Proprietà chimiche e fisiche dei non metalli

La divisione degli elementi chimici in metalli e non metalli è piuttosto arbitraria. Esiste un piccolo gruppo di elementi che, a determinate condizioni, si comportano in modo insolito. Ad esempio, l'alluminio può reagire non solo con gli acidi, come la maggior parte dei metalli, ma anche con gli alcali, come gli elementi non metallici. E il germanio, che non è un metallo, può condurre corrente elettrica, come un metallo tipico. Nel nostro articolo consideriamo le proprietà fisiche e chimiche dei non metalli, nonché la loro applicazione nell'industria.

Livello di valenza formula

La base delle differenze nelle caratteristiche degli elementi è la struttura dei loro atomi. I non metalli hanno da 4 a 8 elettroni all'ultimo livello di energia, ad eccezione dell'idrogeno, dell'elio e del boro. Quasi tutti i non-metalli appartengono agli elementi p. Ad esempio, è il cloro, l'azoto, l'ossigeno. L'elio e l'idrogeno, che sono elementi P, non obbediscono a questa regola. Le proprietà fisiche dei non metalli, nonché la capacità di trasformazioni chimiche, a causa della loro posizione nel sistema periodico.

Luogo di non metalli nel sistema di elementi chimici

Il cambiamento delle proprietà degli atomi degli elementi non metallici si verifica con un aumento del numero di sequenza. Nel periodo, a causa di un aumento della carica nucleare, l'atomo viene compresso e il suo raggio diminuisce. Anche la capacità ossidante aumenta e le proprietà riducenti degli elementi si indeboliscono. Le proprietà fisiche dei non metalli, così come le peculiarità della loro interazione con altre sostanze dipendono dalla struttura del loro esterno livello di energia. Dipende anche dalla capacità degli atomi di attrarre nella sfera della loro influenza gli elettroni alieni. Ad esempio, nel secondo periodo dal boro al fluoro, aumenta l'elettronegatività dei non metalli. Il più attivo tra tutti gli elementi non metallici è il fluoro. Nei suoi composti, tiene tutti gli elettroni estranei più forti, mantenendo la carica -1.

Proprietà fisiche dei non metalli

I non metalli esistono in vari stati aggregativi. Quindi, boro, carbonio, fosforo - composti solidi, bromo - liquido, azoto, idrogeno, ossigeno - gas. Tutti loro non conducono corrente elettrica, meno durevoli dei metalli, hanno una bassa conduttività termica. vista reticolo cristallino influenza anche le proprietà fisiche dei non metalli. Ad esempio, i composti con reticolo molecolare (iodio, zolfo, fosforo) hanno un basso punto di ebollizione e punto di fusione, oltre che volatili. La struttura cristallina atomica è inerente al silicio, il diamante. Queste sostanze sono molto forti, i loro punti di fusione e di ebollizione sono alti.

Proprietà chimiche

La reazione diretta della combinazione di metalli e non metalli porta alla produzione di composti binari della classe del sale: nitruri, carburi, cloruri.

Ad esempio:

6Na + N ₂ = 2 Na ₃ N.

Gli elementi non metallici sono in grado di interagire tra loro. La condizione principale per il verificarsi di tali processi: gli elementi devono avere elettronegatività diversa. Ad esempio:

6Cl ₂ + 4P = 4 PCl ₃ .

La maggior parte dei non metalli, ad eccezione dello iodio, sono ossidati direttamente dall'ossigeno. Questo forma composti binari - ossidi acidi:

C + O ₂ = CO ₂ - biossido di carbonio o anidride carbonica.

Possibili reazioni di non metalli con alcuni ossidi. Quindi, il carbonio è usato come elemento che riduce i metalli dai loro ossidi:

C + CuO = Cu + CO.

Acidi - agenti ossidanti forti (per esempio, nitrati), sono in grado di interagire con i non metalli, ossidandoli agli ossidi:

C + 4HNO ₃ = CO ₂ + 4NO ₂ + 2H ₂ O.

alogeni

Gli elementi situati nel sottogruppo principale del settimo gruppo della tavola periodica sono chimicamente i non metalli più attivi. I loro atomi hanno lo stesso numero di elettroni -7 all'ultimo livello di energia, il che spiega la somiglianza delle loro caratteristiche chimiche.

Le proprietà fisiche delle sostanze semplici - non metalli sono diverse. Quindi, il fluoro, il cloro sono nella fase gassosa, il liquido è bromo e lo stato solido è inerente allo iodio. L'attività degli alogeni nel gruppo diminuisce con un aumento della carica nucleare dell'atomo, il fluoro è il più reattivo tra gli alogeni. Nella sua reattività, solo l'ossigeno entra nel gruppo calcogenico. La forza dei composti di idrogeno degli alogeni, che le soluzioni acquose sono acidi, aumenta dal fluoro allo iodio e la solubilità dei sali scarsamente solubili diminuisce. La particolare posizione del fluoro tra gli alogeni si applica anche alla sua capacità di reagire con l'acqua. L'alogeno può decomporre l'acqua formando vari prodotti: il proprio ossido F ₂ O, l'ozono, l'ossigeno e il perossido di idrogeno.

Ossigeno e sue caratteristiche

L'elemento è il più comune sulla Terra. Il suo contenuto nel suolo è superiore al 47% e la massa di gas nell'aria è del 23,15%. Le proprietà fisiche generali dei non metalli, come l'azoto, l'ossigeno e l'idrogeno, che sono allo stato gassoso, sono determinate dalla struttura delle loro molecole.

Sono tutti composti da due atomi collegati legami covalenti non polari. Nell'atomo di ossigeno all'ultimo livello di energia ci sono due p-elettroni liberi. pertanto stato di ossidazione l'elemento è solitamente uguale a -2 e nei composti con fluoro (ad esempio, OF ₂ ) +2. L'ossigeno è scarsamente solubile in acqua, ad una temperatura di -183 ° C si trasforma in un liquido blu che si muove facilmente e che può essere attratto da un magnete. L'elemento è rappresentato da due semplici sostanze: ossigeno O ₂ e ozono O ₃ . L'odore caratteristico dell'ozono può essere sentito nell'aria dopo una pioggia di temporale. La sostanza è estremamente aggressiva, decompone materiali organici e ossida persino metalli passivi come platino o oro. Le sostanze più complesse - ossidi, sali, basi e acidi - contengono atomi di ossigeno nelle loro molecole.

Zolfo - un tipico elemento non metallico

Come l'ossigeno, lo zolfo è molto comune nella crosta terrestre, i suoi atomi sono anche parte di organico sostanze per esempio proteine. Il contenuto di zolfo nelle fonti geotermiche e nei gas vulcanici è elevato. I più comuni minerali contenenti zolfo: pirite FeS ₂ , zinco e piombo brillano ZnS, PbS.

Alla richiesta: "Elenca le proprietà fisiche dei non metalli", possiamo rispondere nominando, ad esempio, le proprietà dello zolfo. È un dielettrico. La sostanza risparmia poco energia termica, fragile, si sgretola all'impatto, non si dissolve in acqua. Può formare diverse forme allotropiche, chiamate rombiche, plastiche e monocliniche. Lo zolfo naturale ha un colore giallo e una struttura rombica. Nelle reazioni chimiche con metalli e alcuni non-metalli, si comporta come un agente ossidante, e con alogeni e ossigeno presenta proprietà riducenti.

Nel nostro articolo sull'esempio di alogeni, ossigeno e zolfo, abbiamo esaminato le proprietà degli elementi non metallici.