Ikke-metaller - en generell egenskap. Egenskaper, produksjon og bruk. Metaller og ikke-metaller Meld hvilken rolle ikke-metalliske elementer spiller i naturen

Metaller(fra latin metallum - mine, mine) - en gruppe elementer, i form av enkle stoffer, som har karakteristiske metalliske egenskaper, for eksempel høy termisk og elektrisk ledningsevne, positiv temperaturkoeffisient for motstand, høy duktilitet, formbarhet og metallisk glans.

Av de 118 kjemiske elementene som er oppdaget så langt (ikke alle er offisielt anerkjent), inkluderer metaller:

6 elementer per gruppe alkalimetaller: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

4 i gruppen av jordalkalimetaller: Ca, Sr, Ba, Ra

og også utenfor visse grupper beryllium og magnesium

38 i overgangsmetallgruppen:

Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn;

Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd;

La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg;

7 i gruppen lettmetaller: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi

7 i gruppen av halvmetaller: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po

14 i gruppen lantanider + lantan (La):

Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu

14 i gruppen aktinider (fysiske egenskaper er ikke studert for alle grunnstoffer) + aktinium (Ac):

Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.

Dermed kan 94 av alle oppdagede grunnstoffer være metaller; alle andre er ikke-metaller.

I astrofysikk kan begrepet "metall" ha en annen betydning og referere til alle kjemiske grunnstoffer tyngre enn helium (se metallisitet).

I tillegg, i fysikk, er metaller [som ledere] i motsetning til halvledere og dielektriske (se også Halvmetall (spintronikk)).

Opprinnelsen til ordet "metall":

Ordet "metall" er lånt fra tysk språk. Det er notert i "Travnik" til Nikolai Lubchanin, skrevet i 1534: "... gull og sølv overvinner alle metaller." Det ble til slutt adoptert i Petrine-tiden. Hadde i utgangspunktet generell betydning"mineral, malm, metall"; skillet mellom disse konseptene skjedde i M.V. Lomonosovs tid.

Det tyske ordet "metall" er lånt fra det latinske språket, der "metallum" betyr "mine, metall". Latin er på sin side lånt fra gresk (μεταλλον - "min, min").

Å finne i naturen:

De fleste metaller finnes i naturen i form av malm og forbindelser. De danner oksider, sulfider, karbonater og andre kjemiske forbindelser. For å oppnå rene metaller og deres videre bruk, er det nødvendig å isolere dem fra malm og utføre rensing. Om nødvendig utføres legering og annen bearbeiding av metaller. Vitenskapen om metallurgi studerer dette. Metallurgi skiller malmer av jernholdige metaller (basert på jern) og ikke-jernholdige (de inneholder ikke jern, ca. 70 grunnstoffer totalt). Gull, sølv og platina er også edle (edle) metaller. I tillegg er de til stede i små mengder i sjøvann og i levende organismer (spiller en viktig rolle).

Det er kjent at menneskekroppen består av 3% metaller. Kroppen inneholder mest kalsium (i beinene) og natrium, som fungerer som en elektrolytt i den intercellulære væsken og cytoplasmaet. Magnesium hoper seg opp i muskler og nervesystemet, kobber - i leveren, jern - i blodet.

Egenskaper til metaller:

Fysiske egenskaper til metaller

Alle metaller (unntatt kvikksølv og betinget francium) er i fast tilstand under normale forhold, men har ulik hardhet. Tabellen nedenfor viser hardheten til noen metaller på Mohs-skalaen.

Hardhet av noen metaller på Mohs-skalaen:

Smeltepunktene til rene metaller varierer fra -39 °C (kvikksølv) til 3410 °C (wolfram). De fleste metaller (unntatt alkalier) har et høyt smeltepunkt, men noen "normale" metaller, som tinn og bly, kan smeltes på en vanlig elektrisk eller gasskomfyr.

Avhengig av deres tetthet deles metaller inn i lette (tetthet 0,53 ÷ 5 g/cm³) og tunge (5 ÷ 22,5 g/cm³). Det letteste metallet er litium (tetthet 0,53 g/cm³). Det er foreløpig umulig å nevne det tyngste metallet, siden tetthetene av osmium og iridium - de to tyngste metallene - er nesten like (omtrent 22,6 g/cm³ - nøyaktig dobbelt tetthet av bly), og det er ekstremt vanskelig å beregne deres eksakte tetthet: for dette må du rengjøre metallene helt, fordi eventuelle urenheter reduserer tettheten.

De fleste metaller er formbare, noe som betyr at metalltråd kan bøyes uten å gå i stykker. Dette skjer på grunn av forskyvning av lag av metallatomer uten å bryte bindingen mellom dem. De mest duktile er gull, sølv og kobber. Gull kan brukes til å lage folie 0,003 mm tykk, som brukes til forgylling av produkter. Imidlertid er ikke alle metaller formbare. Tråd laget av sink eller tinn crunches når bøyd; Ved deformering bøyer mangan og vismut nesten ikke i det hele tatt, men brytes umiddelbart. Plastisiteten avhenger også av metallets renhet; Dermed er veldig rent krom veldig duktilt, men forurenset med selv mindre urenheter blir det sprøtt og hardere. Noen metaller, som gull, sølv, bly, aluminium, osmium, kan vokse sammen, men dette kan ta flere tiår.

