Повідомлення блиск неметалів. Неметали. Закономірності у зміні властивостей елементів-неметалів

― це здатність поляризувати хімічний зв'язок, відтягувати до себе загальні електронні пари.
До неметалів відносять 22 елементи.
Положення неметалічних елементів у періодичній системі хімічних елементів

Група	I	III	IV	V	VI	VII	VIII
1-й період	Н						He
2-й період		В	З	N	O	F	Ne
3-й період			Si	P	S	CL	Ar
4-й період				As	Se	Br	Kr
5-й період					Te	I	Xe
6-й період						At	Rn

Як видно з таблиці, неметалеві елементи переважно розташовані у правій верхній частині періодичної системи.

Будова атомів неметалів

Характерною особливістю неметалів є більша (порівняно з металами) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні їх атомів. Це визначає їхню велику здатність до приєднання додаткових електронів та прояву вищої окисної активності, ніж у металів. Особливо сильні окисні властивості, тобто здатність приєднувати електрони, виявляють неметали, що знаходяться у 2-му та 3-му періодах VI-VII груп. Якщо порівняти розташування електронів по орбіталям в атомах фтору, хлору та інших галогенів, можна судити і про їх відмінні властивості. Атом фтору вільних орбіталей немає. Тому атоми фтору можуть проявити тільки валентність I і ступінь окиснення ― 1. Найсильнішим окисником є фтор. В атомах інших галогенів, наприклад, в атомі хлору, на тому ж енергетичному рівні є вільні d-орбіталі. Завдяки цьому розпарювання електронів може статися трьома різними шляхами. У першому випадку хлор може виявити ступінь окислення +3 і утворити хлористу кислоту HClO 2 , якою відповідають солі - хлорити, наприклад, хлорит калію KClO 2 . У другому випадку хлор може утворити сполуки, у яких ступінь окиснення хлору +5. До таких сполук відносяться хлорнувата кислота HClO 3 та її солі - хлорати, наприклад хлорат калію КClO 3 (бертолетова сіль). У третьому випадку хлор виявляє ступінь окислення +7, наприклад, у хлорній кислоті HClO 4 та в її солях, ― перхлоратах (у перхлораті калію КClO 4).

Будова молекул неметалів. Фізичні властивості неметалів

У газоподібному стані при кімнатній температурі знаходяться:

· водень - H 2;

· азот - N 2;

· кисень - O 2;

· фтор - F 2;

· хлор - CI 2 .

І інертні гази:

· гелій - He;

· неон ― Ne;

· аргон - Ar;

· криптон ― Kr;

· ксенон - Xe;

· радон - Rn).

В рідкому― бром ― Br.
В твердому:
· Теллур - Te;

· йод - I;

· астат ― At.

Набагато багатше у неметалів і спектр кольорів: червоний у фосфору, бурий у брому, жовтий у сірки, жовто-зелений у хлору, фіолетовий у пари йоду і т.д.
Найбільш типові неметали мають молекулярну будову, а менш типові – немолекулярну. Цим і пояснюється відмінність їхніх властивостей.
Склад та властивості простих речовин - неметалів
Неметали утворюють як одноатомні, і двоатомні молекули. До одноатомним неметаллам відносяться інертні гази, що практично не реагують навіть з найактивнішими речовинами. Інертні гази розташовані у VIII групі періодичної системи, а хімічні формули відповідних простих речовин такі: He, Ne, Ar, Kr, Xe та Rn.
Деякі неметали утворюють двоатомні молекули. Це H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , Cl 2 (елементи VII групи періодичної системи), а також кисень O 2 та азот N 2 . З триатомних молекул складається газ озон (O3). Для речовин неметалів, що у твердому стані, скласти хімічну формулу досить складно. Атоми вуглецю у графіті з'єднані один з одним по-різному. Виділити окрему молекулу у наведених структурах важко. При написанні хімічних формул таких речовин, як і у випадку з металами, вводиться припущення, що такі речовини складаються лише з атомів. Хімічні формули, у своїй, записуються без індексів: C, Si, S тощо. буд. атомів у молекулі, мають різні властивості. Так, кисень запаху не має, тоді як озон має різкий запах, який ми відчуваємо під час грози. Властивості твердих неметалів, графіту та алмазу, що мають також однаковий якісний склад, але різна будова різко відрізняються (графіт тендітний, алмаз твердий). Отже, властивості речовини визначаються як його якісним складом, а й тим, скільки атомів міститься у молекулі речовини як вони пов'язані між собою. Неметали у вигляді простих тіл знаходяться у твердому або газоподібному стані (за винятком брому - рідина). Вони мають фізичних властивостей, властивих металам. Тверді неметали не мають характерного для металів блиску, вони зазвичай крихкі, погано проводять електричний струм і тепло (за винятком графіту). Кристалічний бір (як і кристалічний кремній) має дуже високу температуру плавлення (2075°С) і велику твердість. Електрична провідність бору з підвищенням температури сильно збільшується, що дає змогу широко застосовувати його у напівпровідниковій техніці. Добавка бору до сталі та сплавів алюмінію, міді, нікелю та ін. покращує їх механічні властивості. Бориди (з'єднання бору з деякими металами, наприклад титаном: TiB, TiB 2) необхідні при виготовленні деталей реактивних двигунів, лопаток газових турбін. Як видно зі схеми 1, вуглець ― С, кремній ― Si, бор ― У мають подібну будову та мають деякі загальні властивості. Як прості речовини вони зустрічаються у двох видозмінах – у кристалічному та аморфному. Кристалічні видозміни цих елементів є дуже твердими, з високими температурами плавлення. Кристалічний кремній має напівпровідникові властивості. Всі ці елементи утворюють сполуки з металами ― карбіди, силіциди та бориди (CaC 2 , Al 4 C 3 , Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2). Деякі з них мають більшу твердість, наприклад Fe 3 C, TiB. Карбід кальцію використовується для одержання ацетилену.

Всі відомі на сьогоднішній день хімічні елементи мають спільний "будинок" – періодичну систему. Однак розташовуються вони там не як доведеться, а в строгому порядку певної послідовності. Однією з основних критеріїв, якими класифікуються все атоми, є показники.

Неметалів і представників металевих елементів - це основа, де базується як їх поділ у межах таблиці, а й області застосування людиною. Познайомимося ближче з неметалами та їхньою характеристикою.

Положення в періодичній системі

Якщо розглянути систему хімічних елементів загалом, можна визначити місце розташування неметаллов так:

Верхній правий кут.
Вище умовної граничної діагоналі від бору до астату.
Головні підгрупи з IV-VIII груп.

Вочевидь, що їх явно поступається такому в металів. За чисельним співвідношенням це буде приблизно 25/85. Однак цей факт анітрохи не зменшує їхньої значущості та важливості. При цьому фізичні властивості неметалів набагато різноманітніші, ніж такі у їхніх "опонентів".

