Тема 2 Неметалічні елементи та їх сполуки.

Заняття 1 Загальна характеристика неметалічних елементів. Неметали як

прості речовини, явище алотропії. Колообіг елементів.

Навчальні питання:

1. Загальна характеристика неметалічних елементів. Положення у періодичній системі. Будова та властивості.

2. Неметали як прості речовини, явище алотропії, алотропні видозміни Оксигену Карбону , Сульфуру та Фосфору.

3. Значення озонового шару для життя організмів на Землі.

4. Поширення неметалічних елементів у природі, застосування неметалів.

5. Поняття про адсорбцію.

6. Основні фізичні і хімічні властивості неметалів.

7. Колообіг Оксигену , Нітрогену та Карбону в природі.

Навчальна література:

Л – 1 с 13 – 23 ,с 47-57

Л – 4 с 4 -5 ,с21,22 ІІІ. Загальна характеристика неметалічних елементів. Положення у

періодичній системі. Будова та властивості.

Пригадаємо де розташовані елементи неметали і періодичній системі.

Неметалів у періодичній системі лише 22. Вони розташовуються у правій верхній частині періодичної системи, у головних підгрупах.

Неметалічні властивості – це здатність притягувати до себе електрони. Отже, у періодах із зростанням порядкового номера елемента неметалічні властивості посилюються , а групах із зростанням порядкового номера елемента неметалічні властивості послаблюються. Щоб зрозуміти причину цього явища давайте розглянемо будову атомів неметалів на прикладі елементів 3 періоду .

Na Mg Al Si P S Cl Ar

Неметалічні властивості із зростанням порядкового номера елемента посилюються тому, що збільшується заряд ядра атомів та зменшується радіус атомів, тому Na на зовнішньому рівні має лише 1 електрон і заряд ядра 11,він дуже слабо тримає біля себе цей електрон , може легко його віддати будь-якому більш електронегативному атому , він є активним лужним металом. Mg на зовнішньому рівні має вже 2 електрони , а заряд 12 тому він важче ніж натрій віддає свій електрон ,тому є середньо активним металом . Al має 3 електрони і заряд 13 , тому він важче ніж попередні елементи віддає свої електрони і є металом менш активним . Si має заряд 14 ,а на зовнішньому рівні 4 електрони , він може і віддавати ці електрони і приймати ще 4 електрони , щоб мати завершений рівень, тобто він виявляє неметалічні властивості. P має сильніші неметалічні властивості ніж силіцій , тому що в нього заряд 15 , а на зовнішньому рівні є 5 електронів, отже до завершення йому не вистачає лише 3 електрони , тому фосфор легше приймає 3 електрони ніж віддає 5 . S на зовнішньому рівні має 6 електронів ,заряд 16, до завершення рівня не вистачає лише 2 електрони, тому сульфур легше приймає 2 електрони , ніж віддає 6 , тому має ще сильніші неметалічні властивості. Cl має заряд 17 на зовнішньому рівня 7 електронів , до завершення не вистачає 1 електрона , отже він легко приймає цей електрон і виявляє серед цих елементів найсильніші неметалічні властивості. Ar на зовнішньому рівні має 8 електронів у нього завершений енергетичний рівень , тому він не віддає і не приймає електрони не вступає у хімічні реакції за звичайних умов тобто він є інертним газом.

У групах із зростанням порядкового номера заряд ядра ,звичайно, також зростає , але з кожним новим періодом додається новий електронний рівень і радіус атома значно зростає , збільшується відстань від ядра до зовнішнього шару, зменшується сила притягання між ядром та зовнішніми електронами. Тому неметалічні властивості зменшуються , а металічні зростають.

Складіть схеми будови атомів Силіцію, Фосфору ,Сульфуру, Оксигену , Хлору. Вкажіть можливі валентності цих елементів у не збудженому та збудженому станах. Порівняйте будову і валентності атомів Оксигену і Сульфуру.

ІV. Поширення неметалічних елементів у природі, застосування неметалів.

