Все известные на сегодняшний день химические элементы имеют общий "дом" - периодическую систему. Однако располагаются они там не как придется, а в строгом порядке, определенной последовательности. Одним из главных критериев, по которым классифицируются все атомы, являются характеристики.
Неметаллов и представителей металлических элементов - это основа, на которой базируется не только их разделение в пределах таблицы, но и области применения человеком. Познакомимся ближе с неметаллами и их характеристикой.
Положение в периодической системе
Если рассмотреть систему химических элементов в целом, то можно определить место положения неметаллов так:
- Верхний правый угол.
- Выше условной граничной диагонали от бора до астата.
- Главные подгруппы с IV-VIII группу.
Очевидно, что количество их явно уступает таковому у металлов. По численному соотношению это будет примерно 25/85. Однако данный факт нисколько не уменьшает их значимости и важности. При этом физические свойства неметаллов гораздо более разнообразные, чем таковые у их "оппонентов".
Разновидности простых соединений неметаллов
Определяют несколько основных категорий, к которым относятся все известные рассматриваемые элементы. Физические свойства - неметаллов - позволяют разделить их на:
- твердые;
- газообразные;
- жидкие.
При этом есть и особая группа элементов - благородные газы. По своим характеристикам они не относятся ни к одной из обозначенных категорий.
Газообразные неметаллы
Таковых достаточно много. К ним относятся такие простые вещества, как:
- кислород;
- азот;
- галогены хлор и фтор;
- водород;
- белый фосфор;
- озон.
Однако такое возможно при условии стандартных параметров окружающей среды. Кристаллическая решетка этих представителей - молекулярная, тип химической связи в молекулах - ковалентная неполярная. Физические свойства группы схожи. Они обладают:
- сжимаемостью;
- способностью безграничного смешения между собой;
- расширяемостью;
- заполняют весь объем сосуда.
Среди приведенных веществ ядовитыми являются два - хлор и Очень опасные, удушающие соединения. При этом хлор - желто-зеленый газ, фосфор - белый, легко воспламеняющийся на воздухе.
Кислород и озон - хорошие окислители. Первый - постоянный компонент воздуха, необходимый для жизни большинства организмов. Второй образуется после грозы при действии электрических разрядов молнии на кислород воздуха. Имеет приятный запах свежести.
Жидкие неметаллы
Физические свойства неметаллов этой группы можно описать, дав характеристику всего лишь одному веществу - брому. Поскольку только он является жидкостью при обычных условиях среди всех представителей рассматриваемой группы элементов.
Это темно-бурая жидкость, достаточно тяжелая, которая является сильнейшим ядом. Даже пары брома способны вызывать сложные, не заживающие долгое время язвы на руках. Запах его очень неприятный, за что элемент и получил свое название (в переводе bromos - зловонный).
По своим химическим характеристикам бром является окислителем для металлов и восстановителем для более сильных неметаллов, чем он сам.
Несмотря на такие особенности, ионы брома обязательно должны присутствовать в организме человека. Без него возникают заболевания, связанные с гормональными нарушениями.
Твердые представители
К простым веществам этой категории относится большинство неметаллов. Это:
- все углерода;
- красный и черный фосфор;
- сера;
- кремний;
- мышьяк;
- одна из модификаций олова.
Все они имеют достаточно твердые, но хрупкие вещества. Черный фосфор - жирное на ощупь сухое соединение. Красный же - пастообразная масса.
Самым твердым из всех обозначенных веществ является алмаз - разновидность углерода. Физические и химические свойства неметаллов данной группы очень разные, так как в таблице располагаются некоторые из них далеко друг от друга. Значит, степени окисления, проявляемая химическая активность, характер соединений - все эти показатели будут варьироваться.
Интересным неметаллом в твердом состоянии является йод. Его кристаллы блестят на срезе, проявляя тем самым схожесть с металлами. Это не удивительно, ведь он располагается практически на границе с ними. Также есть у этого вещества особое свойство - сублимация. При нагревании йод переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. Пары его имеют ярко-фиолетовую насыщенную окраску.
