Química de los no metales característica general de los p elementos. No metales

Dmitri Mendeleev pudo crear una tabla única de elementos químicos, cuya principal ventaja era la periodicidad. Los metales y no metales en la tabla periódica están ordenados de tal manera que sus propiedades cambian periódicamente.

El sistema periódico fue compilado por Dmitri Mendeleev en la segunda mitad del siglo XIX. El descubrimiento no solo hizo posible simplificar el trabajo de los químicos, sino que pudo combinar todas las sustancias químicas descubiertas en sí misma como un solo sistema, así como predecir futuros descubrimientos.

La creación de este sistema estructurado no tiene precio para la ciencia y para la humanidad en su conjunto. Fue este descubrimiento el que impulsó el desarrollo de toda la química durante muchos años.

interesante saber! Existe la leyenda de que el científico vio el sistema terminado en un sueño.

En una entrevista con un periodista, el científico explicó que había estado trabajando en eso durante 25 años y que soñar con eso era bastante natural, pero esto no significa que todas las respuestas llegaron en un sueño.

El sistema creado por Mendeleev se divide en dos partes:

períodos: columnas horizontales en una o dos líneas (filas);
grupos - líneas verticales, en una fila.

En total, hay 7 períodos en el sistema, cada elemento siguiente se diferencia del anterior por una gran cantidad de electrones en el núcleo, es decir la carga del núcleo de cada indicador derecho es mayor que el izquierdo uno por uno. Cada período comienza con un metal y termina con un gas inerte: esta es precisamente la periodicidad de la tabla, porque las propiedades de los compuestos cambian dentro de un período y se repiten en el siguiente. Al mismo tiempo, debe recordarse que los períodos 1-3 son incompletos o pequeños, solo tienen 2, 8 y 8 representantes. En el período completo (es decir, los cuatro restantes) 18 representantes químicos.

El grupo contiene compuestos químicos con el mismo más alto, es decir. tienen la misma estructura electrónica. Un total de 18 grupos están representados en el sistema ( versión completa), cada uno de los cuales comienza con álcali y termina con un gas inerte. Todas las sustancias presentadas en el sistema se pueden dividir en dos grupos principales: metal o no metal.

Para facilitar la búsqueda, los grupos tienen su propio nombre, y las propiedades metálicas de las sustancias aumentan con cada línea inferior, es decir cuanto menor sea el compuesto, más órbitas atómicas tendrá y más débiles serán los enlaces electrónicos. La red cristalina también cambia: se vuelve pronunciada en elementos con una gran cantidad de órbitas atómicas.

En química se utilizan tres tipos de tablas:

Corto: los actínidos y los lantánidos se eliminan de los límites del campo principal, y 4 y todos los períodos posteriores ocupan 2 líneas cada uno.
Largo: en él, los actínidos y los lantánidos se eliminan del límite del campo principal.
Extra largo: cada período ocupa exactamente 1 línea.

Se considera que la principal es la tabla periódica, que fue adoptada y confirmada oficialmente, pero por conveniencia, la versión corta se usa con más frecuencia. Los metales y no metales en la tabla periódica están ordenados de acuerdo con reglas estrictas que facilitan el trabajo con ella.

Metales en la tabla periodica

En el sistema de Mendeleev, las aleaciones tienen un número predominante y su lista es muy grande: comienzan con Boro (B) y terminan con polonio (Po) (las excepciones son el germanio (Ge) y el antimonio (Sb)). Este grupo tiene rasgos característicos, se dividen en grupos, pero sus propiedades son heterogéneas. Sus rasgos característicos:

el plastico;
conductividad eléctrica;
brillar;
fácil retorno de electrones;
ductilidad;
conductividad térmica;
dureza (excepto mercurio).

Debido a la diferente esencia química y física, las propiedades pueden diferir significativamente entre dos representantes de este grupo, no todos ellos son similares a las aleaciones naturales típicas, por ejemplo, el mercurio es una sustancia líquida, pero pertenece a este grupo.

