Загальна інформація

Елементи-неметали розташовані в періодичній системі в правому верхньому куті (не враховуючи елементів побічних підгруп).

Якщо порівняті атомні частки неметалічних елементів у літосфері ( у %), то металічні елементи – 19,1%

Оксиген – 58%;

Силіцій – 19,6% ;

Гідроген – 3% ;

Інші неметалічні елементи – 0,3 %.

52

Особливістю будови атомів неметалічних елементів є :

- більшість неметалічних елементів є р-елементами, а Гідроген і Гелій s –елементами;

- кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні складає як правило 4-8 електронів і збігається з номером групи;

- майже всі атоми неметалів можуть приєднувати певну кількість електронів і перетворюватись не негативно заряджені йони – аніони, наприклад : S + 2е S ^2- ;

- значення валентності неметалічного елемента визначається кількістю неспарених електронів у його атомі, що взяли участь в утворенні ковалентних зв’язків з іншими атомами;

- ступені окиснення неметалічних елементів у сполуках можуть бути як від’ємними так і додатними числами.

Так, Карбон і Силіцій розташовані в IV групі в головній підгрупі періодичної системи хімічних елементів, тобто є елементами однієї групи й підгрупи. Напишемо електронну та графічну електронну формули атома Карбону :

₆С 1s² 2s² 2p² та Силіцію: ₁₄Si 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²

Якщо порівняти електронні оболонки їх атомів, то видно, що їх атоми відрізняються кількістю енергетичних рівнів, проте на зовнішньому енергетичному рівні в них однакова кількість електронів і вона чисельно дорівнює номеру групи.

Електронні формули атомів Карбону і Силіцію свідчать, що неметалічні елементи IV групи головної підгрупи мають однакову будову зовнішнього енергетичного рівня.

Загальні фізичні властивості неметалів. За нормальних умов неметали водень Н₂, фтор F₂, хлор Cl₂,кисень O₂, озон О₃, азот N₂ та інертні гази (гелій He, неон Ne, аргон Ar,криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn) перебувають у газоподібному агрегатному стані, бром Вr₂ — рідина, а решта неметалів — тверді речовини.

Неметали відрізняються за кольором. Так, водень, кисень, азот — безбарвні гази; фтор — блідожовтий, а хлор —жовтозелений отруйний газ з різким специфічним запахом; бром — темночервона рідина, жовтобурі пари якої мають різкий, подразливий запах, а при потраплянні на шкіру викликають сильні опіки. Фосфор червоний — тверда речовина червоного кольору, фосфор білий — тверда речовина білого кольору. Сірка — тверда речовинаовтого кольору. Йод — тверда чорно- фіолетова речовина з металічним блиском.

Оскільки неметали мають різні агрегатні стани, то й температури їх плавлення та кипіння перебувають у широких межах. Газоподібні неметали (водень, кисень, азот) за нормальних умов киплять при

53

низьких температурах (майже –200 °С). Тверда речовина йод –при нагріванні сублімується — відразу переходить із твердого стану в газоподібний. Для того щоб розплавити сірку, достатньо температури спиртівки чи сухого пального, тоді як одна з алотропних видозмін Карбону — алмаз — має температуру плавлення понад +3000 °С.

Більшість неметалів не проводять електричний струм, тобто є діелектриками. Кремній — напівпровідник, а графіт — провідник електричного струму. Неметали погано проводять тепло, крихкі, розчинність у воді не є їхньою характерною загальною властивістю.

Проте багато з них добре розчинні в органічних розчинниках. Найкращу розчинність у воді мають галогени. Розчин брому у воді відомий вам під назвою бромна вода.

Чимало газоподібних неметалів легші за повітря.

Хімічні властивості неметалів

Неметали мають багато спільних хімічних властивостей. Вони взаємодіють з металами, між собою, а найактивніші реагують ще й з водою, деякими кислотами, лугами, іншими сполуками.

