Химия на неметалите обща характеристика на p елементи. Неметали

Дмитрий Менделеев успя да създаде уникална таблица на химичните елементи, чието основно предимство беше периодичността. Металите и неметалите в периодичната таблица са подредени по такъв начин, че техните свойства се променят периодично.

Периодичната система е съставена от Дмитрий Менделеев през втората половина на 19 век. Откритието не само направи възможно да се опрости работата на химиците, тя успя да комбинира всички открити химикали в себе си като единна система, както и да предскаже бъдещи открития.

Създаването на тази структурирана система е безценно за науката и за човечеството като цяло. Именно това откритие даде тласък на развитието на цялата химия в продължение на много години.

Интересно да се знае! Има легенда, че ученият видял готовата система насън.

В интервю с един журналист ученият обясни, че е работил върху него в продължение на 25 години и че е мечтал за това е съвсем естествено, но това не означава, че всички отговори са дошли в съня.

Системата, създадена от Менделеев, е разделена на две части:

периоди - хоризонтални колони в един или два реда (реда);
групи - вертикални линии, в един ред.

Общо в системата има 7 периода, всеки следващ елемент се различава от предишния с голям брой електрони в ядрото, т.е. зарядът на ядрото на всеки десен индикатор е по-голям от левия един по един. Всеки период започва с метал и завършва с инертен газ - точно това е периодичността на таблицата, защото свойствата на съединенията се променят в рамките на един период и се повтарят в следващия. В същото време трябва да се помни, че периоди 1-3 са непълни или малки, те имат само 2, 8 и 8 представители. В пълния период (т.е. останалите четири) 18 химически представители.

Групата съдържа химични съединения с еднаква най-висока, т.е. те имат същата електронна структура. В системата са представени общо 18 групи ( пълна версия), всяка от които започва с алкали и завършва с инертен газ. Всички вещества, представени в системата, могат да бъдат разделени на две основни групи - метални и неметални.

За да се улесни търсенето, групите имат собствено име, а металните свойства на веществата се увеличават с всеки долен ред, т.е. колкото по-ниско е съединението, толкова повече атомни орбити ще има и толкова по-слаби са електронните връзки. Променя се и кристалната решетка - тя става ясно изразена при елементи с голям брой атомни орбити.

В химията се използват три вида таблици:

Кратко - актинидите и лантанидите са изнесени извън границите на основното поле, а 4 и всички следващи периоди заемат по 2 реда.
Дълъг - в него актинидите и лантанидите се извеждат извън границата на основното поле.
Много дълга - всяка точка заема точно 1 ред.

За основна се счита периодичната таблица, която е приета и официално потвърдена, но за удобство по-често се използва кратката версия. Металите и неметалите в периодичната система са подредени по строги правила, които улесняват работата с нея.

Метали в периодичната таблица

В системата на Менделеев сплавите са с преобладаващ брой и техният списък е много голям - започват с бор (B) и завършват с полоний (Po) (изключение правят германий (Ge) и антимон (Sb)). Тази група има характерни черти, те са разделени на групи, но свойствата им са разнородни. Техните характерни черти:

пластмаса;
електропроводимост;
блясък;
лесно връщане на електрони;
пластичност;
топлопроводимост;
твърдост (с изключение на живак).

Поради различната химична и физическа същност, свойствата могат да се различават значително между двама представители на тази група, не всички от тях са подобни на типичните природни сплави, например живакът е течно вещество, но принадлежи към тази група.

В нормално състояние е течен и без кристална решетка, който играе ключова роля в сплавите. Само химичните характеристики правят живака свързан с тази група елементи, въпреки условността на свойствата на тези органични съединения. Същото важи и за цезия - най-меката сплав, но тя не може да съществува в природата чиста форма.

Някои елементи от този тип могат да съществуват само за част от секундата, а някои изобщо не се срещат в природата - те са създадени в изкуствени лабораторни условия. Всяка от металните групи в системата има собствено име и характеристики, които ги отличават от другите групи.

Разликите им обаче са доста значителни. В периодичната система всички метали са подредени според броя на електроните в ядрото, т.е. чрез увеличаване атомна маса. В същото време те се характеризират с периодична промяна на характерните им свойства. Поради това те не са поставени добре в таблицата, но може да са неправилни.