Різновиди простих з'єднань неметалів

Визначають кілька основних категорій, до яких відносяться всі відомі елементи, що розглядаються. Фізичні властивості – неметалів – дозволяють розділити їх на:

тверді;
газоподібні;
рідкі.

При цьому є й особлива група елементів – благородні гази. За своїми характеристиками вони не належать до жодної з зазначених категорій.

Газоподібні неметали

Таких досить багато. До них відносяться такі прості речовини, як:

кисень;
азот;
галогени хлор та фтор;
водень;
білий фосфор;
озон.

Однак це можливе за умови стандартних параметрів довкілля. Кристалічні грати цих представників - молекулярні, тип хімічного зв'язку в молекулах - ковалентні неполярні. Фізичні властивості групи схожі. Вони мають:

стисливістю;
здатністю безмежного змішування між собою;
розширюваність;
заповнюють весь обсяг судини.

Серед наведених речовин отруйними є два - хлор і дуже небезпечні, задушливі сполуки. При цьому хлор - жовто-зелений газ, фосфор - білий, що легко спалахує на повітрі.

Кисень і озон - добрі окисники. Перший - постійний компонент повітря, необхідний життя більшості організмів. Другий утворюється після грози під час дії електричних розрядів блискавки на кисень повітря. Має приємний запах свіжості.

Рідкі неметали

Фізичні властивості неметалів цієї групи можна описати, давши характеристику лише одній речовині - брому. Оскільки тільки він є рідиною за звичайних умов серед усіх представників групи елементів, що розглядається.

Це темно-бура рідина, досить важка, яка є найсильнішою отрутою. Навіть пари брому здатні викликати складні виразки на руках, що не гояться довгий час. Запах його дуже неприємний, за що елемент і отримав свою назву (у перекладі bromos – смердючий).

За своїми хімічними характеристиками бром є окислювачем для металів та відновником для сильніших неметалів, ніж він сам.

Незважаючи на такі особливості, іони брому обов'язково повинні бути присутніми в організмі людини. Без нього виникають захворювання, пов'язані із гормональними порушеннями.

Тверді представники

До простих речовин цієї категорії належить більшість неметалів. Це:

всі вуглецю;
червоний та чорний фосфор;
сірка;
кремній;
миш'як;
одна з модифікацій олова.

Всі вони мають досить тверді, але тендітні речовини. Чорний фосфор - жирне на дотик сухе з'єднання. Червоний - пастоподібна маса.

Найтвердішим із усіх зазначених речовин є алмаз – різновид вуглецю. Фізичні і хімічні властивості неметалів цієї групи дуже різні, оскільки у таблиці розташовуються деякі їх далеко друг від друга. Значить, ступеня окислення, хімічна активність, характер сполук - всі ці показники будуть варіюватися.

Цікавим неметалом у твердому стані є йод. Його кристали блищать на зрізі, виявляючи цим схожість з металами. Це не дивно, адже він знаходиться практично на кордоні з ними. Також є у цієї речовини особлива властивість – сублімація. При нагріванні йод перетворюється на газоподібний стан, минаючи рідке. Пари його мають яскраво-фіолетове насичене забарвлення.

Фізичні властивості неметалів: таблиця

Щоб простіше позначити, що являють собою неметали, краще побудувати узагальнюючу таблицю. Вона покаже, у яких полягають загальні фізичні властивості неметалів, а чому проявляються їх відмінності.

Фізична властивість	Приклад неметалу
за звичайних умов	Характерні всі три: тверде (сірка, вуглець, кремній та інші), газоподібне (наприклад, галогени), рідке (бром)
Електро- та теплопровідність	Не характерна ні для чого, крім вуглецю та чорного фосфору
Забарвлення простої речовини	Дуже різноманітна. Приклад: бром – червоний, сірка – жовта, кристали йоду – темно-фіолетові, вуглець у вигляді графіту – темно-сірий, хлор – жовто-зелений і так далі
Металевий блиск	Характерний лише для кристалічного йоду
Ковкість та пластичність	Повністю відсутня. Всі тверді речовини - крихкі, крім алмазу та деяких форм кремнію

Вочевидь, що у фізичних якостях неметалів більше переважають відмінності, ніж подібності. Якщо для металів можна виділити кілька характеристик, під які підпадатиме кожен з них, то для розглянутих нами елементів таке неможливо.

ЄДІ. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НЕМЕТАЛІВ

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДОРОДУ

1. З МЕТАЛАМИ

(Li, Na, К, Rb, Cs, Са, Sr, Ва) → з лужними та лужноземельними металами при нагріванні утворює тверді нестійкі речовини гідриди, інші метали не реагують.

2K + H₂ = 2KH (гідрид калію)

Ca + H₂ = CaH₂

2. З НЕМЕТАЛАМИ

з киснем, галогенами за нормальних умов, при нагріванні реагує з фосфором, кремнієм та вуглецем, з азотом за наявності тиску та каталізатора.

2Н₂ + O₂ = 2Н₂O Н₂ + Cl₂ = 2HCl

3Н₂ + N₂↔ 2NH₃ H ₂ + S = H₂S

3. ВЗАЄМОДІЯ З ВОДОЮ

З водою не реагує

4. ВЗАЄМОДІЯ З ОКСИДАМИ

Відновлює оксиди металів (неактивних) та неметалів до простих речовин:

CuO + H₂ = Cu + H₂O 2NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O

SiO₂ + H₂ = Si + H₂O

5. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

З кислотами не реагує

6.Взаємодія з лугами

З лугами не реагує

7. ВЗАЄМОДІЯ З СОЛЯМИ

Відновлює малоактивні метали із солей

CuCl₂ + H₂ = Cu + 2HCl

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КИСНЮ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

З лужними металами за нормальних умов – оксиди та пероксиди (літій – оксид, натрій – пероксид, калій, цезій, рубідій – надпероксид

4Li + O2 = 2Li2O (оксид)

2Na + O2 = Na2O2 (пероксид)

K+O2=KO2 (надпероксид)

З іншими металами головних подрупп за нормальних умов утворює оксиди зі ступенем окислення, що дорівнює номеру групи.