Физические свойства неметаллов: таблица
Чтобы проще обозначить, что собой представляют неметаллы, лучше выстроить обобщающую таблицу. Она покажет, в чем заключаются общие физические свойства неметаллов, а в чем проявляются их различия.
| Физическое свойство | Пример неметалла |
| при обычных условиях | Характерны все три: твердое (сера, углерод, кремний и прочие), газообразное (например, галогены), жидкое (бром) |
| Электро- и теплопроводность | Не характерна ни для чего, кроме углерода и черного фосфора |
| Окраска простого вещества | Очень разнообразная. Пример: бром - красный, сера - желтая, кристаллы йода - темно-фиолетовые, углерод в виде графита - темно-серый, хлор - желто-зеленый и так далее |
| Металлический блеск | Характерен только для кристаллического йода |
| Ковкость и пластичность | Полностью отсутствует. Все твердые вещества - хрупкие, кроме алмаза и некоторых форм кремния |
Очевидно, что в физических свойствах неметаллов больше преобладают различия, нежели сходства. Если для металлов можно выделить несколько характеристик, под которые будет подпадать каждый из них, то для рассмотренных нами элементов такое невозможно.
Неметаллы – это химические элементы, которые образуют в свободном состоянии простые вещества, не обладающие физическими и химическими свойствам металлов.
Это 22 элемента Переодической системы: бор B, углерод C, кремний Si, азот N, фосфор P, мышьяк As, кислород O, сера S, селен Se, теллур Te, водород H, фтор F, хлор Cl, бром Br, йод I, астат At; а так же благородные газы: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn.
Физические свойства
Элементы-неметаллы образуют простые вещества, которые при обычных условиях существуют в разных агрегатных состояниях:
газы (благородные газы: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn;водород H2, кислород O2, азот N2, фтор F2, хлор Cl2.),
жидкость (бром Br2) ,
твердые вещества (йод I2, углерод C, кремний Si, сера S, фосфор P и др.) .
Атомы неметаллов образуют менее плотно упакованную структуру чем металлы, в которой между атомами существуют ковалентные связи. В кристаллической решетке неметаллов, как правило, нет свободных электронов. В связи с этим твердые вещества-неметаллы в отличие от металлов плохо проводят тепло и электричество, не обладают пластичностью.
Получение неметаллов
Способы получения неметаллов отличаются многообразием и специфичностью, общих подходов не существует. Рассмотрим основные способы получения некоторых неметаллов.
Получение галогенов. Самые активные галогены – фтор и хлор – получают электролизом. Фтор – электролизом расплава KHF 2 , хлор – электролизом расплава или раствора хлорида натрия:
2Г - - 2 = Г 2 .
Другие галогены можно также получить электролизом или вытеснением из их солей в растворе с помощью более активного галогена:
Cl 2 + 2NaI = 2NaCl + I 2 .
Получение водорода. Основной промышленный способ получения водорода – конверсия метана (каталитический процесс):
CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 .
Получение кремния. Кремний получают восстановлением коксом из кремнезема:
SiO 2 + 2C = Si + 2CO.
Получение фосфора. Фосфор получают восстановлением из фосфата кальция, который входит в состав апатита и фосфорита:
Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.
Кислород и азот получают фракционной перегонкой жидкого воздуха.
Сера и углерод встречаются в природе в самородном виде.
Селен и теллур получают из отходов производства серной кислоты, так как эти элементы встречаются в природе вместе с соединениями серы.
Мышьяк получают из мышьяковистого колчедана по сложной схеме превращений, включающей стадии получения оксида и восстановления из оксида углеродом.
Бор получают восстановлением оксида бора магнием.