Alle metaller leder strøm godt; dette skyldes tilstedeværelsen i deres krystallgitter av mobile elektroner som beveger seg under påvirkning av et elektrisk felt. Sølv, kobber og aluminium har høyest elektrisk ledningsevne; av denne grunn brukes de to sistnevnte metallene oftest som trådmaterialer. Natrium har også svært høy elektrisk ledningsevne, i eksperimentelt utstyr er det kjent forsøk på å bruke natriumledere i form av tynnveggede rustfrie stålrør fylt med natrium. På grunn av den lave egenvekten til natrium, med lik motstand, er "tråder" av natrium mye lettere enn kobber og til og med noe lettere enn aluminium.

Den høye termiske ledningsevnen til metaller avhenger også av mobiliteten til frie elektroner. Derfor ligner serien av termiske ledningsevner serien av elektrisk ledningsevne, og den beste lederen av varme, så vel som elektrisitet, er sølv. Natrium finner også bruk som en god varmeleder; Det er for eksempel allment kjent at natrium brukes i ventiler til bilmotorer for å forbedre kjølingen.

Den laveste varmeledningsevnen finnes i vismut og kvikksølv.

Fargen på de fleste metaller er omtrent den samme - lys grå med en blåaktig fargetone. Gull, kobber og cesium er henholdsvis gul, rød og lys gul.

Kjemiske egenskaper til metaller

På det eksterne elektroniske nivået har de fleste metaller et lite antall elektroner (1-3), så i de fleste reaksjoner fungerer de som reduksjonsmidler (det vil si at de "donerer" elektronene sine)

Reaksjoner med enkle stoffer

Alle metaller unntatt gull og platina reagerer med oksygen. Reaksjonen med sølv skjer ved høye temperaturer, men sølv(II)oksid dannes praktisk talt ikke, siden det er termisk ustabilt. Avhengig av metallet kan utgangen inkludere oksider, peroksider og superoksider:

Litiumoksid

Natriumperoksid

Kaliumsuperoksid

For å oppnå et oksid fra peroksid, reduseres peroksidet med et metall:

Med middels og lavaktive metaller skjer reaksjonen ved oppvarming:

Bare de mest aktive metallene reagerer med nitrogen; ved romtemperatur reagerer bare litium og danner nitrider:

Ved oppvarming:

Alle metaller unntatt gull og platina reagerer med svovel:

Jern reagerer med svovel ved oppvarming og danner sulfid:

Bare de mest aktive metallene, det vil si metaller fra gruppene IA og IIA, bortsett fra Be, reagerer med hydrogen. Reaksjoner oppstår ved oppvarming, og hydrider dannes. I reaksjoner fungerer metallet som et reduksjonsmiddel, oksidasjonstilstanden til hydrogen er -1:

Bare de mest aktive metallene reagerer med karbon. I dette tilfellet dannes acetylenider eller metanider. Ved reaksjon med vann gir acetylenider acetylen, metanider gir metan.

Interaksjon av syrer med metaller:

Metaller reagerer forskjellig med syrer. Metaller i den elektrokjemiske aktivitetsserien av metaller (ERAM) opp til hydrogen samhandler med nesten alle syrer.

2. Ikke-metaller- kjemiske elementer med typisk ikke-metalliske egenskaper som opptar øvre høyre hjørne av det periodiske systemet. Deres plassering i hovedundergruppene i de tilsvarende periodene er som følger:

Gruppe	Jeg	III	IV	V	VI	VII	VIII
1. periode	H
2. periode
3. periode
6. periode

Et karakteristisk trekk ved ikke-metaller er et større (sammenlignet med metaller) antall elektroner i det ytre energinivået til atomene deres. Dette bestemmer deres større evne til å feste ytterligere elektroner og vise høyere oksidativ aktivitet enn metaller.

Ikke-metaller har høy elektronaffinitet, høy elektronegativitet og høyt redokspotensial.

På grunn av de høye ioniseringsenergiene til ikke-metaller, kan deres atomer danne kovalente kjemiske bindinger med atomer av andre ikke-metaller og amfotere elementer. I motsetning til den overveiende ioniske naturen til strukturen til forbindelser av typiske metaller, har enkle ikke-metalliske stoffer, så vel som forbindelser av ikke-metaller, en kovalent struktur.

I fri form kan det være gassformig ikke-metallisk enkle stoffer- fluor, klor, oksygen, nitrogen, hydrogen, inerte gasser, faste stoffer - jod, astatin, svovel, selen, tellur, fosfor, arsen, karbon, silisium, bor, brom finnes i flytende tilstand ved romtemperatur.

Noen ikke-metaller viser allotropi. Gassformig oksygen er således preget av to allotropiske modifikasjoner - oksygen (O2) og ozon (O3), fast karbon har mange former - diamant, astralener, grafen, grafitt, karbyn, lonsdaleitt, fullerener, glassaktig karbon, dikarbon, karbon nanostrukturer (nanoskum). , nanokoner, nanorør, nanofibre) og amorft karbon er allerede oppdaget, og andre modifikasjoner er også mulige, for eksempel chaoitt og metallisk karbon.

Nitrogen, oksygen og svovel forekommer i molekylær form som enkle stoffer i naturen. Oftest er ikke-metaller i en kjemisk bundet form: disse er vann, mineraler, bergarter, forskjellige silikater, fosfater, borater. Ikke-metaller varierer betydelig i deres overflod i jordskorpen. De vanligste er oksygen, silisium, hydrogen; de sjeldneste er arsen, selen, jod.