En su estado normal es líquido y sin red cristalina, que juega un papel clave en las aleaciones. Solo las características químicas relacionan al mercurio con este grupo de elementos, a pesar de la condicionalidad de las propiedades de estos compuestos orgánicos. Lo mismo se aplica al cesio, la aleación más blanda, pero no puede existir en la naturaleza en forma pura.

Algunos elementos de este tipo pueden existir solo por una fracción de segundo, y algunos no ocurren en la naturaleza en absoluto: fueron creados en condiciones artificiales de laboratorio. Cada uno de los grupos de metales del sistema tiene su propio nombre y características que los distinguen de otros grupos.

Sin embargo, sus diferencias son bastante significativas. En el sistema periódico, todos los metales están ordenados según el número de electrones en el núcleo, es decir, por aumento masa atomica. Al mismo tiempo, se caracterizan por un cambio periódico en sus propiedades características. Debido a esto, no se colocan correctamente en la tabla, pero pueden ser incorrectos.

En el primer grupo de álcalis, no hay sustancias que se encuentren en forma pura en la naturaleza; solo pueden estar en la composición de varios compuestos.

¿Cómo distinguir el metal del no metal?

¿Cómo determinar el metal en el compuesto? Hay una manera fácil de determinar, pero para esto necesitas tener una regla y una tabla periódica. Para determinar necesitas:

Dibuje una línea condicional a lo largo de las uniones de elementos de Bor a Polonio (posible a Astatine).
Todos los materiales que estarán a la izquierda de la línea y en los subgrupos laterales son metálicos.
Las sustancias de la derecha son de un tipo diferente.

Sin embargo, el método tiene un defecto: no incluye germanio ni antimonio en el grupo y solo funciona en una tabla larga. El método se puede usar como una hoja de trucos, pero para determinar con precisión la sustancia, debe recordar una lista de todos los no metales. ¿Cuántos hay? Pocos - sólo 22 sustancias.

En todo caso, para determinar la naturaleza de una sustancia, es necesario considerarla por separado. Los elementos serán fáciles si conoces sus propiedades. Es importante recordar que todos los metales:

A temperatura ambiente son sólidos a excepción del mercurio. Al mismo tiempo, brillan y conducen bien. electricidad.
Tienen un menor número de átomos en el nivel exterior del núcleo.
Consisten en una red cristalina (excepto el mercurio), y todos los demás elementos tienen una estructura molecular o iónica.
En la tabla periódica, todos los no metales son rojos, los metales son negros y verdes.
Si te mueves de izquierda a derecha en un período, la carga del núcleo de la materia aumentará.
Algunas sustancias tienen propiedades débiles, pero aún tienen rasgos característicos. Dichos elementos pertenecen a los semimetales, como el polonio o el antimonio, generalmente se ubican en el borde de dos grupos.

¡Atención! En la parte inferior izquierda del bloque en el sistema siempre hay metales típicos, y en la parte superior derecha, gases y líquidos típicos.

Es importante recordar que al moverse de arriba hacia abajo en la tabla, las propiedades no metálicas de las sustancias se vuelven más fuertes, ya que hay elementos que tienen capas exteriores distantes. Su núcleo está separado de los electrones y por lo tanto son atraídos más débilmente.

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Resumiendo

Será fácil distinguir los elementos si conoce los principios básicos para la formación de la tabla periódica y las propiedades de los metales. También será útil memorizar la lista de los 22 elementos restantes. Pero no debemos olvidar que cualquier elemento del compuesto debe considerarse por separado, sin tener en cuenta sus enlaces con otras sustancias.

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No metales: elementos que tienen propiedades no metálicas y ocupan una posición en la esquina superior derecha de la tabla periódica. En este artículo aprendemos cuál es la naturaleza de los no metales y cómo se diferencian de otros compuestos.

características generales

Los elementos no metálicos incluyen elementos p, así como hidrógeno y helio, que a su vez pertenecen a elementos s. Están situados a la derecha y por encima de la diagonal boro-astato. En total, se conocen 22 no metales. En los no metales más típicos, el llenado del nivel exterior con electrones está cerca del máximo, y los radios atómicos son mínimos entre los elementos de este período.