В първата група алкали няма вещества, които да се срещат в чиста форма в природата - те могат да бъдат само в състава на различни съединения.

Как да различим метала от неметала?

Как да определим метала в съединението? Има лесен начин за определяне, но за това трябва да имате линийка и периодична таблица. За да определите, трябва:

Начертайте условна линия по кръстовищата на елементи от Бор до Полоний (възможно до Астат).
Всички материали, които ще бъдат отляво на линията и в страничните подгрупи, са метални.
Веществата вдясно са от различен вид.

Методът обаче има недостатък - не включва германий и антимон в групата и работи само в дълга таблица. Методът може да се използва като измамен лист, но за да определите точно веществото, трябва да запомните списък на всички неметали. Колко са там? Малко - само 22 вещества.

Във всеки случай, за да се определи естеството на дадено вещество, е необходимо да се разгледа отделно. Елементите ще бъдат лесни, ако знаете свойствата им. Важно е да запомните, че всички метали:

При стайна температура те са твърди с изключение на живак. В същото време те блестят и се провеждат добре. електричество.
Те имат по-малък брой атоми на външното ниво на ядрото.
Състои се от кристална решетка (с изключение на живак), а всички други елементи имат молекулна или йонна структура.
В периодичната таблица всички неметали са червени, металите са черни и зелени.
Ако се движите отляво надясно в период, тогава зарядът на ядрото на материята ще се увеличи.
Някои вещества имат слаби свойства, но все пак имат характерни черти. Такива елементи принадлежат към полуметали, като полоний или антимон, те обикновено се намират на границата на две групи.

внимание!В долната лява част на блока в системата винаги има типични метали, а в горната дясна - типични газове и течности.

Важно е да запомните, че когато се движите отгоре надолу в таблицата, неметалните свойства на веществата стават по-силни, тъй като има елементи, които имат отдалечени външни обвивки. Тяхното ядро е отделено от електроните и затова те се привличат по-слабо.

Полезно видео

Обобщаване

Ще бъде лесно да различавате елементите, ако знаете основните принципи за формиране на периодичната таблица и свойствата на металите. Също така ще бъде полезно да запомните списъка с останалите 22 елемента. Но не трябва да забравяме, че всеки елемент в съединението трябва да се разглежда отделно, без да се вземат предвид връзките му с други вещества.

Във връзка с

Неметали - елементи, които имат неметални свойства и заемат позиция в горния десен ъгъл в периодичната таблица. Каква е природата на неметалите, както и как се различават от другите съединения, научаваме в тази статия.

основни характеристики

Неметалните елементи включват p-елементи, както и водород и хелий, които от своя страна принадлежат към s-елементите. Те са разположени вдясно и над диагонала бор-астат. Общо са известни 22 неметала. При най-типичните неметали запълването на външното ниво с електрони е близко до максимума, а атомните радиуси са минимални сред елементите от този период.

Ориз. 1. Групата на неметалите в периодичната система.

Атомите на неметалите имат по-високи стойности на електроотрицателност и съответно високи енергии на йонизация и висок електронен афинитет. В тази връзка природата на неметалите е такава, че за разлика от металите те могат да проявяват окислителни свойства. При реакции те могат да бъдат възстановени чрез добавяне на толкова много електрони, че общият им брой на външното ниво да достигне осем (завършеното ниво, стабилното състояние на атома).

Ето защо отрицателната стойност на степента на окисление, която неметалите могат да имат в съединения, за разлика от металите, е равна на разликата (8-N групи). Най-висока електроотрицателност имат неметалите, чиято позиция попада в горния десен ъгъл в периодичната таблица, тоест халогените флуор и хлор, както и кислородът. Тези елементи могат да се образуват йонни връзки. Най-активният неметал е флуорът, който в съединенията може да проявява само една валентност I и една степен на окисление -1.

Структурните характеристики на неметалите са, че външният електронен слой на повечето неметални атоми съдържа от 4 до 8 електрона.

Други неметали (с изключение на флуор) също могат да проявяват положителни степени на окисление, образувайки ковалентни връзкис други елементи.