Ikke-metaller i naturen. Innfødte ikke-metaller N2 og O2 (i luften), svovel (i jordskorpen) finnes i naturen, men oftere finnes ikke-metaller i naturen i en kjemisk bundet form. Først av alt er det vann og salter oppløst i det, deretter mineraler og bergarter (for eksempel forskjellige silikater, aluminosilikater, fosfater, borater, sulfater og karbonater). Når det gjelder prevalens i jordskorpen, okkuperer ikke-metaller en rekke steder: fra de tre vanligste elementene (O, Si, H) til svært sjeldne (As, Se, I, Te).

Lysbilde 3 fra presentasjonen "Kjemi av ikke-metaller". Størrelsen på arkivet med presentasjonen er 1449 KB.

Kjemi 9. klasse

sammendrag andre presentasjoner

"Kjemi av ikke-metaller" - Kjemisk struktur og egenskaper til metaller og ikke-metaller. Allotropi av karbon. Plassering av metaller i det periodiske systemet for kjemiske grunnstoffer. Presentasjon av en kjemitime for klasse 9. Ikke-metaller i naturen. Ikke-metaller. Rødt fosfor. Emne: IKKE-METALLER. Oksygen. M. Allotropi. Fysiske egenskaper til ikke-metaller. Diamant. Ikke-metaller inkluderer også hydrogen H og inerte gasser. generelle egenskaper og egenskapene til ikke-metaller.

"Ikke-metaller" - REKKE AV ELEKTRONEGATIVITET FOR IKKE-METALLER. Solid karbon silisium. Hva forklarer mangfoldet av aggregeringstilstanden til ikke-metaller. Gitter) Rødt fosfor - hvitt fosfor (molekylstruktur P2 og P4). Tror du det er flere metaller eller ikke-metaller i tabellen? Test. Ikke-metaller. Eksempler: Diamant - grafitt (krystall. Kjemi 9. klasse Lærer Kuleshova S.E. Flytende brom. Allotropi. Nevn de mest aktive og sterke ikke-metallene. Oksygen O2 og Ozon O3. Aggregeringstilstand. Gassformig Oksygen, hydrogen. Fysiske egenskaper.

"Halogenkjemi" - Den biologiske rollen til klor. Forskningsresultater. Enzymer blir aktive i et surt miljø ved 37-38 °C. Resultater av studiet av utbredelse i naturen. Deltar i dannelsen av saltsyre, metabolisme og vevskonstruksjon. Konklusjoner og anbefalinger. Biologisk rolle av brom. Oppløsning av natriumbromid i vann Gult bunnfall av AgBr?. Mål og målsettinger. Forskningsresultater om oppdagelsen av halogener. Prosjektutsikter. 2011, landsbyen Petropavlovskoye.

"Alkadienes kjemi" - Alkadiener med isolerte dobbeltbindinger. Sentralatom C-Sp3 hybridisering. Kjemitime i 9. klasse Lærer: Dvornichena L.V. Oppdatering av tidligere tilegnet kunnskap. Allene strukturdiagram. Alkadiener: struktur, nomenklatur, homologer, isomerisme. Et spill. Det ytterste atomet er C-Sp2-hybridisering. Alkadiener med et kumulert arrangement av dobbeltbindinger. Nomenklatur av alkadiener. Konjugerte alkadiener.

«Kjemisk likevekt» - Oppgave 2: Skriv kinetiske ligninger for kjemiske reaksjoner. Irreversibel. Endringer i forover- og reversreaksjonshastigheter i prosessen med å etablere kjemisk likevekt. Kjemisk balanse. Vpr=Vrev. Oppgave 1: Skriv faktorene som påvirker hastigheten på kjemiske reaksjoner. Alternativ I hcl + O2?H2O + cl2. Kjemiske reaksjoner. II alternativ H2S + SO2? S + H2O. Vendbar.

"Kenskaper til metaller" - Bruken av metaller i menneskeliv. Egenskaper til metaller. Generelle egenskaper. God elektrisk ledningsevne. Generelle egenskaper ved metaller. Finne metaller i naturen. En rekke metaller. Andre metaller korroderer, men ruster ikke. Metaller danner et av grunnlaget for sivilisasjonen på planeten Jorden. Rust og korrosjon av metaller. Metaller. Arbeidets innhold: Av de medisinske preparatene som inneholder edelmetaller er de vanligste lapis, protargol o.l.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Ukraina

Metaller og ikke-metaller

Utført:

Odessa, 2014

Metaller er elementer som kun viser positive oksidasjonstilstander i forbindelsene sine, og i enkle stoffer som har metalliske bindinger. Et metallkrystallgitter er et gitter dannet av nøytrale atomer og metallioner bundet sammen av frie elektroner. Metaller har atomer og positive ioner ved nodene til krystallgitteret.

Elektroner donert av atomer deles mellom atomer og positive ioner. Denne bindingen kalles metallisk. Følgende fysiske egenskaper er mest karakteristiske for metaller: metallisk glans, hardhet, duktilitet, formbarhet og god ledningsevne for varme og elektrisitet. Termisk og elektrisk ledningsevne avtar i serien av metaller: Ag Cu Au Al Mg Zn Fe Pb Hg.

Mange metaller er vidt utbredt i naturen. Dermed er innholdet av noen metaller i jordskorpen som følger:

Aluminium - 8,2%;

Jern - 4,1%;

Kalsium - 4,1%;

Natrium - 2,3%;

Magnesium - 2,3%;

Kalium - 2,1%;

Titan - 0,56%.