Arroz. 1. El grupo de los no metales en el sistema periódico.

Los átomos de los no metales tienen valores de electronegatividad más altos y, en consecuencia, altas energías de ionización y alta afinidad electrónica. En este sentido, la naturaleza de los no metales es tal que, a diferencia de los metales, pueden presentar propiedades oxidantes. En las reacciones, se pueden restaurar agregando tantos electrones que su número total en el nivel externo llegue a ocho (el nivel completo, el estado estable del átomo).

Por eso el valor negativo del estado de oxidación que pueden tener los no metales en los compuestos, a diferencia de los metales, es igual a la diferencia (grupos 8-N). Los no metales tienen la electronegatividad más alta, cuya posición cae en la esquina superior derecha en el sistema periódico, es decir, los halógenos flúor y cloro, así como el oxígeno. Estos elementos pueden formar enlaces iónicos. El no metal más activo es el flúor, que en los compuestos sólo puede presentar una valencia I y un estado de oxidación -1.

Las características estructurales de los no metales son que la capa externa de electrones de la mayoría de los átomos de los no metales contiene de 4 a 8 electrones.

Otros no metales (excepto el flúor) también pueden exhibir estados de oxidación positivos, formando enlaces covalentes con otros elementos.

Propiedades físicas

Para la mayoría de los no metales de sustancias simples en estado sólido de agregación, es característica una red cristalina molecular. Es decir, estos no metales son sustancias cristalinas. Por lo tanto, en condiciones normales, tienen la forma de gases, líquidos o sólidos con temperaturas bajas derritiendo. Ejemplos de tales sustancias son los gases: hidrógeno H 2, neón Ne, líquido - bromo Br 2, yodo sólido I 2, azufre S 8, fósforo P 4 (fósforo blanco). Hay no metales (boro, carbono, silicio) que tienen redes cristalinas atómicas.

Arroz. 2. No metales: líquidos, gases, sólidos.

Los elementos más importantes que están contenidos en los organismos vivos son los organógenos. Forman agua, proteínas, vitaminas, grasas. Estos incluyen 6 elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo, azufre.

Propiedades químicas y compuestos.

Los compuestos de hidrógeno de los no metales son principalmente compuestos volátiles, en soluciones acuosas que tiene un carácter ácido. Tienen estructuras moleculares, un enlace polar covalente. Algunos de ellos (agua, amoníaco, fluoruro de hidrógeno) forman enlaces de hidrógeno. Los compuestos se forman por la interacción directa de los no metales con el hidrógeno. La fórmula electrónica del azufre con hidrógeno es la siguiente:

S + H 2 \u003d H 2 S (hasta 350 grados, el equilibrio se desplaza hacia la derecha)

Todos los compuestos de hidrógeno son agentes reductores (excepto el HF), y su poder reductor aumenta de derecha a izquierda a lo largo del período y de arriba a abajo en el subgrupo.

Los no metales interactúan con los metales y otros no metales:

El resultado es la sal de sodio del ácido clorhídrico.

Arroz. 3. sal sódica del ácido clorhídrico.

Los compuestos de no metales con oxígeno, por regla general, son óxidos ácidos, que corresponden a ácidos que contienen oxígeno. La estructura de los óxidos de los no metales típicos es molecular (SO 3, P 4 O 10). Cuanto mayor sea el estado de oxidación del no metal, más fuerte será el oxoácido correspondiente. Entonces, el cloro no interactúa directamente con el oxígeno, sino que forma una serie de oxoácidos, que corresponden a óxidos, anhídridos de estos ácidos.

Los no metales se utilizan en diversas industrias. Aquí hay una lista de industrias donde su uso es más demandado.