Физически свойства

За повечето неметали от прости вещества в твърдо състояние на агрегация е характерна молекулярна кристална решетка. Тоест тези неметали са кристални вещества. Следователно при нормални условия те имат формата на газове, течности или твърди вещества ниски температуритопене. Примери за такива вещества са газове: водород H 2, неон Ne, течност - бром Br 2, твърди вещества йод I 2, сяра S 8, фосфор P 4 (бял фосфор). Има неметали (бор, въглерод, силиций), които имат атомни кристални решетки.

Ориз. 2. Неметали – течности, газове, твърди вещества.

Най-важните елементи, които се съдържат в живите организми, са органогените. Те образуват вода, протеини, витамини, мазнини. Те включват 6 елемента: въглерод, кислород, водород, азот, фосфор, сяра.

Химични свойства и съединения

Водородните съединения на неметалите са предимно летливи съединения, в водни разтвориимащ киселинен характер. Те имат молекулни структури, ковалентна полярна връзка. Някои от тях (вода, амоняк, флуороводород) образуват водородни връзки. Съединенията се образуват при директното взаимодействие на неметали с водород. Електронната формула на сярата с водород е следната:

S + H 2 \u003d H 2 S (до 350 градуса, балансът се измества надясно)

Всички водородни съединения са редуциращи агенти (с изключение на HF) и тяхната редукционна способност нараства отдясно наляво по време на периода и отгоре надолу в подгрупата.

Неметалите взаимодействат с метали и други неметали:

Резултатът е натриева сол на солна киселина.

Ориз. 3. натриева сол на солна киселина.

съединения на неметали с кислород, като правило, са киселинни оксиди, които съответстват на кислородсъдържащи киселини. Структурата на оксидите на типичните неметали е молекулярна (SO 3, P 4 O 10). Колкото по-високо е степента на окисление на неметала, толкова по-силна е съответната оксокиселина. И така, хлорът не взаимодейства директно с кислорода, но образува редица оксокиселини, които съответстват на оксиди, анхидриди на тези киселини.

Неметалите се използват в различни индустрии. Ето списък на индустриите, където тяхното използване е най-търсено.

*Област на приложение*	Примери, списък на неметали, използвани в определена индустрия
индустрия	За производството на киселини често се използват сяра, азот и фосфор. Сярата се използва и при производството на каучук.
транспорт	Водородът е важен неметал в транспортната индустрия. Използва се като гориво. При изгаряне този вид гориво не замърсява околната среда.
селскостопанска индустрия	сярата се използва за борба с вредни насекоми и болести по растенията
лекарството	Използва се кислород за възстановяване на дишането (кислородни възглавници), въглища под формата активен въгленкойто е в състояние да отстрани вредните вещества от тялото.
хранително-вкусовата промишленост	азотът се използва за удължаване на срока на годност на продуктите

Какво научихме?

Тази статия за 9 клас по химия обобщава основната информация за неметалите, тяхната структура и с какво реагират неметалите. Неметалите могат да бъдат газове, течности и твърди вещества с кристална решетка. Най-реактивният неметал е флуорът, който има степен на окисление -1.

Тематическа викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: 4.1. Общо получени оценки: 352.

- това е способността да поляризира химическа връзка, да придърпва общите електронни двойки към себе си.
22 елемента са класифицирани като неметали.
Положението на неметалните елементи в периодичната таблица на химичните елементи

Група	аз	III	IV	V	VI	VII	VIII
1-ви период	з						Той
2-ри период		AT	ОТ	н	О	Е	не
3-ти период			Si	П	С	CL	Ар
4-ти период				Като	Se	бр	кр
5-ти период					Те	аз	Xe
6-ти период						При	Rn

Както се вижда от таблицата, неметалните елементи са разположени главно в горната дясна част на периодичната таблица.