Химические свойства
1. Окислительные свойства неметаллов проявляются при взаимодействии с металлами
4Al + 3C = Al4C3
2. Неметаллы играют роль окислителя при взаимодействии с водородом
H2 + F2 = 2HF
3 Любой неметалл выступает в роли окислителя в реакциях с теми металлами, которые имеют низкую ЭО
2P + 5S = P2S5
4. Окислительные свойства проявляются в реакциях с некоторыми сложными веществами
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
5. Неметаллы могут играть роль окислителя в реакциях со сложными веществами
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
6. Все неметаллы выступают в роли восстановителей при взаимодействии с
кислородом
4P + 5O2 = 2P2O5
7. Многие неметаллы выступают в роли восстановителей в реакциях со сложными веществами-окислителями
S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
8. Наиболее сильные восстановительные свойства имеют углерод и водород
ZnO + C = Zn + CO;
CuO + H2 = Cu + H2O
9. Существуют и такие реакции, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем, и восстановителем. Это реакции самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования)
Cl2 + H2O =HCl + HClO
Применение неметаллов
Водород используется в химической промышленности для синтеза аммиака, хлороводорода и метанола, применяется для гидрогенизации жиров. Используется в качестве восстановителя при производстве многих металлов, например, молибдена и вольфрама, из их соединений.
Хлор применяют для производства соляной кислоты, винилхлорида, каучука и многих органических веществ и пластмасс, в текстильной и бумажной промышленности используют в качестве отбеливающего средства, в быту – для обеззараживания питьевой воды.
Бром и йод используют в синтезе полимерных материалов, для приготовления лекарственных препаратов и др.
Кислород применяется при сжигании топлива, при выплавке чугуна и стали, для сварки металлов, необходим для жизнедеятельности организмов.
Сера используется для производства серной кислоты, изготовления спичек, пороха, для борьбы с вредителями сельского хозяйства и лечения некоторых болезней, в производстве красителей, взрывчатых веществ, люминофоров.
Азот и фосфор применяются при производстве минеральных удобрений, азот применяется при синтезе аммиака, для создания инертной атмосферы в лампах, используется в медицине. Фосфор применяется при производстве фосфорной кислоты.
Алмаз используется при обработке твердых изделий, в буровых работах и ювелирном деле, графит – для изготовления электродов, тиглей для выплавки металлов, в производстве карандашей, резины и др.
Самой первой научной классификацией химических элементов было деление их на металлы и неметаллы. Эта классификация не потеряла своей значимости и в настоящее время.
Из 118 известных на данный момент химических элементов 22 элемента образуют простые вещества, обладающие неметаллическими свойствами.
Неметаллы располагаются в III-VII группах. По физическим свойствам к неметаллам следует отнести также VIIIА группу, или группу благородных газов. Неметаллы образуют p -элементы, а также водород и гелий, являющиеся s -элементами. В длиннопериодной таблице p -элементы, образующие неметаллы, располагаются правее и выше условной границы B-At.
| Группа | I | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| 1-й период | H | He | |||||
| 2-й период | B | C | N | O | F | Ne | |
| 3-й период | Si | P | S | Cl | Ar | ||
| 4-й период | As | Se | Br | Kr | |||
| 5-й период | Te | I | Xe | ||||
| 6-й период | At | Rn |
Неметаллы - это химические элементы, для атомов которых характерна способность принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря наличию, как правило, на внешнем электронном слое четырех и более электронов и малому радиусу атомов по сравнению с атомами металлов.
2. Особенности строения атомов неметаллов.
У большинства атомов неметаллов от четырех до восьми валентных электронов во внешнем слое, но у атома водорода - один, у атома гелия - два, а у атома бора - три валентных электрона, небольшой радиус атома (орбитальный радиус меньше 0,1 нм). Поэтому атомы неметаллов стремятся довести недостающие до 8е. Это свойство атомов характеризуется электроотрицательностью. Для атомов неметаллов характерны высокие значения электроотрицательности. Она изменяется в пределах от 2 до 4.
В соответствии с ним неметаллы образуют особый ряд:
Фтор − самый сильный окислитель, его атомы в химических реакциях не способны отдавать электроны, то есть проявлять восстановительные свойства.
У атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность присоединять электроны. Эту способность характеризует значение электроотрицательности, которая закономерно изменяется в периодах и подгруппах.