*Área de aplicación*	Ejemplos, una lista de no metales utilizados en una industria en particular
industria	El azufre, el nitrógeno y el fósforo se utilizan a menudo para producir ácidos. El azufre también se utiliza en la fabricación de caucho.
transporte	El hidrógeno es un no metal importante en la industria del transporte. Se utiliza como combustible. Cuando se quema, este tipo de combustible no contamina el medio ambiente.
industria agrícola	el azufre se usa para controlar insectos dañinos y enfermedades de las plantas
la medicina	El oxígeno se usa para restaurar la respiración (almohadillas de oxígeno), el carbón en forma Carbón activado que es capaz de eliminar sustancias nocivas del cuerpo.
industria de alimentos	el nitrógeno se utiliza para prolongar la vida útil de los productos

¿Qué hemos aprendido?

Este artículo de química de grado 9 resume la información básica sobre los no metales, su estructura y con qué reaccionan los no metales. Los no metales pueden ser gases, líquidos y sólidos con una red cristalina. El no metal más reactivo es el flúor, que tiene un estado de oxidación de -1.

Cuestionario de tema

Informe de Evaluación

Puntuación media: 4.1. Calificaciones totales recibidas: 352.

- esta es la capacidad de polarizar un enlace químico, para atraer pares de electrones comunes hacia sí mismo.
22 elementos se clasifican como no metales.
La posición de los elementos no metálicos en la tabla periódica de elementos químicos.

Grupo	yo	tercero	IV	V	VI	VII	viii
1er periodo	H						Él
2do periodo		A	DE	norte	O	F	Nordeste
3er periodo			Si	PAGS	S	CL	Arkansas
4to periodo				Como	Se	hermano	kr
5to periodo					Te	yo	Xe
6to periodo						A	Rn

Como se puede ver en la tabla, los elementos no metálicos se ubican principalmente en la parte superior derecha de la tabla periódica.

La estructura de los átomos de los no metales.

Un rasgo característico de los no metales es un número mayor (en comparación con los metales) de electrones en el nivel de energía externa de sus átomos. Esto determina su mayor capacidad para agregar electrones adicionales y exhibir una mayor actividad oxidativa que los metales. Los no metales que se encuentran en el segundo y tercer período de los grupos VI-VII exhiben propiedades oxidantes particularmente fuertes, es decir, la capacidad de unir electrones. Si comparamos la disposición de los electrones en los orbitales de los átomos de flúor, cloro y otros halógenos, también podemos juzgar sus propiedades distintivas. El átomo de flúor no tiene orbitales libres. Por lo tanto, los átomos de flúor solo pueden mostrar valencia I y estado de oxidación - 1. El agente oxidante más fuerte es flúor. En los átomos de otros halógenos, por ejemplo, en el átomo de cloro, hay orbitales d libres al mismo nivel de energía. Debido a esto, el desdoblamiento de electrones puede ocurrir de tres maneras diferentes. En el primer caso, el cloro puede presentar un estado de oxidación de +3 y formar ácido clorhídrico HClO 2 , que corresponde a sales - cloritos, por ejemplo, clorito de potasio KClO 2 . En el segundo caso, el cloro puede formar compuestos en los que el estado de oxidación del cloro es +5. Dichos compuestos incluyen ácido clorhídrico HClO 3 y sus sales, cloratos, por ejemplo, clorato de potasio KClO 3 (sal de Bertolet). En el tercer caso, el cloro presenta un estado de oxidación de +7, por ejemplo, en el ácido perclórico HClO 4 y en sus sales, los percloratos (en el perclorato de potasio KClO 4).

Estructuras de moléculas no metálicas. Propiedades físicas de los no metales.

En estado gaseoso a temperatura ambiente son:

· hidrógeno-H2;

· nitrógeno, N2;

· oxígeno-O2;

· flúor-F2;

· cloro - CI 2 .

Y gases inertes:

· helio - Él;

· neón - ne;

· argón - Ar;

· criptón, Kr;

· xenón - Xe;

· radón - Rn).

A líquido- bromo - Br.
A sólido:
Telurio - Te;

· yodo - yo;

· astato - At.