Структурата на атомите на неметалите

Характерна особеност на неметалите е по-големият (в сравнение с металите) брой електрони на външното енергийно ниво на техните атоми. Това определя тяхната по-голяма способност да добавят допълнителни електрони и да проявяват по-висока окислителна активност от металите. Особено силни окислителни свойства, т.е. способността да присъединяват електрони, проявяват неметалите, които са във 2-ри и 3-ти периоди на групи VI-VII. Ако сравним разположението на електроните в орбиталите в атомите на флуор, хлор и други халогени, тогава можем да преценим и техните отличителни свойства. Флуорният атом няма свободни орбитали. Следователно флуорните атоми могат да показват само валентност I и степен на окисление - 1. Най-силният окислител е флуор. В атомите на други халогени, например в атома на хлора, има свободни d-орбитали на същото енергийно ниво. Поради това разпаряването на електрони може да се случи по три различни начина. В първия случай хлорът може да има степен на окисление +3 и да образува солна киселина HClO 2, което съответства на соли - хлорити, например калиев хлорит KClO 2 . Във втория случай хлорът може да образува съединения, в които степента на окисление на хлора е +5. Такива съединения включват хлорна киселина HClO 3 и нейните соли, хлорати, например калиев хлорат KClO 3 (Бертолетова сол). В третия случай хлорът проявява степен на окисление +7, например в перхлорна киселина HClO 4 и в нейните соли, перхлорати (в калиев перхлорат KClO 4).

Структури на неметалните молекули. Физични свойства на неметалите

В газообразно състояние при стайна температура са:

· водород - Н2;

· азот, N2;

· кислород - O 2 ;

· флуор - F 2 ;

· хлор - CI 2 .

И инертни газове:

· хелий - Той;

· неон - Ne;

· аргон - Ar;

· криптон, Kr;

· ксенон - Xe;

· радон - Rn).

AT течност- бром - Br.
AT твърдо:
Телур - Te;

· йод - I;

· астат - Ат.

Неметалите също имат много по-богат спектър от цветове: червено за фосфора, кафяво за брома, жълто за сярата, жълто-зелено за хлора, лилаво за йодните пари и т.н.
Най-типичните неметали имат молекулярна структура, докато по-малко типичните имат немолекулна структура. Това обяснява разликата в свойствата им.
Състав и свойства на простите вещества - неметали
Неметалите образуват както едноатомни, така и двуатомни молекули. Да се моноатомен неметалите включват инертни газове, които практически не реагират дори с най-активните вещества. Инертните газове се намират в VIII група на периодичната система, а химичните формули на съответните прости вещества са както следва: He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn.
Образуват се някои неметали двуатомна молекули. Това са H 2, F 2, Cl 2, Br 2, Cl 2 (елементи от VII група на периодичната система), както и кислород O 2 и азот N 2. от триатомен молекули се състои от газ озон (O 3). За неметалните вещества, които са в твърдо състояние, е доста трудно да се направи химична формула. Въглеродните атоми в графита са свързани един с друг по различни начини. Трудно е да се изолира отделна молекула в дадените структури. При писане на химичните формули на такива вещества, както в случая с металите, се въвежда предположението, че такива вещества се състоят само от атоми. В същото време химичните формули се пишат без индекси: C, Si, S и др. Такива прости вещества като озон и кислород, които имат същия качествен състав (и двата се състоят от един и същи елемент - кислород), но се различават по брой атоми в една молекула имат различни свойства. И така, кислородът няма миризма, докато озонът има остра миризма, която усещаме по време на гръмотевична буря. Свойствата на твърдите неметали, графит и диамант, които също имат еднакъв качествен състав, но различна структура, рязко се различават (графитът е крехък, диамантът е твърд). По този начин свойствата на дадено вещество се определят не само от неговия качествен състав, но и от това колко атома се съдържат в молекулата на веществото и как са свързани помежду си. Неметалите под формата на прости тела са в твърдо или газообразно състояние (с изключение на брома - течност). Те нямат физичните свойства на металите. Твърдите неметали нямат характерния блясък на металите, обикновено са крехки, слабо провеждат електричество и топлина (с изключение на графита). Кристалният бор B (като кристален силиций) има много висока точка на топене (2075°C) и висока твърдост. Електрическата проводимост на бора се увеличава значително с повишаване на температурата, което прави възможно широкото му използване в полупроводниковата технология. Добавянето на бор към стоманата и сплавите от алуминий, мед, никел и др. подобрява техните механични свойства. Боридите (съединения на бор с някои метали, например с титан: TiB, TiB 2) са необходими при производството на части на реактивни двигатели, лопатки на газови турбини. Както може да се види от Схема 1, въглеродът е C, силицийът е Si, а борът е B имат подобна структура и имат някои общи свойства. Като прости вещества те се срещат в две модификации - кристална и аморфна. Кристалните модификации на тези елементи са много твърди, с високи точки на топене. Кристалният силиций има полупроводникови свойства. Всички тези елементи образуват съединения с метали - карбиди, силициди и бориди (CaC 2, Al 4 C 3, Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2). Някои от тях имат по-голяма твърдост, като Fe 3 C, TiB. Калциевият карбид се използва за производството на ацетилен.

