки при високих температурах:

1. З водою при звичайних умовах активно взаємодіє тільки фтор: F2 + h3O = 2HF + O 2O = O2; O2 + O = O3. Можна сказати, що вода горить у фторі. При цьому утворюється складна суміш речовин, в тому числі фториди кисню OF2 і O2F2. Хлор і бром взаємодіють з водою тільки частково: Cl2 + h3O ← → HCl + HClO Розчини хлору Cl2 в воді називають хлорного водою. При пропущенні водяної пари над нагрітим вугіллям утворюється водяний газ: C + h3O = to CO + h3.

2. З металами взаємодіють всі неметали, крім інертних газів. В результаті утворюються бінарні сполуки: оксиди, гідриди, карбіди, нітриди, фосфіди, сульфіди, хлориди, броміди, йодиди і ін. Ca + h3 = Cah3 - гідрид кальцію.

3. Один з одним неметали реагують тільки при нагріванні (крім фтору), утворюючи бінарні сполуки різного типу:

  • Оксиди: N2 + O2 ← → 2NO - Q - оксид азоту (II) З неметалів безпосередньо з киснем не реагують тільки хлор, бром, йод. Їх оксиди отримують непрямим шляхом.
  • Водневі сполуки: h3 + S = h3S - сірководень.

4. З оксидами при звичайних умовах неметали практично не реагують. При нагріванні відбуваються нечисленні, але практично важливі реакції. Наприклад, відновлення металів і неметалів з оксидів: FeO + C = Fe + CO ↑.

Розглянемо загальну характеристику неметалів на прикладі галогенів

аллотропия неметалів

Фтор F2 і хлор Cl2 проявляють подібні фізичні властивості: це отруйні гази з різким запахом, причому фтор має світло-жовтий колір, а хлор - жовто-зелений. Бром Br2 - важка рідина червоно-бурого кольору. Хлор і бром частково розчиняються у воді, їх розчин називають хлорного і бромної водою.

Йод I2 - дуже мало розчинний у воді, краще розчиняється в спирті або інших органічних розчинниках.

Галогени отримують шляхом електролізу розплаву або розчину NaCl або витісненням їх хлором. Галогени витісняють один одного з розчинів їх кислот: 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2.



ЩЕ ПОЧИТАТИ