Los no metales también tienen un espectro de colores mucho más rico: rojo para el fósforo, marrón para el bromo, amarillo para el azufre, amarillo verdoso para el cloro, púrpura para el vapor de yodo, etc.
Los no metales más típicos tienen una estructura molecular, mientras que los menos típicos tienen una estructura no molecular. Esto explica la diferencia en sus propiedades.
Composición y propiedades de las sustancias simples - no metales
Los no metales forman moléculas monoatómicas y diatómicas. A monoatómico los no metales incluyen gases inertes que prácticamente no reaccionan incluso con las sustancias más activas. Los gases inertes se ubican en el grupo VIII del sistema periódico, y las fórmulas químicas de las sustancias simples correspondientes son las siguientes: He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.
Se forman algunos no metales diatónico moléculas. Estos son H 2, F 2, Cl 2, Br 2, Cl 2 (elementos del grupo VII del sistema periódico), así como oxígeno O 2 y nitrógeno N 2. De triatómico moléculas consiste en gas ozono (O 3). Para sustancias no metálicas que están en estado sólido, es bastante difícil hacer una fórmula química. Los átomos de carbono en el grafito están conectados entre sí de varias maneras. Es difícil aislar una molécula individual en las estructuras dadas. Al escribir las fórmulas químicas de tales sustancias, como en el caso de los metales, se introduce la suposición de que tales sustancias consisten únicamente en átomos. Al mismo tiempo, las fórmulas químicas se escriben sin índices: C, Si, S, etc. Sustancias tan simples como el ozono y el oxígeno, que tienen la misma composición cualitativa (ambos consisten en el mismo elemento, el oxígeno), pero difieren en el número de átomos. en una molécula tienen diferentes propiedades. Entonces, el oxígeno no tiene olor, mientras que el ozono tiene un olor acre que sentimos durante una tormenta eléctrica. Las propiedades de los no metales sólidos, el grafito y el diamante, que también tienen la misma composición cualitativa pero una estructura diferente, difieren considerablemente (el grafito es quebradizo, el diamante es duro). Por lo tanto, las propiedades de una sustancia están determinadas no solo por su composición cualitativa, sino también por cuántos átomos están contenidos en una molécula de sustancia y cómo están interconectados. Los no metales en forma de cuerpos simples se encuentran en estado sólido o gaseoso (excluyendo el bromo - líquido). No tienen las propiedades físicas de los metales. Los no metales sólidos no tienen el brillo característico de los metales, por lo general son frágiles, conducen mal la electricidad y el calor (a excepción del grafito). El boro B cristalino (como el silicio cristalino) tiene un punto de fusión muy alto (2075°C) y una dureza alta. La conductividad eléctrica del boro aumenta mucho con el aumento de la temperatura, lo que hace posible su uso generalizado en la tecnología de semiconductores. La adición de boro al acero y aleaciones de aluminio, cobre, níquel, etc. mejora sus propiedades mecánicas. Los boruros (compuestos de boro con algunos metales, por ejemplo, con titanio: TiB, TiB 2) son necesarios en la fabricación de piezas de motores a reacción, álabes de turbinas de gas. Como puede verse en el Esquema 1, el carbono es C, el silicio es Si y el boro es B, tienen una estructura similar y tienen algunas propiedades comunes. Como sustancias simples, se presentan en dos modificaciones: cristalina y amorfa. Las modificaciones cristalinas de estos elementos son muy duras, con puntos de fusión elevados. El silicio cristalino tiene propiedades semiconductoras. Todos estos elementos forman compuestos con metales: carburos, siliciuros y boruros (CaC 2 , Al 4 C 3 , Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2). Algunos de ellos tienen mayor dureza, como Fe 3 C, TiB. El carburo de calcio se utiliza para producir acetileno.

Los no metales son elementos que difieren significativamente en sus propiedades físicas y propiedades químicas de metales La razón de sus diferencias solo pudo explicarse en detalle a fines del siglo XIX, después del descubrimiento de la estructura electrónica del átomo. ¿Cuál es la peculiaridad de los no metales? ¿Qué cualidades son características de su día? Averigüémoslo.

No metales: ¿qué es?

El enfoque para separar elementos en metales y no metales existe desde hace mucho tiempo en la comunidad científica. Los primeros elementos de la tabla periódica de Mendeleev suelen incluir 94 elementos. Los no metales de Mendeleev incluyen 22 elementos. En ocupan la esquina superior derecha.