Неметалите са елементи, които се различават значително по физически и химични свойстваот метали. Причината за различията им може да бъде обяснена подробно едва в края на 19 век, след откриването на електронната структура на атома. Каква е особеността на неметалите? Какви качества са характерни за деня им? Нека да го разберем.

Неметали - какво е това?

Подходът за разделяне на елементите на метали и неметали отдавна съществува в научната общност. Първите елементи в периодичната таблица на Менделеев обикновено включват 94 елемента. Неметалите на Менделеев включват 22 елемента. В те заемат горния десен ъгъл.

В свободната си форма неметалите са прости вещества, основна характеристикакоето е липсата на характерни метални свойства. Те могат да бъдат във всички агрегатни състояния. И така, йод, фосфор, сяра, въглерод се намират под формата на твърди вещества. Газообразното състояние е характерно за кислорода, азота, флуора и др. Само бромът е течност.

В природата неметалните елементи могат да съществуват както под формата на прости вещества, така и под формата на съединения. Сярата, азотът, кислородът се намират в несвързана форма. В съединения те образуват борати, фосфати и др. В тази форма те присъстват в минерали, вода, скалио

Разлика от металите

Неметалите са елементи, които се различават от металите външен вид, структура и химични свойства. Те имат голям брой несдвоени електрони на външното ниво, което означава, че са по-активни окислителни реакциии по-лесно да прикрепят допълнителни електрони към себе си.

Характерна разлика между елементите се наблюдава в структурата на кристалната решетка. В металите той е метален. При неметалите той може да бъде два вида: атомен и молекулен. Атомната решетка придава твърдост на веществата и повишава точката на топене, характерна е за силиций, бор и германий. Хлорът, сярата, кислородът имат молекулна решетка. Придава им летливост и малко твърдост.

Вътрешната структура на елементите ги определя физични свойства. Металите имат характерен блясък, добра проводимост на ток и топлина. Те са твърди, пластични, ковки, имат малка гама от цветове (черно, нюанси на сивото, понякога жълтеникаво).

Неметалите са течни, газообразни или небляскави и ковки. Техните цветове варират значително и могат да бъдат червени, черни, сиви, жълти и т.н. Почти всички неметали са лоши проводници на ток (с изключение на въглерода) и топлина (с изключение на черния фосфор и въглерода).

Химични свойства на неметалите

AT химична реакциянеметалите могат да действат както като окислители, така и като редуциращи агенти. Когато взаимодействат с метали, те поемат електрони, като по този начин проявяват окислителни свойства.

Взаимодействайки с други неметали, те се държат по различен начин. При такива реакции по-малко електроотрицателният елемент действа като редуциращ агент, докато по-електроотрицателният елемент действа като окислител.

С кислорода почти всички (с изключение на флуора) неметали действат като редуциращи агенти. При взаимодействие с водород много от тях са окислители, впоследствие образуващи летливи съединения.

Някои неметални елементи имат способността да образуват няколко прости вещества или модификации. Това явление се нарича алотропия. Например въглеродът съществува под формата на графит, диамант, карабин и други модификации. Кислородът има два от тях - озон и самият кислород. Фосфорът се предлага в червено, черно, бяло и металик.

Неметалите в природата

Неметалите се срещат навсякъде в различни количества. Те са част от земната кора, са част от атмосферата, хидросферата, присъстват във Вселената и в живите организми. В открития космос най-разпространени са водородът и хелият.

На Земята ситуацията е съвсем различна. Най-важните съставки на земната кора са кислородът и силицият. Те съставляват повече от 75% от масата му. Но най-малко количество се пада на йод и бром.

В състава на морската вода кислородът представлява 85,80%, а водородът - 10,67%. В състава му влизат още хлор, сяра, бор, бром, въглерод, флуор и силиций. В състава на атмосферата преобладават азотът (78%) и кислородът (21%).

Неметалите като въглерод, водород, фосфор, сяра, кислород и азот са важни органична материя. Те поддържат жизнената дейност на всички живи същества на нашата планета, включително и хората.