2 Зa+O2=2ЗaO

4Al + O2 = 2Al2O3

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

З металами побічних підгруп утворює за нормальних умов і при нагріванні оксиди різного ступеня окиснення, а з залізом залізну окалинуFe3 O4 ( FeO∙ Fe2 O3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4 4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (червоний);

2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (чорний); 2Zn + O₂ = ZnO

4Cr + 3О2 = 2Cr2⁺³О3

утворює оксиди – часто проміжного ступеня окиснення

C + O₂(ізб)=CO₂; C+ O₂ (тиж) =CO

S + O₂ = SO₂N₂ + O₂ = 2NO - Q

3.Взаємодія з водою

З водою не реагує

4. ВЗАЄМОДІЯ З ОКСИДАМИ

Окислює нижчі оксиди до оксидів з більш високим ступенем окиснення

Fe⁺²O + O2 = Fe2⁺³O3; C⁺²O + O2 = C⁺⁴O2

5. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

Безводні безкисневі кислоти (бінарні сполуки) згоряють в атмосфері кисню

2H2S + O2 = 2S + 2H2O 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

У кисневмісних підвищує ступінь окиснення неметалу.

2HN⁺³O2 + O2 = 2HN⁺⁵O3

6. ВЗАЄМОДІЯ З ПІДСТАВАМИ

Окислює нестійкі гідроксиди у водних розчинах до вищого ступеня окиснення

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

7. ВЗАЄМОДІЯ З СОЛЯМИ І БІНАРНИМИ СПОЛУКАМИ

Входить у реакції горіння.

4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

Каталітичне окиснення

NH3 + O2 = NO + H2O

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГАЛОГЕНІВ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

З лужними за нормальних умов, зF, Cl, Brзаймаються:

2 Na + Cl2 = 2 NaCl(хлорид)

Лужноземельні та алюміній реагують за нормальних умов:

Зa+Cl2=ЗaCl2 2Al+3Cl2 = 2AlCl3

Метали побічних підгруп при підвищених температурах

Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I (не буває йодиду міді (II)!)

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺³Cl3 хлорид заліза (III)

Фтор реагує з металами (часто з вибухом), включаючи золото та платину.

2Au + 3F₂ = 2AuF

2. ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

З киснем безпосередньо не взаємодіють (виключення F₂), реагують із сіркою, фосфором, кремнієм. Хімічна активність у брому та йоду виражена слабше, ніж у фтору та хлору:

Н2+F2 = 2НF ; Si + 2 F2 = SiF4.; 2 P + 3 Cl2 = 2 P⁺³ Cl3; 2 P + 5 Cl2 = 2 P⁺⁵ Cl5; S + 3 F2 = S⁺⁶ F6;

S + Cl2 = S⁺²Cl2

F₂

Реагує з киснем:F2 + O2 = O⁺² F2

Реагує з іншими галогенами:Cl₂ + F₂ = 2 Cl⁺¹ F¯¹

Реагує навіть з інертними газами.F₂ + Xe= Xe⁺⁸ F₄¯¹.

3.Взаємодія з водою

Фтор за нормальних умов утворює плавикову кислоту + + О₂

2F2 + 2H2O → 4НF + О2

Хлор у разі підвищення температури утворює хлороводневу кислоту + О₂,

2Сl₂ + 2H₂O → 4HCl + O₂

за н.у. - "хлорна вода"

Сl2 + Н2О ↔ НСl + НСlO (хлороводнева та хлорноватиста кислоти)

Бром за нормальних умов утворює «бромну воду»

Br2 + Н2О ↔ НBr + HBrО (бромоводнева та бромновата кислоти

Йод →реакція не йде

I2 + H₂O ≠

5. ВЗАЄМОДІЯ З ОКСИДАМИ

РЕАГУЄ тільки фтор F₂ , витісняючи кисень з оксиду, утворюючи фториди

SiO2‾² + 2F2⁰ = SiF4‾¹ + O2⁰

6. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ.

реагують із безкисневими кислотами, витісняючи менш активні неметали.

H2S‾² + I2⁰ → S⁰↓+ 2HI‾

7.Взаємодія з лугами

ФТОР утворює фторид + кисень та воду

2F2 + 4NaOH = 4NaF¯¹ + O2 + 2H2O

ХЛОР при нагріванні утворює хлорид, хлорат та воду

3 Cl₂ + 6 KOH = 5 KCl¯¹ + KCl⁺⁵ O3 + 3 H2 O

На холоді хлорид, гіпохлорат та воду, з гідроксидом кальцію хлорне вапно та воду

Cl2 + 2KOH-(холод) = KCl¯¹ + KCl⁺¹O + H2O

Cl2 + Ca(OH) 2 = CaOCl2(хлорне вапно – суміш хлориду, гіпохлориту та гідроксиду) + H2O

Бром при нагріванні → бромід, бромат і воду

3Br2 + 6KOH =5KBr¯¹ + KBr ⁺⁵O3 + 3H2O

Йод при нагріванні → йодид, йодат та воду

3I2 + 6NaOH = 5NaI¯¹ + NaI ⁺⁵O3 + 3H2O

9. ВЗАЄМОДІЯ З СОЛЯМИ

Витиснення менш активні галогени із солей

2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2
2KCl + Br2 ≠
2KCl + F2→ 2KF + Cl2
2KBr + J2≠

Окислюють в солях неметали до вищого ступеня окиснення

2Fe⁺²Cl2 + Cl2⁰ → 2Fe⁺³Cl 3 ‾¹

Na2S⁺⁴O3 + Br2⁰ + 2H2O →Na2S⁺⁶O4 + 2HBr‾

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СІРИ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

реагує при нагріванні навіть із лужними металами, з ртуттю за нормальних умов: із сіркою – сульфіди:

2K + S = K2S

2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S

2. ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

При нагріванні з воднемcкиснем (сірчистий газ)cгалогенами (крім йоду), з вуглецем, азотом та кремнієм і не реагує

S + Cl₂ = S⁺²Cl₂ ; S + O₂ =S⁺⁴O₂

H₂ + S = H₂S¯²; 2P + 3S = P₂S₃¯²

З+ 3S = CS₂¯²

З ВОДОЮ, ОКСИДАМИ, СОЛЯМИ

НЕ РЕАГУЄ

3. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

Окислюється сірчаною кислотою при нагріванні до сірчистого газу та води

2H2SO4 (кінець) = 2H2O + 3S⁺⁴O2

Азотною кислотою при нагріванні до сірчаної кислоти, оксиду азоту (+4) та води

S + 6HNO3(кінець) =H2SO4 + 6N⁺⁴O2 + 2H2O

4.Взаємодія з лугами

При нагріванні утворює сульфіт, сульфід + вода

3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЗОТА

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

реакції протікають при нагріванні (виняток: літій з азотом за нормальних умов) :

З азотом – нітриди

6Li + N2 = 3Li2N (нітрид літію) (н.у.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (нітрид магнію) 2Cr + N2 = 2CrN

У заліза в цих сполуках ступінь окиснення +2

2. ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

(через потрійний зв'язок азот дуже малоактивний). За звичайних умов із киснем не реагує. Реагує з киснем лише за високої температури (електрична дуга), у природі – під час грози

