Химия / Билет 5 НЕМЕТАЛЛЫ

Билет № 5

Неметаллы, положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов хлора, кислорода, азота). Отличие физических свойств неметаллов от металлов. Реакции неметаллов с простыми веществами: металлами, водородом и кислородом.

Неметаллы – это химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, не обладающие физическими свойствами металлов.

Рассмотрим схемы строения атомов некоторых неметаллов:

N: 2е, 5е, 1s² 2s²2p³ высшая степень окисления равна +5, а низшая степень окисления -3.

О: 2е, 6е, 1s²2s²2p⁴ высшая степень окисления равна +2, а низшая степень окисления -2.

Cl: 2е, 8e, 7е, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ высшая степень окисления равна +7, а низшая степень окисления -1.

С увеличение порядкового номера по периоду неметаллические свойства элементов усиливаются, а в группах – ослабевают: в VIA подгруппе О типичный неметалл, а полоний - металл.

Неметаллы при обычных условиях могут быть газами, жидкостями и твердыми веществами. Газами являются гелий, неон, аргон, криптон, хсенон, радон. Их называют инертными газами. Каждая молекула инертного газа состоит из одного атома; атомы этих элементов не объединяются в молекулы, т.к. внешние слои их атомов завершены (имеют по 8, кроме гелия, электронов).

Другие газы: водород, кислород, азот, фтор, хлор образуют двухатомные молекулы и имеют формулы: H₂, O₂, N₂, F₂, Cl₂.

Единственное жидкое вещество, образованное неметаллом – это бром – Br₂.

Остальные неметаллы твердые. Большинство неметаллов не электропроводны (графит и кремний проводят ток), имеют низкую теплопроводность, непластичны.

Чтобы выяснить свойства, характерные для всех неметаллов, надо обратить внимание на положение неметаллов в периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Если провести диагональ от Be до At, то над этой диагональю в главных подгруппах окажутся элементы – неметаллы. К неметаллам относятся также водород и инертные газы. Таким образом, в VIIIA и VIIA – подгруппе все элементы – неметаллы, в VIA подгруппе – только полоний металл, в VA подгруппе неметаллы: N, P, As, в IVA - кремний и углерод, а в IIIA подгруппе - бор.

Неметаллы в основном располагаются в конце малых и больших периодов, а число внешних электронов у их атомов равно номеру группы. Исключение составляет гелий: на внешнем слое его находится 2 электрона, а сам он – в VIII группе.

Для завершения внешних электронных уровней атомы неметаллов присоединяют электроны и являются окислителями. Активнее всех присоединяет электрон атом фтора. Эта способность у остальных элементов-неметаллов уменьшается в следующем ряду: O N Cl Br S C I P H

У атомов этих элементов уменьшение способности присоединять электроны находится в соответствии с их электроотрицательностью.

Химические свойства неметаллов:

взаимодействуя с металлами, типичные неметаллы образуют соединения с ионной связью, например, хлорид натрия NaCl, оксид кальция CaO, сульфид калия K₂S.

Приведем уравнения реакций:

2Na + Cl₂ = 2NaCl 2Ca + O₂ = 2CaO 2K + S = K₂S

Итак, неметаллы могут реагировать с металлами, проявляя при этом свойства окислителей.

В определенных условиях неметаллы могут взаимодействовать друг с другом:

H₂+S→H₂S

S+O₂→SO₂ В этих двух реакциях сера проявляет свой

Неметаллы могут взаимодействовать со сложными веществами

А) с водой:Cl₂+2H₂O4HCl+2O₂(на свету, или темп.)

Б) с солями: Cl₂+2KBr2KCl+Br₂ (комн. t^o)

В) со щелочами, при этом сера выступает в роли окислителя и восстановителя: 3S+6NaOH→2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O (кипячение)

Г) с кислотами – окислителями при нагревании: С + 2H₂SO₄ (конц)→ СO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

С + 4HNO₃ (конц)→ СO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

Следует отметить, что для неметаллов скорее характерно различие, чем общность свойств.