Fra utsiden er metaller, som kjent, først og fremst preget av en spesiell "metallisk" glans, som bestemmes av deres evne til sterkt å reflektere lysstråler.

Imidlertid observeres denne glansen vanligvis bare når metallet danner en kontinuerlig kompakt masse.

Det er sant at magnesium og aluminium beholder sin glans selv når de reduseres til pulver, men de fleste metaller er svarte eller mørkegrå i finfordelt form. Deretter har typiske metaller høy termisk og elektrisk ledningsevne, og når det gjelder deres evne til å lede varme og strøm, er de plassert i samme rekkefølge: de beste lederne er sølv og kobber, de dårligste er bly og kvikksølv. Med økende temperatur synker den elektriske ledningsevnen, og med synkende temperatur, tvert imot, øker den.

Bilde 1:

Veldig viktig eiendom metaller er deres relativt enkle mekaniske deformerbarhet. Metaller er formbare, de er lett smidde, trukket inn i tråd, rullet til ark, etc.

De karakteristiske fysiske egenskapene til metaller er relatert til egenskapene til deres indre struktur. I følge moderne synspunkter består metallkrystaller av positivt ladede ioner og frie elektroner splittes fra de tilsvarende atomene. Hele krystallen kan forestilles som et romlig gitter, hvis noder er okkupert av ioner, og i mellomrommene mellom ionene er det lett mobile elektroner. Disse elektronene beveger seg konstant fra ett atom til et annet og roterer rundt kjernen til ett eller annet atom. Siden elektroner ikke er assosiert med spesifikke ioner, begynner de allerede under påvirkning av en liten potensialforskjell å bevege seg i en bestemt retning, det vil si at det oppstår en elektrisk strøm.

Tilstedeværelsen av frie elektroner bestemmer også den høye termiske ledningsevnen til metaller. Ved å være i kontinuerlig bevegelse kolliderer elektroner konstant med ioner og utveksler energi med dem. Derfor blir vibrasjonene til ionene, som har økt i en gitt del av metallet på grunn av oppvarming, umiddelbart overført til naboioner, fra dem til de neste osv., og metallets termiske tilstand jevner seg raskt ut, hele metallmassen antar samme temperatur. Basert på deres tetthet er metaller konvensjonelt delt inn i to store grupper: lette metaller, hvis tetthet ikke er mer enn 5 g/cm. kubikkmeter, og tungmetaller - alt det andre. Partikler av metaller i fast og flytende tilstand er forbundet med en spesiell type kjemisk binding - den såkalte metallbindingen. Det bestemmes av den samtidige tilstedeværelsen av vanlige kovalente bindinger mellom nøytrale atomer og Coulomb-attraksjon mellom ioner og frie elektroner. Dermed, metallforbindelse er en egenskap ikke til individuelle partikler, men til deres aggregater.

De mest aktive metallene i hovedundergruppene er sterke reduksjonsmidler, derfor reduserer de hydrogen til oksidasjonstilstanden -1 og danner hydrider.

Konseptet med legeringer.

Et karakteristisk trekk ved metaller er deres evne til å danne legeringer med hverandre eller med ikke-metaller.

For å danne en legering blir en blanding av metaller vanligvis smeltet og deretter avkjølt med forskjellige hastigheter, som bestemmes av komponentenes natur og hvordan de samhandler med temperaturen.

Figur 2:

Noen ganger produseres legeringer ved sintring av fint metallpulver uten å ty til smelting (pulvermetallurgi). Så legeringer er produkter av den kjemiske interaksjonen mellom metaller.

Krystallstrukturen til legeringer ligner på mange måter rene metaller, som, i samspill med hverandre under smelting og påfølgende krystallisering, danner:

a) kjemiske forbindelser kalt intermetalliske forbindelser;

b) faste løsninger;

c) en mekanisk blanding av komponentkrystaller.

Denne eller den typen interaksjon bestemmes av forholdet mellom interaksjonsenergien til forskjellige og homogene partikler i systemet, det vil si forholdet mellom interaksjonsenergiene til atomer i rene metaller og legeringer.

Moderne teknologi bruker et stort antall legeringer, og i de aller fleste tilfeller består de ikke av to, men av tre, fire og mer metaller Det er interessant at egenskapene til legeringer ofte skiller seg sterkt fra egenskapene til de enkelte metallene som danner dem. Dermed smelter en legering som inneholder 50 % vismut, 25 % bly, 12,5 % tinn og 12,5 % kadmium ved kun 60,5 grader Celsius, mens legeringskomponentene har smeltepunkter på 271, 327, 232 og 321 grader Celsius. Hardheten til tinnbronse (90 % kobber og 10 % tinn) er tre ganger den for rent kobber, og koeffisienten for lineær utvidelse av jern-nikkel-legeringer er 10 ganger mindre enn for rene komponenter. Noen urenheter forringer imidlertid kvaliteten på metaller og legeringer. Det er for eksempel kjent at støpejern (en legering av jern og karbon) ikke har den styrken og hardheten som er karakteristisk for stål. I tillegg til karbon påvirkes stålets egenskaper av tilsetning av svovel og fosfor, som øker sprøheten.

Blant egenskapene til legeringer, den viktigste for praktisk anvendelse er varmebestandighet, korrosjonsbestandighet, mekanisk styrke, etc.