N2+O2=2NO (ел. дуга, 3000 0C)

З воднем при високому тиску, підвищеній температурі та у присутності каталізатора:

t,p,kat

3N2+3H2 ↔ 2NH3

З ВОДОЮ, ОКСИДАМИ, КИСЛОТАМИ, лугами і солями

НЕ РЕАГУЄ

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФОСФОРУ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

реакції протікають при нагріванні з фосфором – фосфіди

3Ca + 2P =K3P2, У заліза в цих сполуках ступінь окиснення +2

2. ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

Горіння у кисні

4P + 5O₂ = 2P₂⁺⁵O₅ 4P + 3O₂ = 2P₂⁺³O₃

З галогенами та сіркою при нагріванні

2P + 3Cl₂ = 2P⁺³Cl₃ 2P + 5Cl₂ = 2P⁺⁵Cl₅; 2P + 5S = P₂⁺⁵S₅

З воднем, вуглецем, кремнієм безпосередньо не взаємодіє

З ВОДОЮ ТА ОКСИДАМИ

НЕ РЕАГУЄ

3. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

З концентрованою азотною кислотою оксид азоту (+4), з розведеною оксид азоту (+2) та фосфорна кислота

3P + 5HNO₃(конц) =3H₃PO₄ + 5N⁺⁴O₂

3P + 5HNO₃ + 2H₂O =3H₃PO₄ + 5N⁺²O

З концентрованою сірчаною кислотою утворюється фосфорна кислота, оксид сірки (+4) та вода

3P + 5H₂SO₄(конц.) =3H₃PO₄ + 5S⁺⁴O₂+ 2H₂O

4.Взаємодія з лугами

З розчинами лугів утворює фосфін та гіпофосфіт

4P⁰ + 3NaOH + 3H2O = P¯³H 3 + 3NaH 2 P ⁺1O 2

5. ВЗАЄМОДІЯ З СОЛЯМИ

З сильними окисниками, виявляючи відновлювальні властивості

3P⁰ + 5NaN⁺⁵O₃ = 5NaN⁺³O₂ + P₂⁺⁵O₅

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВУГЛЕЦЮ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

реакції протікають при нагріванні

Метали – d-елементи утворюють з вуглецем сполуки нестехіометричного складу типу твердих розчинів: WC, ZnC, TiC – використовуються для отримання надтвердих сталей

з вуглецем карбіди 2Li + 2C = Li2C2,

Са + 2С = СаС2

2. ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

З галогенів безпосередньо реагує тільки з фтором, з рештою нагрівання.

З + 2F₂ = CF₄.

Взаємодія з киснем:

2С + О₂ (недост) = 2С⁺²О (чадний газ),

С + О₂(ізб) = С⁺⁴О₂(вуглекислий газ).

Взаємодія з іншими неметалами при підвищеній температурі, не взаємодіє з фосфором

C + Si = SiC¯⁴; С + N₂ = C₂⁺⁴N₂ ;

C + 2H₂ = C¯⁴H₄ ; З + 2S = C⁺⁴S₂;

3.Взаємодія з водою

Пропускання водяної пари через розпечене вугілля – утворюється чадний газ та водень (синтез-газ

C + H₂O = CO + H₂

4. ВЗАЄМОДІЯ З ОКСИДАМИ

ВУГЛЕРОД ВІДНОВЛЮЄ ПІД НАГРІВАННІ МЕТАЛИ І НЕМЕТАЛИ З ОКСИДІВ ДО ПРОСТОЇ РЕЧОВИНИ (КАРБОТЕРМІЯ), у вуглекислому газі зменшує ступінь окислення

2ZnO + C = 2Zn + CO; 4З+ Fe₃O₄ = 3Fe + 4CO;

P₂O₅ + C = 2P + 5CO; 2З+ SiO₂ = Si + 2CO;

З+ C⁺⁴O₂ = 2C⁺²O

5. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

Окислюється концентрованими азотною та сірчаною кислотою до вуглекислого газу

C +2H2SO4(конц)=C⁺⁴O2+ 2S⁺⁴O2+ 2H2O; C+4HNO3 (конц) = C⁺⁴O2 + 4N⁺⁴O2 + 2H2O.

З лугами і солями

НЕ РЕАГУЄ

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КРЕМНІЮ

1. ВЗАЄМОДІЯ З МЕТАЛАМИ

реакції протікають при нагріванні: із кремнієм реагують активні метали – силіциди

4Cs + Si = Cs4Si,

1.ВЗАЄМОДІЯ З НЕМЕТАЛАМИ

З галогенів безпосередньо з фтором.

З хлором реагує при нагріванні

Si + 2F2 = SiF4; Si + 2Cl2 = SiCl4;

Si + O₂ = SiO₂; Si + C = SiC; 3Si + 2N₂ = Si₃N;

З воднем не взаємодіє

3. ВЗАЄМОДІЯ З КИСЛОТАМИ

взаємодіє тільки з сумішшю плавикової та азотної кислот, утворюючи гексафторокремнієву кислоту

3Si + 4HNO₃ + 18HF = 3H₂ + 4NO + 8H₂O

Взаємодія з галогеноводородами (це не кислоти) – витісняє водень, утворюються галогеніди кремнію та водень

З фтороводнем реагує за звичайних умов.

Si + 4HF = SiF₄ + 2H₂

4.Взаємодія з лугами

Розчиняється при нагріванні в лугах, утворюючи силікат та водень:

Si +2NaOH +H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

Загальна характеристика неметалів.

Неметали― хімічні елементи, які утворюють прості тіла, що не мають властивостей, характерних для металів. Якісною характеристикою неметалів є електронегативність.

Електронегативність― це здатність поляризувати хімічний зв'язок, відтягувати до себе загальні електронні пари.

До неметалів відносять 22 елементи.

Положення неметалічних елементів у періодичній системі хімічних елементів


1-й період
2-й період
3-й період
4-й період
5-й період
6-й період

Як видно з таблиці, неметалеві елементи переважно розташовані у правій верхній частині періодичної системи.

Будова атомів неметалів

Будова молекул неметалів. Фізичні властивості неметалів

У газоподібному стані при кімнатній температурі знаходяться:

водень - H 2;

азот - N 2;

кисень - O 2;

фтор - F 2;

хлор - CI 2 .

І інертні гази:

гелій - He;

неон ― Ne;

аргон - Ar;

криптон ― Kr;

ксенон - Xe;

радон - Rn).

У рідкому – бром – Br.

У твердому:

вуглець ― C;
кремній - Si;
фосфор - P;
миш'як ― As;
селен ― Se;
телур ― Te;
астат ― At.

Набагато багатше у неметалів і спектр кольорів: червоний у фосфору, бурий у брому, жовтий у сірки, жовто-зелений у хлору, фіолетовий у пари йоду і т.д.