Неметаллы могут проявлять восстановительные свойства, хотя и в значительно более слабой степени по сравнению с металлами: в периодах и подгруппах их восстановительная способность изменяется в обратном порядке по сравнению с окислительной.
Характеристики элементов неметаллов и их соединений закономерно изменяются в группах и периодах.
В периодах (с увеличением порядкового номера, т.е. слева и направо):
· увеличивается заряд ядра,
· увеличивается число внешних электронов,
· уменьшается радиус атомов,
· увеличивается прочность связи электронов с ядром (энергия ионизации),
· увеличивается электроотрицательность,
· усиливаются окислительные свойства простых веществ ("неметалличность") (кроме элементов VIIIA группы),
· ослабевают восстановительные свойства простых веществ ("металличность") (кроме элементов VIIIA группы),
· ослабевает основный характер гидроксидов и соответствующих оксидов,
· возрастает кислотный характер гидроксидов и соответствующих оксидов,
· валентность в соединении с кислородом возрастает от 3 до 7, высшая валентность равна номеру группы.
В группах (с увеличением порядкового номера, т.е. сверху вниз):
· увеличивается заряд ядра,
· увеличивается радиус атомов (только в главных подгруппах),
· уменьшается прочность связи электронов с ядром (энергия ионизации; только в главных подгруппах),
· уменьшается электроотрицательность (только в главных подгруппах),
· ослабевают окислительные свойства простых веществ ("неметалличность"; только в главных подгруппах) (кроме элементов VIIIA группы),
· усиливаются восстановительные свойства простых веществ ("металличность"; только в главных подгруппах) (кроме элементов VIIIA группы),
· возрастает основный характер гидроксидов и соответствующих оксидов (только в главных подгруппах),
· ослабевает кислотный характер гидроксидов и соответствующих оксидов (только в главных подгруппах),
· снижается устойчивость водородных соединений (повышается их восстановительная активность; только в главных подгруппах),
· валентность элементов не изменяется и равна номеру группы.
Вида связи, характерные для неметаллов:
· ионная (КСI) ;
· ковалентная (неполярная − в простых веществах (С1 2)
· полярная − в соединениях неметаллов (SCl 2 ).
Однако следует особо остановиться на двойственном положении водорода в Периодической системе: в I и VII группах главных подгрупп. Это не случайно. С одной стороны, атом водорода, подобно атомам щелочных металлов, имеет на внешнем (и единственном для него) электронном слое один электрон (электронная конфигурация 1s 1), который он способен отдавать, проявляя свойства восстановителя.
В большинстве своих соединений водород, как и щелочные металлы, проявляет степень окисления +1, Но отдача электрона атомом водорода происходит труднее, чем у атомов щелочных металлов. С другой стороны, атому водорода, как и атомам галогенов, для завершения внешнего электронного слоя недостает одного электрона, поэтому атом водорода может принимать один электрон, проявляя свойства окислителя и характерную для галогена степень окисления -1 в гидридах − соединениях с металлами, подобных соединениям металлов с галогенами − галогенидам. Но присоединение одного электрона к атому водорода происходит труднее, чем у галогенов.
При обычных условиях водород Н 2 − газ. Его молекула, подобно галогенам, двухатомна.
Элементы VIII группы главной подгруппы − инертные или благородные газы, атомы которых имеют завершенный внешний электронный слой. Электронная конфигурация атомов этих элементов такова, что их нельзя отнести ни к металлам, ни к неметаллам. Они являются теми объектами, которые в естественной системе четко разделяют элементы на металлы и неметаллы, занимая между ними пограничное положение. Инертные или благородные газы («благородство» выражается в инертности) иногда относят к неметаллам, но чисто формально, по физическим признакам. Эти вещества сохраняют газообразное состояние вплоть до очень низких температур.
Инертность в химическом отношении у этих элементов относительна. Для ксенона и криптона известны соединения с фтором и кислородом. Несомненно, в образовании этих соединений инертные газы выступали в роли восстановителей.
3. Распространённость элементов-неметаллов.