For luftfart veldig viktig har lette legeringer basert på magnesium, titan eller aluminium; for metallbearbeidingsindustrien - spesiallegeringer som inneholder wolfram, kobolt, nikkel. I elektronisk teknologi brukes legeringer, hvor hovedkomponenten er kobber. Superkraftige magneter ble oppnådd ved å bruke produktene av samspillet mellom kobolt, samarium og andre sjeldne jordartselementer, og legeringer som superleder ved lave temperaturer var basert på intermetalliske forbindelser dannet av niob med tinn, etc.

Hele mangfoldet i naturen rundt oss består av kombinasjoner av et relativt lite antall kjemiske grunnstoffer.

I forskjellige historiske tidsepoker hadde begrepet "element" forskjellige betydninger. Gamle greske filosofer betraktet fire "elementer" som "elementer" - varme, kulde, tørrhet og fuktighet. Ved å kombinere i par, dannet de de fire "prinsippene" for alle ting - ild, luft, vann og jord. I middelalderen ble salt, svovel og kvikksølv tilsatt disse prinsippene. På 1600-tallet påpekte R. Boyle at alle grunnstoffer er materielle i naturen og at antallet kan være ganske stort.

I 1787 opprettet den franske kjemikeren A. Lavoisier "Table of Simple Bodies". Den inkluderte alle elementene som var kjent på den tiden. Sistnevnte ble forstått som enkle kropper som ikke kunne dekomponeres med kjemiske metoder til enda enklere. Deretter viste det seg at tabellen også inkluderte noen komplekse stoffer.

For tiden er konseptet "kjemisk element" nøyaktig etablert.

Et kjemisk grunnstoff er en gruppe atomer med samme positive kjerneladning. Sistnevnte er lik ordenstallet til grunnstoffet i det periodiske systemet. For tiden er 107 elementer kjent. Rundt 90 av dem finnes i naturen. Resten oppnås kunstig ved hjelp av kjernefysiske reaksjoner. Elementene 104-107 ble syntetisert av fysikere ved Joint Institute for Nuclear Research i byen Dubna. For tiden fortsetter arbeidet med kunstig produksjon av kjemiske elementer med høyere ordens elementer. Alle grunnstoffene er delt inn i metaller og ikke-metaller. Av de 107 grunnstoffene er 85 metaller. Ikke-metaller inkluderer følgende grunnstoffer: helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, fluor, klor, brom, jod, astatin, oksygen, svovel, selen, tellur, nitrogen, fosfor, arsen, karbon, silisium, bor, hydrogen. Denne inndelingen er imidlertid betinget. Under visse forhold kan noen metaller vise ikke-metalliske egenskaper, og noen ikke-metaller kan vise metalliske egenskaper.

Det er relativt få ikke-metalliske elementer sammenlignet med metalliske elementer.

Alle andre ikke-metaller viser restaurerende egenskaper. Dessuten øker disse egenskapene gradvis fra oksygen til silisium: O, Cl, N, I, S, C, P, H, B, Si. For eksempel kombinerer klor ikke direkte med oksygen, men dets oksider (Cl2O, ClO2, Cl2O2) kan oppnås indirekte, der klor har en positiv oksidasjonstilstand. Ved høye temperaturer kombineres nitrogen direkte med oksygen og har derfor reduserende egenskaper. Svovel reagerer enda lettere med oksygen: det har også oksiderende egenskaper.

Ikke-metaller danner både monoatomiske og diatomiske molekyler.

Monatomiske ikke-metaller inkluderer inerte gasser som praktisk talt ikke reagerer selv med de fleste aktive stoffer. Edelgasser befinner seg i VIII grupper e i det periodiske system, og de kjemiske formlene for de tilsvarende enkle stoffene er som følger: He, Ne, Ar, Kr, Xe og Rn.

Noen ikke-metaller danner diatomiske molekyler. Disse er H2, F2, Cl2, Br2, I2 (elementer fra gruppe VII i det periodiske system), samt oksygen O2 og nitrogen N2. Gassen ozon (O3) består av triatomiske molekyler.

For ikke-metalliske stoffer som er i fast tilstand, er det ganske vanskelig å lage en kjemisk formel. Karbonatomene i grafitt er forbundet med hverandre på forskjellige måter. Det er vanskelig å isolere et enkelt molekyl i de gitte strukturene. Når man skriver kjemiske formler for slike stoffer, som for metaller, innføres antagelsen om at slike stoffer kun består av atomer. Kjemiske formler, i dette tilfellet, er skrevet uten abonnenter - C, Si, S, etc.

Enkle stoffer som ozon og oksygen, som har samme kvalitative sammensetning (begge består av samme grunnstoff - oksygen), men er forskjellige i antall atomer i molekylet, har ulike egenskaper. Dermed har oksygen ingen lukt, mens ozon har en stikkende lukt som vi lukter under et tordenvær. Egenskapene til harde ikke-metaller, grafitt og diamant, som også har samme kvalitative sammensetning, men forskjellige strukturer, varierer kraftig (grafitt er sprøtt, diamant er hardt). Dermed bestemmes egenskapene til et stoff ikke bare av dets kvalitative sammensetning, men også av hvor mange atomer som finnes i stoffets molekyl og hvordan de er koblet til hverandre.

Ikke-metaller i form av enkle legemer er i fast eller gassform (unntatt brom, som er en væske). De har ikke de fysiske egenskapene som ligger i metaller. Faste ikke-metaller har ikke glansen som er karakteristisk for metaller, de er vanligvis sprø og leder ikke elektrisitet eller varme godt (med unntak av grafitt).

