Обобщение темы "Химия неметаллов"

1. Химические элементы-неметаллы

Хи­ми­че­ские эле­мен­ты-неме­тал­лы.

Хи­ми­че­ские эле­мен­ты, об­ра­зу­ю­щие про­стые ве­ще­ства-неме­тал­лы, рас­по­ла­га­ют­ся в пра­вом верх­нем углу ПСХЭ Д.И. Мен­де­ле­е­ва. Таких хи­ми­че­ских эле­мен­тов всего 16. Слева на­пра­во по пе­ри­о­ду и снизу вверх по глав­ной под­груп­пе ра­ди­у­сы ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов умень­ша­ют­ся, окис­ли­тель­ные свой­ства и зна­че­ния от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти уве­ли­чи­ва­ют­ся. Самый элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент – фтор.

Осо­бен­но­стя­ми стро­е­ния ато­мов неме­тал­лов по срав­не­нию с ме­тал­ла­ми яв­ля­ют­ся срав­ни­тель­но неболь­шие атом­ные ра­ди­у­сы и боль­шое число внеш­них элек­тро­нов (как пра­ви­ло, 4 и более). Для боль­шин­ства неме­тал­лов будут более ха­рак­тер­ны окис­ли­тель­ные свой­ства – им легче при­ни­мать элек­тро­ны, чем от­да­вать.

2. Строение и физические свойства простых веществ-неметаллов

Стро­е­ние и фи­зи­че­ские свой­ства про­стых ве­ществ-неме­тал­лов.

Про­стых ве­ществ-неме­тал­лов боль­ше, чем хи­ми­че­ских эле­мен­тов-неме­тал­лов. Это обу­слов­ле­но яв­ле­ни­ем ал­ло­тро­пии. Ал­ло­тро­пи­ей на­зы­ва­ют спо­соб­ность ато­мов од­но­го и того же хи­ми­че­ско­го эле­мен­та об­ра­зо­вы­вать несколь­ко про­стых ве­ществ – ал­ло­троп­ных мо­ди­фи­ка­ций.

На­при­мер, хи­ми­че­ский эле­мент кис­ло­род об­ра­зу­ет две ал­ло­троп­ные мо­ди­фи­ка­ции: кис­ло­род (необ­хо­ди­мый для ды­ха­ния) и озон (за­щи­ща­ю­щий Землю от УФ-лу­чей). Хи­ми­че­ский эле­мент сера об­ра­зу­ет три ал­ло­троп­ные мо­ди­фи­ка­ции, самая устой­чи­вая из ко­то­рых при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре – ром­би­че­ская сера. Из­вест­но несколь­ко ал­ло­троп­ных мо­ди­фи­ка­ций уг­ле­ро­да. Среди них алмаз, гра­фит и фул­ле­рен.

Ал­ло­троп­ные мо­ди­фи­ка­ции некоторых элементов

В про­стых ве­ще­ствах-неме­тал­лах ре­а­ли­зу­ет­ся ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная хи­ми­че­ская связь. Кри­стал­ли­че­ские струк­ту­ры этих ве­ществ могут быть атом­ны­ми или мо­ле­ку­ляр­ны­ми. Ве­ще­ства с атом­ной кри­стал­ли­че­ской ре­шет­кой от­ли­ча­ют­ся ту­го­плав­ко­стью, твер­до­стью, неле­ту­че­стью. Атом­ную кри­стал­ли­че­скую ре­шет­ку имеют крем­ний, алмаз, гра­фит, бор. Ве­ще­ства с мо­ле­ку­ляр­ной кри­стал­ли­че­ской ре­шет­кой лег­ко­плав­ки и ле­ту­чи. Во-пер­вых, это га­зо­об­раз­ные при н. у. неме­тал­лы (во­до­род, кис­ло­род, хлор, фтор), един­ствен­ный жид­кий при н. у. неме­талл – бром, твер­дые неме­тал­лы (сера, белый фос­фор, йод).

Кри­стал­ли­че­ские струк­ту­ры неметаллрв

3. Общие химические свойства неметаллов

Общие хи­ми­че­ские свой­ства неме­тал­лов.

Окис­ли­тель­ные свой­ства неме­тал­лов. В ре­ак­ци­ях с ме­тал­ла­ми неме­тал­лы все­гда яв­ля­ют­ся окис­ли­те­ля­ми. При вза­и­мо­дей­ствии ме­тал­лов с кис­ло­ро­дом об­ра­зу­ют­ся, как пра­ви­ло, ок­си­ды. На­при­мер, при го­ре­нии маг­ния в кис­ло­ро­де об­ра­зу­ет­ся оксид маг­ния:

При го­ре­нии маг­ния в кис­ло­ро­де об­ра­зу­ет­ся оксид маг­ния

При вза­и­мо­дей­ствии ме­тал­лов с га­ло­ге­на­ми об­ра­зу­ют­ся га­ло­ге­ни­ды ме­тал­лов. На­при­мер, при вза­и­мо­дей­ствии же­ле­за с хло­ром об­ра­зу­ет­ся хло­рид же­ле­за(III):

При вза­и­мо­дей­ствии же­ле­за с хло­ром об­ра­зу­ет­ся хло­рид же­ле­за(III)

