1.2.4. Общая характеристика неметаллов ivа – viiа групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов

Неметаллы – это химические элементы, для атомов которых характерна способность, принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря наличию, как правило, на внешнем электронном слое 4-х и более электронов и малому радиусу атомов по сравнению с атомами металлов (по периоду слева направо атомные радиусы уменьшаются).

Все элементы-неметаллы (кроме водорода) занимают в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева верхний правый угол, образуя треугольник, вершиной которого является фтор F, а основанием диагонали B-At.

Период IIIA IVA VA VIA VIIA 2 B C N O F 3   Si Р S Cl 4     As Se Br 5       Te I 6         At

Неметаллов всего 22: к 15 представленных в таблице еще относятся водород (Н) и 6 инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn).

Для неметаллов характерны высокие значения электроотрицательности, она изменяется в пределах от 2 до 4. неметаллы – это элементы главных подгрупп, преимущественно p-элементы, исключение составляет водород – s-элемент.

У атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность присоединять электроны. В соответствии с численными значениями относительных электроотрицательностей окислительные способности неметаллов увеличиваются в следующем порядке:

Все неметаллы, кроме фтора, проявляют восстановительные свойства (способность отдавать электроны). Причем эти свойства постепенно возрастают от кислорода к кремнию:

Химические свойства.

1. Окислительные свойства неметаллов

- взаимодействие с металлами:

2Na + S = Na₂S

- взаимодействие с водородом (образуются летучие водородные соединения):

H₂ + Cl₂ = 2HCl

- любой неметалл выступает в роли окислителя в реакциях с теми неметалами, которые имеют более низкое значение электроотрицательности:

2P + 3Cl₂ = 2PCl₃

- взаимодействие со сложными веществами:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

2. Восстановительные свойства

- взаимодействие с кислородом (исключение – фтор):

4P + 5O₂ = P₄O₁₀

- взаимодействие со сложными веществами-окислителями:

S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

При взаимодействии с неметаллами концентрированная серная кислота восстанавливается до SO₂.

3. Реакция диспропорционирования

Она характерна для активных неметаллов. Протекает в щелочной среде:

3I₂ + 6NaOH = 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O.

1.3. Химическая связь и строение вещества

Учение о химической связи относится к важнейшим проблемам современной химии. Знание природы взаимодействия атомов в веществе позволяет понять причины многообразия химических соединений, строение и механизм их образования.

Химическая связь возникает при взаимодействии атомов, обусловливающем образование химически устойчивой системы, при этом происходит понижение энергии системы. Возьмем простейший пример – образование молекулы водорода из атомов.

E

кривая 1

r₀ r (расстояние между

атомами)

кривая 2

По мере сближения атомов, их электроны начинают притягиваться не только ядром своего атома, но и ядром другого атома. Атомные орбитали начинают перекрываться, и появляется вероятность одновременного появления обоих электронов в области перекрывания. Здесь вступает в действие принцип Паули: если спины электронов параллельны, то они стремятся разойтись, между ядрами возникает дополнительное отталкивание и химическая связь не образуется (кривая 1).

Если же спины электронов двух атомов антипараллельны, то принцип Паули не препятствует их совместному пребыванию в межъядерной зоне в области притяжения. Кривая 2 описывает понижение энергии и химическая связь образуется. Система из двух атомов водорода имеет минимальную энергию при некотором расстоянии между атомами r₀. При дальнейшем сближении атомов энергия системы снова возрастает за счет увеличения сил отталкивания между ядрами.

Таким образом, химическая связь – это вид межатомных взаимодействий, характеризуемый определенной энергией, обуславливающий существование двух и многоатомных молекул.