Oksider av ikke-metaller er klassifisert som sure oksider, som tilsvarer syrer. Ikke-metaller danner gassformige forbindelser med hydrogen (for eksempel HCl, H2S, NH3). Vandige løsninger av noen av dem (for eksempel hydrogenhalogenider) er sterke syrer. Med metaller danner typiske ikke-metaller forbindelser med ioniske bindinger (for eksempel NaCl). Ikke-metaller kan under visse forhold reagere med hverandre og danne forbindelser med kovalente polare (H2O, HCl) og ikke-polare bindinger (CO2).

Med hydrogen danner ikke-metaller flyktige forbindelser, slik som hydrogenfluorid HF, hydrogensulfid H2S, ammoniakk NH3, metan CH4. Når de er oppløst i vann, danner hydrogenforbindelser av halogener, svovel, selen og tellur syrer med samme formel som selve hydrogenforbindelsene: HF, HCl, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2Te.

Når ammoniakk løses i vann, dannes ammoniakkvann, vanligvis betegnet med formelen NH4OH og kalt ammoniumhydroksid. Det er også betegnet som NH3H2O ​​og kalles ammoniakkhydrat.

Med oksygen danner ikke-metaller sure oksider. I noen oksider viser de en maksimal oksidasjonstilstand lik gruppetallet (for eksempel SO2, N2O5), mens den i andre er lavere (for eksempel SO2, N2O3). Syreoksider tilsvarer syrer, og av de to oksygensyrene til ett ikke-metall, er den der den har en høyere oksidasjonstilstand sterkere. For eksempel, Salpetersyre HNO3 er sterkere enn nitrogenholdig HNO2, og svovelsyre H2SO4 er sterkere enn svovelsyre H2SO3.

De mest typiske ikke-metallene har en molekylær struktur, mens de mindre typiske har en ikke-molekylær struktur. Dette forklarer forskjellen i egenskapene deres.

Krystallinsk bor B (som krystallinsk silisium) har et svært høyt smeltepunkt (2075°C) og høy hardhet. Den elektriske ledningsevnen til bor øker kraftig med økende temperatur, noe som gjør det mulig å bruke det mye i halvlederteknologi. Tilsetning av bor til stål og legeringer av aluminium, kobber, nikkel, etc. forbedrer deres mekaniske egenskaper.

Borider (forbindelser av bor med visse metaller, for eksempel titan: TiB, TiB2) er nødvendige ved fremstilling av jetmotordeler og gassturbinblader.

Som det fremgår av diagram nr. 2, har karbon C, silisium Si, bor B en lignende struktur og har noen felles egenskaper. Som enkle stoffer finnes de i to former - krystallinsk og amorf. Krystallinske modifikasjoner av disse elementene er svært vanskelig, med høye temperaturer smelting. Krystallinsk silisium har halvledende egenskaper.

Alle disse elementene danner forbindelser med metaller - karbider, silicider og borider (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Noen av dem har større hardhet, for eksempel Fe3C, TiB. Kalsiumkarbid brukes til å produsere acetylen. Hvis vi sammenligner arrangementet av elektroner i orbitaler i atomene til fluor, klor og andre halogener, kan vi bedømme deres særegne egenskaper. Fluoratomet har ingen frie orbitaler. Derfor kan fluoratomer bare vise valens I og oksidasjonstilstand - 1. I atomene til andre halogener, for eksempel i kloratomet, er det frie d-orbitaler på samme energinivå. Takket være dette kan elektronparing skje på tre forskjellige måter.

I det første tilfellet kan klor ha en oksidasjonstilstand på +3 og danne klorsyre HClO2, som tilsvarer salter - kloritt, for eksempel kaliumkloritt KClO2.

I det andre tilfellet kan klor danne forbindelser hvor oksidasjonstilstanden til klor er +5. Slike forbindelser inkluderer klorsyre HClO3 og dens salter - klorater, for eksempel kaliumklorat KClO3 (Bertholletsalt).

I det tredje tilfellet viser klor en oksidasjonstilstand på +7, for eksempel i perklorsyre HClO4 og i dets salter - perklorater, for eksempel i kaliumperklorat KClO4.

Oksygen- og hydrogenforbindelser av ikke-metaller. en kort beskrivelse av deres eiendommer.

Med oksygen danner ikke-metaller sure oksider. I noen oksider viser de en maksimal oksidasjonstilstand lik gruppetallet (for eksempel SO2, N2O5), mens den i andre er lavere (for eksempel SO2, N2O3). Syreoksider tilsvarer syrer, og av de to oksygensyrene til ett ikke-metall, er den der den har en høyere oksidasjonstilstand sterkere. For eksempel er salpetersyre HNO3 sterkere enn salpetersyre HNO2, og svovelsyre H2SO4 er sterkere enn svovelsyre H2SO3.

Egenskaper for oksygenforbindelser av ikke-metaller:

1. Egenskapene til høyere oksider (dvs. oksider som inneholder et element av en gitt gruppe med høyest oksidasjonstilstand) endres gradvis fra basiske til sure i perioder fra venstre til høyre;

2. I grupper fra topp til bunn svekkes de sure egenskapene til høyere oksider gradvis. Dette kan bedømmes ut fra egenskapene til syrene som tilsvarer disse oksidene;

3. Økningen i de sure egenskapene til høyere oksider av de tilsvarende elementene i perioder fra venstre til høyre forklares av en gradvis økning i den positive ladningen til ionene til disse elementene;

4. I hovedundergruppene av det periodiske systemet av kjemiske elementer, i retning fra topp til bunn, reduseres de sure egenskapene til høyere oksider av ikke-metaller.

