Всички неорганични вещества се разделят на прости съединения: метали; неметали. И комплексни: бинарни съединения; основания; киселини; сол.
Как са подредени неметалите в периодичната таблица? От 118 известни в момента химични елемента 96 са метали, а само 22 принадлежат към неметали според общите характеристики на елементите. Делът на неметалните химични елементи представлява по-голямата част от масата на живите организми. А съставът на земната атмосфера включва както прости, така и сложни вещества, образувани от неметални елементи.
Местоположение на неметални елементи в периодичната система
В краткосрочен вариант - в основните подгрупи - неметали. По-долу ще разгледаме общите характеристики. Неметалите са разположени вдясно и над диагонала на Бор и Астат. В дългосрочната версия - в края вдясно в групи IVA, VA, VIA, VIIA, VIIA.
От всички неметални химични елементи, открити до моментаима малко елементи - само 22. От тях 16 са активни елементи и 6 са инертни газове. Въпреки това, химията на неметалите е по-богата от химията на всички метали. Неметалните елементи играят огромна роля в съществуването на живота на Земята.
Общи характеристики на неметалите
Атомите на неметалните елементи съдържат от четири до седем електрона на външно ниво и осем електрона всеки за инертните газове, с изключение на водорода (един електрон) и хелия (2 електрона). Следователно, в общата характеристика на структурата на неметалните атоми - това е способността както за приемане, така и за даряване на електрони, играещи ролята както на окислители, така и на редуциращи агенти.
По този начин в съединенията неметалните елементи проявяват както отрицателни, така и положителни състояния на окисление. Характерните стойности на валентността и степента на окисление на неметалите са свързани със структурата на тяхното външно електронно ниво
Така, например, сярата може да покаже валентност 2, 4, 6 поради разделянето на електроните. В природата неметалите, освен кислород, азот, водород, сяра и инертни газове, съществуват под формата на съединения: сулфиди, оксиди, хлориди, силикати, сулфати, карбонати, фосфати на различни метали.
Неметалните елементи в свободна форма съществуват под формата на прости вещества - неметали. Помислете за тяхната структура, свойства и приложение. Атомите на неметалите са свързани с ковалентна връзка. Формите на съществуване на неметалите са различни. Водород, йод, хлор, флуор, бром съществуват само под формата на двуатомни молекули H2, I2, Cl2, F2 Br2. Причината е, че иматима само една възможност за образуване на обща двойка поради единичен несдвоен електрон.
Алотропия на неметали
С увеличаване на броя на несдвоените електрони за елементите става възможно образуването на прости вещества с различен състав - алотропни модификации. Така кислородът образува две алотропни модификации.
H2 водород, F2 флуор, Cl2 хлор, N2 азот, O2 кислород, O3 озон са сравнително леки неполярни молекули, които слабо взаимодействат една с друга. Следователно всички изброени вещества са газове при нормална температура.
Brromine Br2 е течност, а I2 е твърдо вещество. В твърда форма всички те имат молекулярна кристална решетка.
Методи за получаване
Първата точка от общите характеристики на неметалите може да се счита за методите на тяхното производство. Неметалите се получават по различни начини:
- Разделяне от други вещества от естествени съединения. Например, разделянето на течния въздух на кислород, азот и остатъчни инертни газове.
- Възстановяване от съединение, ако неметалът в него има положителна степен на окисление. Например редукция на водорода от вода чрез електролиза: +1 -2 0 Катод (-) 2H2O + 2е=H2+ 2OH-..
- Окисление от съединение, в което неметалът има отрицателна степен на окисление. Например, окисляването на хлоридни йони по време на електролизата на разтвор или стопилка на натриев хлорид: Анод (+) 2Cl- - 2е=Cl0 2↑.
Разграничете също индустриални и лабораторни методи за получаване на неметали.
Физически свойства
Втората точка от общите характеристики на неметалите са техните физически свойства. По принцип неметалите имат атомна или молекулярна кристална решетка. Някои от тях провеждат добре електричеството или са полупроводници. Третият момент при изучаването на общите характеристики на неметалните е да се вземат предвид техните химични свойства.
Неметалите могат да служат в химичните реакции като окислители и редуциращи агенти. Изключение прави флуор F2, който винаги играе ролята на окислител. Следователно всички реакции, включващи неметали, са редокс.
Помислете за съотношението на неметали към вода, метали, един към друг, както и към оксиди, киселини, основи и соли. Всички неметали са устойчиви на топлина, така че повечето от реакциите им протичат само при високи температури:
1. При нормални условия само флуорът активно взаимодейства с водата: F2 + H2O=2HF + O 2O=O2; O2 + O=O3. Можем да кажем, че водата гори във флуор. В този случай се образува сложна смес от вещества, включително кислородни флуориди OF2 и O2F2. Хлорът и бромът взаимодействат с водата само частично: Cl2 + H2O ←→ HCl + HClO Разтворите на хлор Cl2 във вода се наричат хлорна вода. Когато водната пара преминава през нагрети въглища, се образува воден газ: C + H2O=to CO + H2.
2. Всички неметали взаимодействат с метали, с изключение на инертните газове. В резултат на това се образуват бинарни съединения: оксиди, хидриди, карбиди, нитриди, фосфиди, сулфиди, хлориди, бромиди, йодидии др. Ca + H2=CaH2 – калциев хидрид.
3. Неметалите реагират един с друг само при нагряване (с изключение на флуор), образувайки бинарни съединения от различни видове:
- Оксиди: N2 + O2 ←→ 2NO –Q – азотен оксид (II) От неметалите само хлор, бром и йод не реагират директно с кислорода. Техните оксиди се получават индиректно.
- Водородни съединения: H2 + S=H2S - сероводород.
4. При нормални условия неметалите практически не реагират с оксиди. При нагряване възникват няколко, но практически важни реакции. Например възстановяването на метали и неметали от оксиди: FeO + C=Fe + CO↑.
Нека разгледаме общите характеристики на неметалите, използвайки примера на халогените
F2 флуорът и Cl2 хлорът проявяват сходни физични свойства: те са отровни газове с остра миризма, а флуорът има светложълт цвят, а хлорът е жълто-зелен. Бром Br2 е тежка червено-кафява течност. Хлорът и бромът са частично разтворими във вода, техният разтвор се нарича хлор и бромна вода.
Йод I2 – много слабо разтворим във вода, по-добре разтворим в алкохол или други органични разтворители.
Халогените се получават чрез електролиза на стопилка или разтвор на NaCl или чрез изместването им с хлор. Халогените се изместват един друг от разтворите на техните киселини: 2HBr + Cl2=2HCl + Br2.