неметали	група	Вміст у %
		У земній корі	У повітрі	У воді
F флуор	VII	0,066	-	-
Cl хлор		0,017	-	-
Br бром		2,1 *10-4	-	-
I йод		4 *10-5	-	-
At астат		-	-	-
O оксиген	VI	47	20,95	88,8
S сульфур	VI	0,047	-	-
Se селен		5 *10-6	-	-
Te телур		1 *10-7	-	-
Po полоній		2 *10-14	-	-
N нітроген	V	1,9 *10-3	78,09	-
P фосфор		0,093	-	-
As арсен		1,7 *10-4	-	-
Sb стибій		5 *10-5	-	-
C карбон	IV	0,023	-	-
Si силіцій		28,5	-	-
Ge германій		1,4 *10-4	-	-
H гідроген	I	0,15	0,0001	11,4

Поширення сульфуру в природі

Вільна кристалічна сірка у вигляді сірчаних жил може залягати в тріщинах Землі вулканічних місцевостей ( Італія, Греція) та всередині кратерів вулканів. Сірка здавна вважалася продуктом життєдіяльності « бога вулканів». Це уявлення про сірку навіювали гарне синьо-блакитне полум’я, яким горить сірка, та задушливий запах. Поклади сірки знаходяться в Туркменії, по берегах Волги , в Каракумах. В Україні сірка є у львівській області. У складі складних речовин сірка міститься у водах Світового океану і вигляді солей(магній сульфат, натрій сульфат, сірководень та ін..), як і оксисен вона необхідна для життєдіяльності живих організмів, входить до складу білків.

Найважливіші природні сполуки сірки:

FeS - пірит Cu2S - мідний колчедан

CuSO4*5H2O - мідний купорос CaSO4 *2H2O - гіпс

PbS- свинцевий блиск ZnS – цинкова обманка

Na2SO4 *10 H2O- глауберова сіль

Нітроген у природі

Елемент нітроген займає 5 місце за розповсюдженостю у всесвіті. З кожних 100 000 молекул 15 є атомами нітрогену., але в земній корі за розповсюдженостю нітроген лише на 20 місті.Загальний вміст у земній корі становить приблизно0,ю03%. Основна його частина міститься у атмосфері – 75% N2. Складні органічні похідні нітрогену входять до складу всіх живих організмів. У результаті відмірання цих організмів утворюються більш прості сполуки нітрогену , що накопичуються в земній поверхні.

Фосфор у природі

Основні руди – апатит - Ca5Cl(PO4)3 , фосфорит Ca3(PO4)2 . Фосфор становить 0,04% від загальної кількості атомів земної кори. Входить до складу нервової та мозкової тканини, кісток і зубів. Скелет дорослої людини містить у формі сполук фосфору приблизно 600 грам, м’язи – 56 грам , нерви й мозок – 5 грам (такої кількості чистого фосфору достатньо для смертельного отруєння 6,5 тисяч осіб). Разом з тим таке захворювання як ламкість кісток пов’язане з нестачею одночасно двох хімічних елементів – фосфору і Кальцію. Під час анаеробного гниття органічних решток, що містять фосфор, утворюються його леткі водневі сполуки, які внаслідок зіткнення з повітрям загораються, утворюючи» блукаючі вогні», це явище інколи можна спостерігати ан болотах і на цвинтарях.

Карбон у природі.

Вміст карбону в земній корі – 0, 14% від загальної кількості атомів. Карбон трапляється в природі у вільному стані у вигляді вугілля , алмазу, графіту, а також у складі складних речовин:тканини живих організмів а також продукти їх руйнування(вугілля, нафта, газ), мінералів (крейда, кальцит, граніт, вапняк та ін.)

Силіцій у природі

Силіцій – найближчий аналог карбону, третій після оксисену й гідрогену за поширенням елемент, становить 16,7% від загальної кількості атомів земної кори. Силіцій – основний елемент земної кори( силікатні породи, пісок - SiO2). Земна кора більш ніж на половину складається з піску і інших силікатів. Вільний - SiO2 – кварц, прозорий ,чистий – гірський кришталь, фіолетовий – аметист, з домішками інших речовин – пісок , яшма, агат.