Med metaller danner hydrogen (med noen unntak) ikke-flyktige forbindelser, som er faste stoffer med ikke-molekylær struktur. Derfor er deres smeltepunkter relativt høye.

Med ikke-metaller danner hydrogen flyktige forbindelser med molekylær struktur. Under normale forhold er dette gasser eller flyktige væsker.

I perioder fra venstre til høyre øker de sure egenskapene til flyktige hydrogenforbindelser av ikke-metaller i vandige løsninger. Dette forklares med det faktum at oksygenioner har frie elektronpar, og hydrogenioner har en fri orbital, så skjer en prosess som ser slik ut:

H2O + HF > H3O + F

Hydrogenfluorid i en vandig løsning eliminerer positive hydrogenioner, dvs. har sure egenskaper. Denne prosessen forenkles også av en annen omstendighet: oksygenionet har et ensomt elektronpar, og hydrogenionen har en fri orbital, på grunn av hvilken en donor-akseptorbinding dannes.

Når ammoniakk er oppløst i vann, skjer den motsatte prosessen. Og siden nitrogenioner har et ensomt elektronpar, og hydrogenioner har en fri orbital, oppstår en ekstra binding og ammoniumioner NH4+ og hydroksydioner OH- dannes. Som et resultat får løsningen grunnleggende egenskaper. Denne prosessen kan uttrykkes med formelen:

oksidasjonsmetallmolekyl

H2O + NH3 > NH4 + OH

Ammoniakkmolekyler i en vandig løsning fester positive hydrogenioner, dvs. ammoniakk viser grunnleggende egenskaper.

La oss nå se på hvorfor hydrogenforbindelsen av fluor - hydrogenfluorid HF - i en vandig løsning er en syre, men svakere enn saltsyre. Dette forklares med at radiene til fluorioner er mye mindre enn for klorioner.

Derfor tiltrekker fluorioner hydrogenioner mye sterkere enn klorioner. I denne forbindelse er graden av dissosiasjon av flussyre mye mindre enn for saltsyre, dvs. flussyre er svakere enn saltsyre.

Skrevet på Allbest.ru

...

Lignende dokumenter

Fysiske egenskaper til metaller og legeringer. Kjemiske egenskaper til metaller og legeringer. Legeringer. Krav til legeringer og legeringstyper. Testmetoder for trykking av legeringer. Metaller og legeringer brukt i trykking.

sammendrag, lagt til 09.06.2006


Grunnleggende egenskaper ved atomer. Forholdet mellom syre-base-egenskapene til oksidet og elektronegativitet. Inndeling av grunnstoffer i metaller og ikke-metaller. Typer kjemiske bindinger. Ordninger for dannelse av molekyler av enkle stoffer, karbondioksid. Generelt begrep om valens.

foredrag, lagt til 22.04.2013


Krystallstruktur av niob, gull og deres legeringer; antall og plassering av internoder. Nb-V systemtilstandsdiagram; graf over avhengigheten av krystallgitterperioden av legeringssammensetningen; stereografiske projeksjoner; krystallografiske beregninger.

kursarbeid, lagt til 05.09.2013


Konseptet med oksidasjonstilstanden til elementer i uorganisk kjemi. Fremstilling av SiO2-filmer ved termisk oksidasjon. Analyse av påvirkningen av teknologiske parametere på prosessen med silisiumoksidasjon. Faktorer som påvirker produksjonshastigheten og kvaliteten på SiO2-filmer.

sammendrag, lagt til 12.03.2014


Generell informasjon om egenskapene til d-elementer. Oksidasjonstilstander. Kompleksdannelse, metalloporfyriner. Generell informasjon om biologisk rolle d-elementer: jern, kobber, kobolt, mangan, molybden. Oscillerende reaksjoner. Briggs-Rauscher reaksjonsmetode.

kursarbeid, lagt til 23.11.2015


Tegne opp ligninger av redoksreaksjoner ved hjelp av elektronisk balansemetode. Oksydasjonstilstanden er den betingede ladningen til et grunnstoffs atom. Vanlige reduksjonsmidler. Frie ikke-metaller som blir negative ioner. Effekt av konsentrasjon.

presentasjon, lagt til 17.05.2014


Grunnleggende egenskaper ved atomer, beregning av deres radius og energiindikatorer. Ioniseringsenergi eller ioniseringspotensial. Affiniteten til et atom for elektroner. Elektronegativitet og Pauling-skalaen. Prinsipper for separasjon av elementer i metaller og ikke-metaller.

presentasjon, lagt til 22.04.2013


Konseptet med ammoniakk, deres bruk i kjemisk analyse. Kjennetegn og egenskaper ved nitrogen, molekylær struktur. Oksidasjonstilstander av nitrogen i forbindelser. Form av ammoniakkmolekyl. Gjennomføre et eksperiment for å studere egenskapene til ammoniakk, kobber og nikkel.

kursarbeid, lagt til 10/02/2013


Metaller er enkle stoffer som har karakteristiske egenskaper under normale forhold. Metaller er kjemiske grunnstoffer preget av evnen til å donere eksterne elektroner. Typer klassifisering av metaller. Inndeling av metaller i intransitive og transitional.

sammendrag, lagt til 15.03.2009


Grunnleggende tilnærminger av den potensielle metoden. Egenskaper og struktur til kovalente krystaller. Krystallstruktur av metaller. Moderne konsepter av metallfysikk. De viktigste ulempene med frielektronmodellen. Estimering av bindingsenergi i metaller.