Найбільш типові неметали мають молекулярну будову, а менш типові – немолекулярну. Цим і пояснюється відмінність їхніх властивостей.

Склад та властивості простих речовин - неметалів

Неметали утворюють як одноатомні, і двоатомні молекули. До одноатомнимнеметаллам відносяться інертні гази, що практично не реагують навіть з найактивнішими речовинами. Інертні гази розташовані у VIII групі періодичної системи, а хімічні формули відповідних простих речовин такі: He, Ne, Ar, Kr, Xe та Rn.

Деякі неметали утворюють двоатомнімолекули. Це H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , Cl 2 (елементи VII групи періодичної системи), а також кисень O 2 та азот N 2 . З триатомних молекул складається газ озон (O3). Для речовин неметалів, що у твердому стані, скласти хімічну формулу досить складно. Атоми вуглецю у графіті з'єднані один з одним по-різному. Виділити окрему молекулу у наведених структурах важко. При написанні хімічних формул таких речовин, як і у випадку з металами, вводиться припущення, що такі речовини складаються лише з атомів. Хімічні формули, у своїй, записуються без індексів: C, Si, S тощо. буд. атомів у молекулі, мають різні властивості. Так, кисень запаху не має, тоді як озон має різкий запах, який ми відчуваємо під час грози. Властивості твердих неметалів, графіту та алмазу, що мають також однаковий якісний склад, але різна будова різко відрізняються (графіт тендітний, алмаз твердий). Отже, властивості речовини визначаються як його якісним складом, а й тим, скільки атомів міститься у молекулі речовини як вони пов'язані між собою. Неметали у вигляді простих тіл знаходяться у твердому або газоподібному стані (за винятком брому - рідина). Вони мають фізичних властивостей, властивих металам. Тверді неметали не мають характерного для металів блиску, вони зазвичай крихкі, погано проводять електричний струм і тепло (за винятком графіту). Кристалічний бір (як і кристалічний кремній) має дуже високу температуру плавлення (2075°С) і велику твердість. Електрична провідність бору з підвищенням температури сильно збільшується, що дає змогу широко застосовувати його у напівпровідниковій техніці. Добавка бору до сталі та сплавів алюмінію, міді, нікелю та ін. покращує їх механічні властивості. Бориди (з'єднання бору з деякими металами, наприклад титаном: TiB, TiB 2) необхідні при виготовленні деталей реактивних двигунів, лопаток газових турбін. Як видно зі схеми 1, вуглець ― С, кремній ― Si, бор ― У мають подібну будову та мають деякі загальні властивості. Як прості речовини вони зустрічаються у двох видозмінах – у кристалічному та аморфному. Кристалічні видозміни цих елементів є дуже твердими, з високими температурами плавлення. Кристалічний кремній має напівпровідникові властивості. Всі ці елементи утворюють сполуки з металами ― карбіди, силіциди та бориди (CaC 2 , Al 4 C 3 , Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2). Деякі з них мають більшу твердість, наприклад Fe 3 C, TiB. Карбід кальцію використовується для одержання ацетилену.

Хімічні властивості неметалів

Відповідно до чисельних значень відносних електронегативностей окисні здібності неметалів збільшується в наступному порядку: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Неметали як окислювачі

Окисні властивості неметалів виявляються при їх взаємодії:

з металами: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

з воднем: H2 + F2 = 2HF;

з неметалами, які мають нижчу електронегативність: 2Р + 5S = Р 2 S 5;

з деякими складними речовинами: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O,

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3 .

Неметали як відновники

Всі неметали (крім фтору) виявляють відновлювальні властивості при взаємодії з киснем:

S + O 2 = SO 2 2H 2 + O 2 = 2H 2 О.

Кисень у поєднанні з фтором може виявляти і позитивний ступінь окиснення, тобто бути відновником. Всі інші неметали виявляють відновлювальні властивості. Так, наприклад, хлор безпосередньо з киснем не з'єднується, але непрямим шляхом можна отримати його оксиди (Cl 2 O, ClO 2 , Cl 2 O 2), у яких хлор виявляє позитивний ступінь окиснення. Азот за високої температури безпосередньо з'єднується з киснем і виявляє відновлювальні властивості. Ще легше із киснем реагує сірка.

Багато неметалів виявляють відновлювальні властивості при взаємодії зі складними речовинами:

ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO 3 кінц = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 О.

Існують і такі реакції, в яких той самий неметал є одночасно і окислювачем і відновником:

Cl2+H2О=HCl+HClO.

Фтор - типовий неметал, якому нехарактерні відновлювальні властивості, тобто здатність віддавати електрони в хімічних реакціях.

З'єднання неметалів

Неметали можуть утворювати з'єднання з різними внутрішньомолекулярними зв'язками.

Види з'єднань неметалів

Загальні формули водневих сполук за групами періодичної системи хімічних елементів наведені в таблиці:



Нелеткі водневі сполуки				Летючі водневі сполуки

З металами водень утворює (за деяким винятком) нелеткі сполуки, які є твердими речовинами немолекулярної будови. Тому їх температури плавлення порівняно високі. З неметалами водень утворює леткі сполуки молекулярної будови (наприклад, фтороводород HF, сірководень H 2 S, аміак NH 3 метан CH 4). У звичайних умовах це гази чи леткі рідини. При розчиненні у воді водневі сполуки галогенів, сірки, селену та телуру утворюють кислоти тієї ж формули, що й самі водневі сполуки: HF, HCl, HBr, HI, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te. При розчиненні у воді аміаку утворюються аміачна вода, що зазвичай позначається формулою NH 4 OH і називається гідроксидом амонію. Її також позначають формулою NH 3 ∙H 2 O і називають гідратом аміаку.

З киснем неметали утворюють кислотні оксиди. В одних оксидах вони виявляють максимальний ступінь окислення, рівний номеру групи (наприклад, SO 2 , N 2 O 5), а інших більш низький (наприклад, SO 2 , N 2 O 3). Кислотним оксидам відповідають кислоти, причому з двох кисневих кислот одного неметалу сильніша за ту, в якій він виявляє більш високий ступінь окислення. Наприклад, азотна кислота HNO 3 сильніша за азотисту HNO 2 , а сірчана кислота H 2 SO 4 сильніша за сірчисту H 2 SO 3 .

Характеристики кисневих сполук неметалів

Властивості вищих оксидів (тобто оксидів, до складу яких входить елемент даної групи з вищим ступенем окиснення) у періодах зліва направо поступово змінюються від основних до кислотних.

У групах зверху донизу кислотні властивості вищих оксидів поступово слабшають. Про це можна судити за властивостями кислот, які відповідають цим оксидам.