При вза­и­мо­дей­ствии неко­то­рых ак­тив­ных ме­тал­лов с во­до­ро­дом об­ра­зу­ют­ся гид­ри­ды ме­тал­лов. На­при­мер, при на­гре­ва­нии на­трия с во­до­ро­дом об­ра­зу­ет­ся гид­рид на­трия:

При на­гре­ва­нии на­трия с во­до­ро­дом об­ра­зу­ет­ся гид­рид на­трия

При на­гре­ва­нии ак­тив­ных ме­тал­лов с азо­том (толь­ко литий ре­а­ги­ру­ет с азо­том без на­гре­ва­ния) об­ра­зу­ют­ся нит­ри­ды, в ко­то­рых азот про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния -3. На­при­мер, при на­гре­ва­нии калия с азо­том об­ра­зу­ет­ся нит­рид калия:

При на­гре­ва­нии калия с азо­том об­ра­зу­ет­ся нит­рид калия

Дру­гие би­нар­ные со­еди­не­ния ме­тал­лов также об­ра­зу­ют­ся при вза­и­мо­дей­ствии ме­тал­лов с со­от­вет­ству­ю­щи­ми неме­тал­ла­ми. При на­гре­ва­нии же­лез­но­го и сер­но­го по­рош­ков об­ра­зу­ет­ся суль­фид же­ле­за(II):

При на­гре­ва­нии же­лез­но­го и сер­но­го по­рош­ков об­ра­зу­ет­ся суль­фид же­ле­за(II)

При вза­и­мо­дей­ствии маг­ния с крем­ни­ем об­ра­зу­ет­ся си­ли­цид маг­ния:

При вза­и­мо­дей­ствии маг­ния с крем­ни­ем об­ра­зу­ет­ся си­ли­цид маг­ния

Неме­тал­лы могут вы­сту­пать в роли окис­ли­те­лей не толь­ко в ре­ак­ци­ях с ме­тал­ла­ми, но и с дру­ги­ми неме­тал­ла­ми, зна­че­ния от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти ко­то­рых будут ниже.

На­при­мер, при вза­и­мо­дей­ствии во­до­ро­да с хло­ром во­до­род про­яв­ля­ет вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства, а хлор – окис­ли­тель­ные:

При вза­и­мо­дей­ствии во­до­ро­да с хло­ром во­до­род про­яв­ля­ет вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства, а хлор – окис­ли­тель­ные

При го­ре­нии серы в кис­ло­ро­де: сера – вос­ста­но­ви­тель, кис­ло­род – окис­ли­тель:

При го­ре­нии серы в кис­ло­ро­де: сера – вос­ста­но­ви­тель, кис­ло­род – окис­ли­тель

Кис­ло­род и неко­то­рые дру­гие неме­тал­лы могут вы­сту­пать в роли окис­ли­те­лей и в ре­ак­ци­ях со слож­ны­ми ве­ще­ства­ми. Го­ре­ние ме­та­на в кис­ло­ро­де:

Го­ре­ние ме­та­на в кис­ло­ро­де

Ре­ак­ции за­ме­ще­ния более ак­тив­ны­ми га­ло­ге­на­ми менее ак­тив­ных в солях:

Ре­ак­ции за­ме­ще­ния более ак­тив­ны­ми га­ло­ге­на­ми менее ак­тив­ных в солях

 

Вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства неме­тал­лов. Вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства неме­тал­лов про­яв­ля­ют­ся в ре­ак­ци­ях как с дру­ги­ми (более элек­тро­от­ри­ца­тель­ны­ми) неме­тал­ла­ми, так и с неко­то­ры­ми слож­ны­ми ве­ще­ства­ми.

В ре­ак­ци­ях с фто­ром все неме­тал­лы про­яв­ля­ют вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства. А с кис­ло­ро­дом толь­ко фтор будет вы­сту­пать в роли окис­ли­те­ля. При вза­и­мо­дей­ствии азота с кис­ло­ро­дом под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го раз­ря­да об­ра­зу­ет­ся мо­но­ок­сид азота. Азот в дан­ном слу­чае вы­сту­па­ет в роли вос­ста­но­ви­те­ля:

Азот вы­сту­па­ет в роли вос­ста­но­ви­те­ля

При вза­и­мо­дей­ствии фос­фо­ра с из­быт­ком хлора об­ра­зу­ет­ся пен­та­хло­рид фос­фо­ра:

При вза­и­мо­дей­ствии фос­фо­ра с из­быт­ком хлора об­ра­зу­ет­ся пен­та­хло­рид фос­фо­ра

Сера про­яв­ля­ет вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства, на­при­мер, в ре­ак­ции с кон­цен­три­ро­ван­ной сер­ной кис­ло­той, в ре­зуль­та­те ко­то­рой об­ра­зу­ет­ся сер­ни­стый газ и вода:

Сера в реакции с кон­цен­три­ро­ван­ной сер­ной кис­ло­той, в ре­зуль­та­те ко­то­рой об­ра­зу­ет­ся сер­ни­стый газ и вода

В со­ста­ве сер­ной кис­ло­ты сера – окис­ли­тель, а про­стое ве­ще­ство сера – вос­ста­но­ви­тель.

Последнее изменение: Пятница, 20 Октябрь 2017, 01:32