Кислород и кремний являются наиболее распространенными элементами, на их долю приходится около 70% массы земной коры. К числу редких элементов относятся йод, селен, теллур и некоторые другие, на их долю приходятся тысячные доли процента массы земной коры. Многие соединения неметаллов являются обязательной составной частью растительных и животных организмов. К элементам-органогенам («рождающие» органические вещества: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты) относятся: кислород О (на его долю приходится около 60% массы тела человека), С, Н, N, Р и S. В небольших количествах в организмах животных и растений содержатся F, О, I.
Два элемента-неметалла составляют 76% от массы земной коры. Это кислород (49%) и кремний (27%). В атмосфере содержится 0,03% от массы кислорода в земной коре. Неметаллы составляют 98,5% от массы растений, 97,6% от массы тела человека. В состав воздуха, которым мы дышим, входят простые и сложные вещества, также образованные элементами-неметаллами (кислород О 2 , азот, углекислый газ СО 2 , водяные пары Н 2 О и др.).
Водород − главный элемент Вселенной. Многие космические объекты (газовые облака, звезды, в том числе и Солнце) более чем наполовину состоят из водорода. На Земле его, включая атмосферу, гидросферу и литосферу, только 0,88%. Но это по массе, а атомная масса водорода очень мала. Поэтому небольшое содержание его только кажущееся, и из каждых 100 атомов на Земле 17 − атомы водорода.
4. Неметаллы − простые вещества. Строение.
В простых веществах атомы неметаллов связаны ковалентной неполярной связью; в благородных газах химических связей нет. Благодаря этому формируется более устойчивая электронная система, чем у изолированных атомов. При этом образуются одинарные (например, в молекулах водорода Н 2 , галогенов Cl 2 , Вг 2), двойные (например, в молекулах кислорода) тройные (например, в молекулах азота) ковалентные связи.
Перейдем к рассмотрению строения молекул неметаллов. Неметаллы образуют как одноатомные, так и двухатомные молекулы.
К одноатомным неметаллам относятся инертные газы, практически не реагирующие даже с самыми активными веществами. Инертные газы расположены в VIII группе Периодической системы, а химические формулы соответствующих простых веществ следующие: He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn.
Некоторые неметаллы образуют двухатомные молекулы. Это галогены − F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 (элементы VII группы Периодической системы), а также H 2 , N 2 , O 2 . Атомы озона, фосфора, серы - из большего числа атомов (O 3 , Р 4 , S 8), инертных газов – из одного атома (Не,Ne,Ar,Kr).
Для веществ неметаллов, находящихся в твердом состоянии, составить химическую формулу довольно сложно. Атомы углерода в графите соединены друг с другом различным образом. Выделить отдельную молекулу в приведенных структурах затруднительно. При написании химических формул таких веществ, как и в случае с металлами, вводится допущение, что такие вещества состоят только из атомов. Химические формулы, при этом, записываются без индексов - C, Si, S и т.д.
Самые типичные неметаллы имеют молекулярное строение, а менее типичные – немолекулярное. Этим и объясняется отличие их свойств.
1. Молекулярное строение. У этих неметаллов в твердом состоянии молекулярные кристаллические решетки. В этом случае в каждой молекуле атомы соединены достаточно прочно ковалентной связью, а вот отдельные молекулы друг с другом в кристаллах вещества связаны очень слабо. Поэтому при обычных условиях большинство таких веществ представляют собой газы или твердые вещества с низкими температурами плавления и лишь единственный бром (Вг 2) является жидкостью. Все эти вещества молекулярного строения, поэтому летучи. В твердом состоянии они легкоплавки из-за слабого межмолекулярвого взаимодействия, удерживающего их молекулы в кристалле, и способны к возгонке.
Молекулярные неметаллы: H 2 , N 2 , P 4 (белый фосфор), As 4 , O 2 , O 3 , S 8 , F 2 , Cl 2 , I 2 . К ним же можно отнести и благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Kx, Rn), атомы которых являются как бы "одноатомными молекулами".