En su forma libre, los no metales son sustancias simples, caracteristica principal que es la ausencia de propiedades metálicas características. Pueden estar en todos los estados de agregación. Entonces, el yodo, el fósforo, el azufre y el carbono se encuentran en forma de sustancias sólidas. El estado gaseoso es característico del oxígeno, nitrógeno, flúor, etc. Sólo el bromo es líquido.

En la naturaleza, los elementos no metálicos pueden existir tanto en forma de sustancias simples como en forma de compuestos. El azufre, el nitrógeno y el oxígeno se encuentran en forma libre. En compuestos, forman boratos, fosfatos, etc. De esta forma, están presentes en minerales, agua, rocas Vaya.

Diferencia de los metales

Los no metales son elementos diferentes a los metales apariencia, estructura y propiedades químicas. Tienen una gran cantidad de electrones desapareados en el nivel externo, lo que significa que son más activos en reacciones oxidativas y más fáciles de unir electrones adicionales a sí mismos.

Se observa una diferencia característica entre los elementos en la estructura de la red cristalina. En los metales, es metálico. En los no metales, puede ser de dos tipos: atómico y molecular. La red atómica da dureza a las sustancias y aumenta el punto de fusión, es característica del silicio, el boro y el germanio. El cloro, el azufre y el oxígeno tienen una red molecular. Les da volatilidad y un poco de dureza.

La estructura interna de los elementos los determina. propiedades físicas. Los metales tienen un brillo característico, buena conductividad de corriente y calor. Son duros, dúctiles, maleables, tienen una pequeña gama de colores (negros, tonos de gris, a veces amarillentos).

Los no metales son líquidos, gaseosos o no lustrosos y maleables. Sus colores varían mucho y pueden ser rojo, negro, gris, amarillo, etc. Casi todos los no metales son malos conductores de la corriente (excepto el carbono) y del calor (excepto el fósforo negro y el carbono).

Propiedades químicas de los no metales.

A reacciones químicas los no metales pueden actuar como agentes oxidantes y reductores. Al interactuar con los metales, adquieren electrones, exhibiendo así propiedades oxidantes.

Al interactuar con otros no metales, se comportan de manera diferente. En tales reacciones, el elemento menos electronegativo actúa como agente reductor, mientras que el elemento más electronegativo actúa como agente oxidante.

Con el oxígeno, casi todos los no metales (excepto el flúor) actúan como agentes reductores. Al interactuar con el hidrógeno, muchos son agentes oxidantes y posteriormente forman compuestos volátiles.

Algunos elementos no metálicos tienen la capacidad de formar varias sustancias o modificaciones simples. Este fenómeno se llama alotropía. Por ejemplo, el carbono existe en forma de grafito, diamante, carabina y otras modificaciones. El oxígeno tiene dos de ellos: el ozono y el propio oxígeno. El fósforo viene en rojo, negro, blanco y metálico.

No metales en la naturaleza

Los no metales se encuentran en todas partes en cantidades variables. son parte de la corteza terrestre, forman parte de la atmósfera, hidrosfera, están presentes en el Universo y en los organismos vivos. En el espacio exterior, los más comunes son el hidrógeno y el helio.

En la Tierra, la situación es bastante diferente. Los constituyentes más importantes de la corteza terrestre son el oxígeno y el silicio. Constituyen más del 75% de su masa. Pero la cantidad más pequeña recae en yodo y bromo.

En la composición del agua de mar, el oxígeno representa el 85,80% y el hidrógeno, el 10,67%. Su composición también incluye cloro, azufre, boro, bromo, carbono, flúor y silicio. El nitrógeno (78%) y el oxígeno (21%) dominan en la composición de la atmósfera.

Los no metales como el carbono, el hidrógeno, el fósforo, el azufre, el oxígeno y el nitrógeno son importantes materia orgánica. Apoyan la actividad vital de todos los seres vivos de nuestro planeta, incluidas las personas.