Оскільки атоми неметалічних елементів здатні приєднувати електрони, то для неметалів характерна роль окисника. Найактивнішими окисниками є прості речовини найбільш електронегативних елементів – фтор, кисень, озон, хлор.

Реакції з металами.

Більшість реакцій відбувається досить швидко із виділенням теплоти, наприклад:

A l + S Al₂S₃

Реакції з воднем.

Гідроген – один з найменш електронегативних неметалічних елементів. Тому в реакціях з неметалами, атоми Гідрогену як правило віддають електрони і виконують роль відновника:

Н ₂ + Сl₂ 2 НСl

3 Н₂ + N₂ 2 NН₃

Реакції з киснем.

Атоми Оксигену є окисниками і активно вступають у взаємодію з багатьма неметалами (окрім галогенів – фтору, хлору, брому і йоду).

С + О₂ СО₂ ; при нестачі кисню : 2С + О₂ 2 СО

Застосування.

Більшість неметалів є важливими для практики. Озон і хлор з огляду на бактерицидні властивості застосовують для знезараження води. Алмазний порошок використовують у шліфувальних машинах і різальних інструментах. Завдяки шаруватій будові графіт слугує змащувальним матеріалом, а його електропровідність дає змогу виготовляти електричні контакти і електроди. Силіцій як напівпровідник

54

використовують в електронній техніці, сонячних батареях, різноманітних приладах. Хімічно інертним газом азотом наповнюють колби електричних ламп.

Застосуйте свої знання й уміння :

1. Користуючись даними речовинами та продуктами їх взаємодії, добудьте сім складних і дві прості речовини, складіть відповідні рівняння реакцій:

Варіант №	Вихідні речовини
1, 11, 21	Натрій, вода, сірка, ферум (ІІІ) оксид, хлоридна кислота
2, 12, 22	Цинк оксид, ортофосфатна кислота, вода, літій, сірка
3,13, 23	Алюміній оксид, сірка, калій, нітратна кислота, вода
4,14, 24	Сірка,купрум(ІІ)гідроксид,плюмбум(ІІ)окисд,кальцій, вода
5, 15, 25	Магній, вода, хлорид на кислота, сірка, Нікол(ІІ)оксид
6, 16, 26	Барій, вода, сульфатна кислота, цинк, манган (ІІ)окисд
7, 17, 27	Калій, вода, сірка, хром (ІІІ) оксид, хлоридна кислота
8, 18, 28	Цинк оксид, ортофосфатна кислота, вода, Натрій, сірка
9, 19, 29	Алюміній оксид, сірка, літій, сульфатна кислота, вода
10, 20, 30	Кальцій, вода, хлоридна кислота, сірка, Ферум(ІІ)оксид

1. Як експериментально довести, що до складу певної речовини входять:

Варіант №	Катіони та аніони, що потрібно розпізнати
1, 11, 21	катіони Гідрогену й сульфат - аніони
2, 12, 22	катіони Гідрогену й хлорид - аніони
3,13, 23	катіони Гідрогену й ортофосфат - аніони
4,14, 24	катіони Натрію й сульфат - аніони
5, 15, 25	катіони Барію й хлорид - аніони
6, 16, 26	катіони Калію й сульід - аніони
7, 17, 27	катіони Купруму й сульфат - аніони
8, 18, 28	катіони амонію й хлорид - аніони
9, 19, 29	катіони Натрію й карбонат - аніони
10, 20, 30	катіони Калію й сульфат - аніони

55

СРС №12

Тема: Загальна характеристика синтетичних високомолекулярних речовин. Класифікація. Реакції полімеризації і поліконденсації. Синтетичні волокна, синтетичний каучук. Застосування полімерних матеріалів.

Початкові знання та вміння:

Студенти повинні знати: загальну характеристику синтетичних високомолекулярних речовин, їх фізичні властивості; Дати уявлення про класифікацію полімерів.

Студенти повинні вміти: Порівнювати їх склад і властивості.

Завдання для самопідготовки:

Вивчити: [1] Глава XV (с.499-507)