2. Атомное строение. У этих неметаллов атомные кристаллические решетки, поэтому они обладают большой твердостью и очень высокими температурами плавления.Эти вещества образованы длинными цепями атомов. Из-за большой прочности ковалентных связей они, как правило, имеют высокую твердость, и любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в их кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой энергии. Многие такие вещества имеют высокие температуры плавления и кипения, а летучесть их весьма мала.
Немолекулярные неметаллы: B (несколько аллотропных модификаций), C(графит), C(алмаз), Si, Ge, P(красный), P(черный), As, Se, Te. Все они твердые вещества, кремний, германий, селен и некоторые другие обладают полупроводниковыми свойствами.
Причина большого разнообразия физических свойств неметаллов кроется в различном строении кристаллических решёток этих веществ.
Часть неметаллов имеет атомную кристаллическую решетку . Кристаллы таких веществ состоят из атомов, соединённых между собой прочными ковалентными связями. Такие неметаллы находятся в твёрдом агрегатном состоянии и являются нелетучими. Примерами таких веществ служат алмаз, графит, красный фосфор и кремний.
Модели кристаллических решёток алмаза (слева) и графита. Кристаллы этих аллотропных видоизменений состоят из атомов углерода, соединённых между собой ковалентными связями. Кристаллы графита, в отличие от кристаллов алмаза, сложены из отдельных слоёв, которые располагаются друг по отношению к другу подобно тому, как листы бумаги в книге.
Многие элементы-неметаллы образуют несколько простых веществ − аллотропных модификаций.
Аллотропия – это способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ. а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.
Аллотропия может быть связана и с разным составом молекул − различным числом атомов в молекуле (O 2 и O 3), и с разным строением кристаллов. Аллотропные видоизменения, образуемые одним и тем же химическим элементом, существенно отличаются между собой как по строению, так и по свойствам.
Тема № 3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕМЕТАЛЛОВ
План
1. Основные химические свойства неметаллов.
2.Оксиды неметаллических элементов.
3.Распространение неметаллических элементов в природе.
4.Применение неметаллов.
1. Основные химические свойства неметаллов
Неметаллы (за исключением инертных газов) химически активные вещества.
В реакциях с металлами атомы неметаллических элементов присоединяют электроны, а в реакциях с неметаллами образуют совместные электронные пары.
Узнать, к какому атому смещаются общие электронные пары, помогает ряд электроотрицательности:
F, O, N, Cl, Br, I, S, C, Se, H, P, As, B, Si
электроотрицательность уменьшается
- Взаимодействие неметаллов с металлами :
2Mg + O 2 = 2MgO (магний оксид)
6Li + N 2 = 2Li 3 N (литий нитрид)
2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (алюминий хлорид)
Ca + H 2 = CaH 2 (кальций гидрид)
Fe + S = FeS (ферум (II) сульфид )
При взаимодействии неметаллов с металлами образуются бинарные соединения с ионной химической связью.
2 . Взаимодействие неметаллов с кислородом :
С + О 2 = СО 2 (карбон (IV) оксид)
S + O 2 = SO 2 (c ульфур (IV) оксид )
Продуктами взаимодействия неметаллов с кислородом являются бинарные соединения с ковалентной полярной связью оксиды , в которых кислород имеет степень окисления - 2.
3. Взаимодействие неметаллов с водородом :
H 2 + Cl 2 = 2HCl (гидроген хлорид или хлороводород)
H 2 + S = H 2 S (гидроген сульфид или сероводород)
При взаимодействии неметаллов с водородом образуются летучие (газообразные или жидкие) бинарные соединения с ковалентной полярной связью.
4. Взаимодействие неметаллов с другими неметаллами :
С + 2S = CS 2 (карбон (IV) сульфид)
Si + 2Cl 2 = SiCl 4 (силиций (IV) хлорид)
Продуктами взаимодействия двух неметаллов являются вещества с различным агрегатным состоянием, которые имеют ковалентный тип химической связи.