Зростання кислотних властивостей вищих оксидів відповідних елементів у періодах ліворуч пояснюється поступовим зростанням позитивного заряду іонів цих елементів.

У основних підгрупах періодичної системи хімічних елементів у бік зверху вниз кислотні властивості вищих оксидів неметалів зменшуються.

Галогени.

Будова атомів галогенів

До галогенів відносяться елементи VIII групи періодичної системи, атоми цих елементів містять на зовнішньому енергетичному рівні сім електронів і до його завершення їм бракує лише одного електрона, тому галогени виявляють яскраві окисні властивості. У підгрупі зі збільшенням порядкового номера ці властивості зменшуються у зв'язку зі збільшенням радіусу атомів: від фтору до астату і, відповідно, зростають їх відновлювальні властивості. Аналогічно зменшується значення відносної електронегативності галогенів. Як найбільш електронегативний елемент, фтор у з'єднаннях з іншими елементами виявляє постійний ступінь окиснення -1 . Інші галогени можуть виявляти як цей ступінь окиснення у сполуках з металами, воднем і менш електронегативними елементами, так і позитивні непарні ступеня окиснення від +1 до +7 у з'єднаннях з більш електронегативними елементами: киснем, фтором.

Прості речовини галогени та їх властивості

Хлор, бром та йод у скляних судинах

Характеризуючи прості речовини – галогени, необхідно згадати основні теоретичні відомості про типи хімічного зв'язку та кристалічну будову речовини. У двоатомних молекулах галогенів атоми пов'язані ковалентним неполярним зв'язком Г· ·Габо Г-Гі мають молекулярну кристалічну решітку.

За звичайних умов F 2 ― яскраво-жовтий, з помаранчевим відтінком газ, Cl 2 ― жовто-зелений отруйний газ із характерним задушливим запахом, Br 2 ― легколетка бура рідина (пари брому сильно отруйні, опіки бромом дуже болючі і довго не гояться), а I 2 ― тверда кристалічна речовина, здатна до сублімації. У ряді F 2, Сl 2 , Br 2 , I 2 ― щільність простих речовин зростає, а інтенсивність фарбування збільшується. Отже, у зміні властивостей атомів та простих речовин - галогенів проявляється однакова закономірність: зі збільшенням порядкового номера неметалеві властивості слабшають, а металеві - посилюються.

Хімічні властивості галогенів

Взаємодія з металами галогенів з утворенням галогенідів:

2Na + I 2 ―― 2Na +1 I -1 (іодид натрію);

2Al + 3I 2 = 2Аl +3 I 3 -1 (іодид алюмінію);

2Al + 3Br 2 = 2Al +3 Br 3 -1 (бромід алюмінію).

При реакціях металів побічних підгруп (перехідних металів) з галогенами утворюються галогеніди з великим ступенем окиснення металу, наприклад:

2Fe + 3Cl 2 = 2FеCl 3 ,

але 2НСl + Fe = FeCl 2 + Н2.

Взаємодія галогенів з воднем з утворенням галогеноводородів (тип зв'язку – ковалентна полярна, тип грат – молекулярна). Порівняння швидкості хімічних реакцій різних галогенів з воднем дозволяє повторити її залежність від природи реагуючих речовин. Так, фтор має настільки велику швидкість реакції, що взаємодіє з воднем із вибухом навіть у темряві. Реакція хлору з воднем за звичайних умов йде повільно і лише за запалюванні чи освітленні швидкість її зростає у багато разів (відбувається вибух). Ще повільніше взаємодіють з воднем бром і йод, причому остання реакція набуває вже ендотермічного характеру:

Тільки фтор взаємодіє з воднем необоротно, інші галогени залежно та умовами можуть давати і оборотну реакцію.

Водні розчини галогеноводородів є кислотами: HF - фтороводородна (плавикова), HCl - хлороводнева (соляна), HBr - бромоводнева, HI - йодоводородна.

Галогени взаємодіють з водою:

2F 2 + 2Н 2 O = 4HF + O 2

Вода у фторі горить, кисень не є причиною, а наслідком горіння, виступаючи в незвичній йому ролі відновника.

Для характеристики здатності одних галогенів (не атомів галогенів, а простих речовин) до витіснення інших розчинів їх сполук можна використовувати «ряд активності» галогенів, який записується так:

F 2 > Сl 2 > Вr 2 > I 2 ,

тобто окисні властивості зменшуються.

Так, хлор витісняє бром і йод (але не фтор), а бром може витіснити тільки йод із розчинів відповідних солей:

2NaBr + Cl 2 = 2NаСl + Br 2

2КI + Br2 = 2КВr + I2.

Біологічне значення та застосування галогенів

Фторграє дуже важливу роль у житті рослин, тварин та людини. Без фтору неможливий розвиток кісткового скелета і особливо зубів. Вміст фтору в кістках становить 80-100 мг на 100 г сухої речовини. В емалі фтор присутній у вигляді сполуки Ca 4 F 2 (PO 4) 2 і надає їй твердості та білизни. При нестачі фтору в організмі людини відбувається ураження зубної тканини (карієс), а надлишок його сприяє захворюванню на зуби флюорозом. Добова потреба людини у фторі – 2-3 мг. Хлор(хлор-іон) важливіший для життєдіяльності тварин і людини, ніж для рослин. Він входить до складу нирок, легенів, селезінки, крові, слини, хрящів, волосся. Іони хлору регулюють буферну систему крові. Хлорид натрію є складовою частиною плазми крові та спинномозкової рідини та бере участь у регуляції водного обміну в організмі. Вільна соляна кислота входить до складу шлункового соку всіх ссавців і бере активну участь у травленні. У здорової людини міститься у шлунку 0,2-0,3% соляної кислоти. Нестача хлору в організмі призводить до тахікардії, зниження артеріального тиску, судом. Достатня кількість хлору міститься в таких овочах як селера, редис, огірки, білокачанна капуста, кріп, перець, цибуля, артишок. Бромтакож входить до числа необхідних мікроелементів і найбільше його міститься в гіпофізі, крові. Щитовидна залоза, надниркові залози. Броміди у невеликих дозах (0,1-0,3 дорослої людини) позитивно діють не центральну нервову систему як підсилювачі процесів гальмування у корі головного мозку. У природі броміди накопичуються в таких рослинах, як жито, пшениця, ячмінь, картопля, морква, черешня, яблука. Багато брому міститься у голландському сирі. Йодв організмі людини починає накопичуватися ще в утробі матері. У гормоні щитовидної залози людини – тироксині – міститься 60% пов'язаного йоду. Цей гормон зі струмом крові надходить у печінку, нирки, молочні залози, шлунково-кишковий тракт. Нестача йоду в організмі людини викликає такі захворювання, як ендемічний зоб та кретинізм, при якому уповільнюється ріст та розвивається розумова відсталість. У поєднанні з іншими елементами йод сприяє зростанню та вгодованості тварин, покращує їх здоров'я та плодючість. Основними постачальниками йоду для людини є злаки, баклажани, квасоля, капуста білокачанна і кольорова, картопля, цибуля, морква, огірки, гарбуз, салат, морська капуста, кальмари.

Державний освітній стандарт

Вводиться з моменту затвердження Москва 2000 Загальнахарактеристиканапрями підготовки дипломованого спеціаліста “Безпека..., типи взаємодії, метали, застосування у техніці. Неметали, властивості, застосування, найважливіші сполуки – оксиди...

Розділ 6 зміст освіти початкова загальна освіта

Документ

В природі. 3. Царство грибів (3 год) Гриби. Загальнахарактеристикагрибів, їх будову та життєдіяльність. Дріжджі... розпізнавання та отримання речовин. ТЕМА 2 Неметали(27 год.) Загальнахарактеристиканеметалів: положення у періодичній системі Д. І. ...

Основна освітня програма початкової основної та середньої загальної освіти « середня загальноосвітня школа № 10»

Основна освітня програма

Конкретизуються загальнімети основного спільногоосвіти з урахуванням специфіки навчального предмета; 2) загальнухарактеристикунавчального... у розчинах електролітів. Різноманітність речовин Загальнахарактеристиканеметалівна основі їх становища в періодичній...

Найпершою науковою класифікацією хімічних елементів було поділ їх на метали та неметали. Ця класифікація не втратила своєї значущості й у час.

З 118 відомих на даний момент хімічних елементів 22 елементи утворюють прості речовини, що мають неметалічні властивості.

Неметали розташовуються у III-VII групах. За фізичними властивостями до неметал слід віднести також VIIIА групу, або групу благородних газів. Неметали утворюють p-елементи, а також водень та гелій, що є s-Елементами. У довгооперіодній таблиці p-елементи, що утворюють неметали, розташовуються правіше і вище від умовної межі B-At.

Група	I	III	IV	V	VI	VII	VIII
1-й період	H						He
2-й період		B	C	N	O	F	Ne
3-й період			Si	P	S	Cl	Ar
4-й період				As	Se	Br	Kr
5-й період					Te	I	Xe
6-й період						At	Rn

Неметали- це хімічні елементи, для атомів яких характерна здатність приймати електрони до завершення зовнішнього шару завдяки наявності, як правило, зовнішньому електронному шарі чотирьох і більше електронів і малому радіусу атомів у порівнянні з атомами металів.

2. Особливості будови атомів неметалів.

У більшості атомів неметалів від чотирьох до восьми валентних електронів у зовнішньому шарі, але в атома водню - один, у атома гелію - два, а в атома бору - три валентні електрони, невеликий радіус атома (орбітальний радіус менше 0,1 нм). Тому атоми неметалів прагнуть довести відсутні до 8е. Ця властивість атомів характеризується електронегативністю. Для атомів неметалів характерні високі значення електронегативності. Вона змінюється не більше від 2 до 4.

Відповідно до нього неметали утворюють особливий ряд:

Фтор− найсильніший окисник, його атоми у хімічних реакціях не здатні віддавати електрони, тобто виявляти відновлювальні властивості.

У атомів неметалів переважають окисні властивості, тобто здатність приєднувати електрони. Цю здатність характеризує значення електронегативності, яка закономірно змінюється у періодах та підгрупах.

Неметали можуть виявляти відновлювальні властивості, хоча й у значно слабшою мірою порівняно з металами: у періодах та підгрупах їх відновна здатність змінюється у зворотному порядку порівняно з окисною.

Характеристики елементів неметалів та його сполук закономірно змінюються у групах та періодах.

У періодах (зі збільшенням порядкового номера, тобто ліворуч і праворуч):

· Збільшується заряд ядра,

· Збільшується кількість зовнішніх електронів,

· Зменшується радіус атомів,

· Збільшується міцність зв'язку електронів з ядром (енергія іонізації),

· Збільшується електронегативність,

· посилюються окисні властивості простих речовин ("неметалічність") (крім елементів VIIIA групи),

· слабшають відновлювальні властивості простих речовин ("металічність") (крім елементів VIIIA групи),

· слабшає основний характер гідроксидів та відповідних оксидів,

· Зростає кислотний характер гідроксидів та відповідних оксидів,

· валентність у поєднанні з киснем зростає від 3 до 7, вища валентність дорівнює номеру групи.

У групах (зі збільшенням порядкового номера, тобто зверху донизу):

· Збільшується заряд ядра,

· Збільшується радіус атомів (тільки в головних підгрупах),

· Зменшується міцність зв'язку електронів з ядром (енергія іонізації; тільки в основних підгрупах),

· Зменшується електронегативність (тільки в основних підгрупах),

· слабшають окисні властивості простих речовин ("неметалічність"; тільки в головних підгрупах) (крім елементів VIIIA групи),

· посилюються відновлювальні властивості простих речовин ("металічність"; тільки в головних підгрупах) (крім елементів VIIIA групи),

· Зростає основний характер гідроксидів та відповідних оксидів (тільки в головних підгрупах),

· слабшає кислотний характер гідроксидів та відповідних оксидів (тільки в головних підгрупах),

· Знижується стійкість водневих сполук (підвищується їх відновлювальна активність; тільки в основних підгрупах),

· валентність елементів не змінюється і дорівнює номеру групи.

Види зв'язку, характерні для неметалів:

· Іонна (КСІ) ;

· ковалентна (неполярна – у простих речовинах (С1 2)

· полярна − у з'єднаннях неметалів (SCl 2).

Однак слід особливо зупинитися на двоїстому положенні водню в Періодичній системі: у I та VII групах головних підгруп. Це не випадково. З одного боку, атом водню, подібно до атомів лужних металів, має на зовнішньому (і єдиному для нього) електронному шарі один електрон (електронна конфігурація 1s 1), який він здатний віддавати, проявляючи властивості відновника.

У більшості сполук водень, як і лужні метали, виявляє ступінь окислення +1, Але віддача електрона атомом водню відбувається важче, ніж в атомів лужних металів. З іншого боку, атому водню, як і атомам галогенів, для завершення зовнішнього електронного шару не вистачає одного електрона, тому атом водню може приймати один електрон, виявляючи властивості окислювача та характерний для галогену ступінь окислення -1 у гідридах - з'єднаннях з металами, подібними до сполук металів з галогенами - галогеніди. Але приєднання одного електрона до атома водню відбувається складніше, ніж у галогенів.

За звичайних умов водень Н2 – газ. Його молекула, подібно до галогенів, двоатомна.