- Оксиды неметаллических элементов
Оксиды неметаллических элементов делят на:
а) солеобразующие (их большинство) и
б) несолеобразующие (СО, NO, N 2 O, H 2 O).
Среди оксидов есть газообразные вещества (СО, СО 2 , SO 2 ), твердые вещества (Р 2 О 5 ), жидкости (H 2 O, Сl 2 O 7 ).
Во всех без исключения оксидах атомы неметаллических элементов, соединенные с Оксигеном, имеют положительные степени окисления.
Большинство оксидов неметаллических элементов кислотные . Они взаимодействуют:
- с водой с образованием кислот,
- с основными и амфотерными оксидами с образованием солей,
- с основаниями и амфотерными гидроксидами с образованием солей и воды.
- Распространение неметаллических элементов в природе
Неметаллы более распространены в природе, чем металлы.
В состав воздуха входят: азот, кислород, инертные газы.
Месторождения самородной серы в Прикарпатье одни из крупнейших в мире.
Промышленным месторождением графита в Украине является Завальевское месторождение, сырье которого использует Мариупольский графитовый комбинат.
В Житомирской области, на Волыни обнаружены залежи пород, которые могут содержать алмазы, однако промышленные месторождения пока еще не открыты.
Атомы неметаллических элементов образуют различные сложные вещества, среди которых доминируют оксиды, соли.
- Применение неметаллов
Кислород:
Процессы дыхания,
Горение,
Обмен веществ и энергии,
Производство металлов.
Водород:
Производство аммиака,
Хлоридной кислоты,
Метанола,
Превращение жидких жиров в твердые,
Сварка и резка тугоплавких металлов,
Восстановление металлов из руд.
Сера:
Получение сульфатной кислоты,
Изготовление резины из каучука,
Производство спичек,
Черного пороха,
Изготовление лекарственных препаратов.
Бор:
Составляющая нейтронопоглощающих материалов ядерных реакторов,
Защита поверхностей стальных изделий от коррозии,
В полупроводниковой технике,
Изготовление преобразователей тепловой энергии в электрическую.
Азот:
Газообразный:
Для производства аммиака,
Для создания инертной среды при сварке металлов,
В вакуумных установках,
Электрических лампах,
Жидкий :
В качестве хладагента в морозильных установках,
Медицине.
Фосфор:
Белый - для производства красного фосфора,
Красный - для производства спичек.
Кремний:
В электронике и электротехнике для изготовления:
Схем,
Диодов,
Транзисторов,
Фотоэлементов,
Для изготовления сплавов.
Хлор:
Производство хлоридной кислоты,
Органических растворителей,
Лекарств,
Мономеров для производства пластмасс,
Отбеливателей,
Как дезинфицирующее средство.
Углерод:
Алмаз:
Изготовление инструментов для бурения и резки,
Абразивный материал,
Ювелирные украшения,
Графит:
Литейное, металлургическое, радиотехническое производство,
Изготовление аккумуляторов,
В нефтегазодобывающей промышленности для буровых работ,
Изготовление антикоррозионных покрытий,
Замазок, уменьшающих силу трения,
Адсорбция.
Адсорбция способность некоторых веществ (в частности углерода) удерживать на своей поверхности частицы других веществ (газа или растворенного вещества).
На адсорбционной способности углерода базируется его использование в медицине в лечебных целях это таблетки или капсулы активированного угля. Их применяют внутрь при отравлении.
Чтобы вернуть адсорбенту способность к адсорбции и изъять адсорбированное вещество, достаточно нагрева.
Адсорбционную способность углерода использовал М.Д. Зелинский в изобретенном им в 1915 угольном противогазе средстве индивидуальной защиты органов дыхания, лица и глаз человека от воздействия вредных веществ. В 1916 было налажено промышленный выпуск противогазов, что спасло жизнь сотен тысяч солдат во время Первой мировой войны. Усовершенствованный противогаз применяется и сейчас.
Домашнее задание
Напишите реакции взаимодействия: а) кремния с кислородом; б) кремния с водородом; в) цинка с хлором; г) фосфора с хлором. Назовите полученные соединения.