Елементи VIII групи головної підгрупи – інертні чи благородні гази, атоми яких мають завершений зовнішній електронний шар. Електронна конфігурація атомів цих елементів така, що їх не можна віднести ні до металів, ні до неметал. Вони є тими об'єктами, які у природній системі чітко розділяють елементи на метали та неметали, займаючи між ними прикордонне становище. Інертні або благородні гази («шляхетність» виражається в інертності) іноді відносять до неметал, але чисто формально, за фізичними ознаками. Ці речовини зберігають газоподібний стан до дуже низьких температур.

Інертність у хімічному відношенні цих елементів відносна. Для ксенону та криптону відомі сполуки з фтором та киснем. Безсумнівно, у освіті цих сполук інертні гази виступали ролі відновників.

3. Поширеність елементів-неметалів.

Кисень та кремнійє найпоширенішими елементами, їх частку припадає близько 70% маси земної кори. До рідкісних елементів відносяться йод, селен, телур і деякі інші, на їхню частку припадають тисячні частки відсотка маси земної кори. Багато сполук неметалів є обов'язковою складовою рослинних і тваринних організмів. До елементів-органогенів («органічні речовини, що народжують»: білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти) відносяться: кисень О (на його частку припадає близько 60% маси тіла людини), С, Н, N, Р і S. У невеликих кількостях в організмах тварин та рослин містяться F, О, I.

Два елементи-неметалу становлять 76% від маси земної кори. Це кисень (49%) та кремній (27%). В атмосфері міститься 0,03% від маси кисню у земній корі. Неметали становлять 98,5% маси рослин, 97,6% маси тіла людини. До складу повітря, яким ми дихаємо, входять прості та складні речовини, також утворені елементами-неметалами (кисень О 2 азот, вуглекислий газ СО 2 водяні пари Н 2 О та ін).

Водень− головний елемент Всесвіту. Багато космічних об'єктів (газові хмари, зірки, у тому числі і Сонце) більш ніж наполовину складаються з водню. На Землі його, включаючи атмосферу, гідросферу та літосферу, лише 0,88%. Але це за масою, а атомна маса водню дуже мала. Тому невеликий вміст його тільки здається, і з кожних 100 атомів на Землі 17 – атоми водню.

4. Неметали – прості речовини. Будова.

У простих речовин атоми неметалів пов'язані ковалентним неполярним зв'язком; у благородних газах хімічних зв'язків немає. Завдяки цьому формується стійкіша електронна система, ніж у ізольованих атомів. При цьому утворюються одинарні (наприклад, в молекулах водню Н 2 галогенів Cl 2 Вг 2), подвійні (наприклад, в молекулах кисню) потрійні (наприклад, в молекулах азоту) ковалентні зв'язки.

Перейдемо до розгляду будови молекул неметалів. Неметали утворюють як одноатомні, і двоатомні молекули.

До одноатомних неметалів відносяться інертні гази, що практично не реагують навіть із найактивнішими речовинами. Інертні гази розташовані у VIII групі Періодичної системи, а хімічні формули відповідних простих речовин такі: He, Ne, Ar, Kr, Xe та Rn.

Деякі неметали утворюють двоатомні молекули. Це галогени − F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 (елементи VII групи Періодичної системи), а також H 2 , N 2 , O 2 . Атоми озону, фосфору, сірки - із більшої кількості атомів (O 3 , Р 4 , S 8), інертних газів – з одного атома (Не,Ne,Ar,Kr).

Для речовин неметалів, що у твердому стані, скласти хімічну формулу досить складно. Атоми вуглецю у графіті з'єднані один з одним по-різному. Виділити окрему молекулу у наведених структурах важко. При написанні хімічних формул таких речовин, як і у випадку з металами, вводиться припущення, що такі речовини складаються лише з атомів. Хімічні формули, у своїй, записуються без індексів - C, Si, S тощо.

1. Молекулярна будова. У цих неметалів у твердому станімолекулярні кристалічні ґрати. В цьому випадку в кожній молекулі атоми з'єднані досить міцно ковалентним зв'язком, а окремі молекули один з одним в кристалах речовини пов'язані дуже слабо. Тому за звичайних умов більшість таких речовин є газами або твердими речовинами. з низькими температурами плавленняі лише єдиний бром (Вг 2) є рідиною. Всі ці речовини молекулярної будови, тому летючі. У твердому стані вони легкоплавки через слабку міжмолекулярову взаємодію, що утримує їх молекули в кристалі, і здатні до сублімації.

Молекулярні неметали: H 2 , N 2 , P 4 (білий фосфор), As 4 , O 2 , O 3 , S 8 , F 2 , Cl 2 , I 2 . До них можна віднести і благородні гази (He, Ne, Ar, Kr, Kx, Rn), атоми яких є як би "одноатомними молекулами".

2. Атомна будова. У цих неметаліватомні кристалічні грати , тому вони мають велику твердість і дуже високі температури плавлення. Ці речовини утворені довгими ланцюгами атомів. Через велику міцність ковалентних зв'язків вони, як правило, мають високу твердість, і будь-які зміни, пов'язані з руйнуванням ковалентного зв'язку в їх кристалах (плавлення, випаровування), здійснюються з великою витратою енергії. Багато таких речовин мають високі температури плавлення і кипіння, а летючість їх дуже мала.

Немолекулярні неметали: B (кілька алотропних модифікацій), C (графіт), C (алмаз), Si, Ge, P (червоний), P (чорний), As, Se, Te. Всі вони тверді речовини, кремній, германій, селен і деякі інші мають напівпровідникові властивості.

Причина великої різноманітності фізичних властивостей неметалів криється у різній будові кристалічних ґрат цих речовин.

Частина неметалів має атомні кристалічні грати. Кристали таких речовин складаються з атомів, з'єднаних між собою міцними ковалентними зв'язками. Такі неметали перебувають у твердому агрегатному стані та є нелетючими. Прикладами таких речовин є алмаз, графіт, червоний фосфор і кремній.

Моделі кристалічних ґрат алмазу (ліворуч) та графіту. Кристали цих алотропних видозмін складаються з атомів вуглецю, з'єднаних між собою ковалентними зв'язками. Кристали графіту, на відміну від кристалів алмазу, складені з окремих шарів, які розташовуються один до одного подібно до того, як аркуші паперу в книзі.

Багато елементів-неметали утворюють кілька простих речовин – алотропних модифікацій.

Алотропія – це здатність атомів одного хімічного елемента утворювати кілька простих речовин. а ці прості речовини – алотропними видозмінами чи модифікаціями.

Алотропія може бути пов'язана і з різним складом молекул – різним числом атомів у молекулі (O 2 та O 3), і з різною будовою кристалів. Алотропні видозміни, що утворюються одним і тим самим хімічним елементом, суттєво відрізняються між собою як за будовою, так і за властивостями.