Ikke-metaller - dette er kjemiske grunnstoffer som danner i fri tilstand enkle stoffer som ikke har fysiske og kjemiske egenskaper metaller

Dette er de 22 elementene i det periodiske systemet: bor B, karbon C, silisium Si, nitrogen N, fosfor P, arsen As, oksygen O, svovel S, selen Se, tellur Te, hydrogen H, fluor F, klor Cl, brom Br, jod I, astatin At; samt edelgasser: helium He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe, radon Rn.

Fysiske egenskaper
Ikke-metalliske elementer danner enkle stoffer som under normale forhold eksisterer i forskjellige aggregeringstilstander:

gasser (edelgasser: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn; hydrogen H2, oksygen O2, nitrogen N2, fluor F2, klor Cl2.),

væske (brom Br2),

faste stoffer (jod I2, karbon C, silisium Si, svovel S, fosfor P, etc.).

Ikke-metalliske atomer danner en mindre tettpakket struktur enn metaller, der kovalente bindinger eksisterer mellom atomene. Som regel er det ingen frie elektroner i krystallgitteret til ikke-metaller. I denne forbindelse leder ikke-metallfaste stoffer, i motsetning til metaller, varme og elektrisitet dårlig og har ikke plastisitet.
Innhenting av ikke-metaller

Metoder for å oppnå ikke-metaller er forskjellige og spesifikke; det er ingen generelle tilnærminger. La oss se på hovedmetodene for å produsere noen ikke-metaller.

Produksjon av halogener. De mest aktive halogenene - fluor og klor - oppnås ved elektrolyse. Fluor – elektrolyse av KHF-smelte 2 , klor - ved elektrolyse av en smelte eller løsning av natriumklorid:

2G - - 2 = G 2 .

Andre halogener kan også produseres ved elektrolyse eller ved fortrengning fra deres salter i løsning ved bruk av et mer aktivt halogen:

Cl 2 + 2NaI = 2NaCl + I 2 .

Hydrogenproduksjon. Den viktigste industrielle metoden for å produsere hydrogen er metankonvertering (katalytisk prosess):

CH 4 +H 2 O=CO+3H 2 .

Fremstilling av silisium. Silisium oppnås ved reduksjon med koks fra silika:

SiO 2 + 2C = Si + 2CO.

Innhenting av fosfor. Fosfor oppnås ved reduksjon fra kalsiumfosfat, som er en del av apatitt og fosforitt:

Ca 3 (P.O. 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

Oksygen og nitrogen oppnådd ved fraksjonert destillasjon av flytende luft.

Svovel og karbon finnes i naturen i naturlig form.

Selen og tellur hentet fra avfall fra produksjon av svovelsyre, siden disse elementene forekommer i naturen sammen med svovelforbindelser.

Arsenikk er oppnådd fra arsen pyritt i henhold til et komplekst transformasjonsskjema, inkludert stadiene med å oppnå oksidet og redusere oksidet med karbon.

Bor oppnås ved å redusere boroksid med magnesium.

Kjemiske egenskaper
1. De oksiderende egenskapene til ikke-metaller viser seg når de interagerer med metaller
4Al + 3C = Al4C3
2. Ikke-metaller spiller rollen som et oksidasjonsmiddel når de interagerer med hydrogen
H2 + F2 = 2HF
3 Ethvert ikke-metall fungerer som et oksidasjonsmiddel i reaksjoner med metaller som har lav EO
2P + 5S = P2S5
4. Oksiderende egenskaper viser seg i reaksjoner med noen komplekse stoffer
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
5. Ikke-metaller kan spille rollen som et oksidasjonsmiddel i reaksjoner med komplekse stoffer
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
6. Alle ikke-metaller fungerer som reduksjonsmidler når de interagerer med oksygen
4P + 5O2 = 2P2O5
7. Mange ikke-metaller fungerer som reduksjonsmidler i reaksjoner med komplekse oksiderende stoffer
S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
8. Karbon og hydrogen har de sterkest reduserende egenskapene
ZnO + C = Zn + CO;
CuO + H2 = Cu + H2O
9. Det er også reaksjoner der samme ikke-metall både er et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel. Dette er reaksjoner av selvoksidasjon-selvreduksjon (disproporsjonering)
Cl2 + H2O =HCl + HClO

Påføring av ikke-metaller

Hydrogen brukes i kjemisk industri for syntese av ammoniakk, hydrogenklorid og metanol, og brukes til hydrogenering av fett. Brukes som reduksjonsmiddel i produksjon av mange metaller, som molybden og wolfram, fra deres forbindelser.

Klor brukes til produksjon av saltsyre, vinylklorid, gummi og mange organisk materiale og plast, i tekstil- og papirindustrien brukes de som blekemiddel, og i hverdagen - for å desinfisere drikkevann.

Brom og jod brukt i syntesen av polymermaterialer, for fremstillingen medisiner og så videre.

Oksygen brukes i brenselforbrenning, ved smelting av støpejern og stål, for sveising av metaller, og er nødvendig for organismers liv.

Svovel brukes til produksjon av svovelsyre, fremstilling av fyrstikker, krutt og skadedyrbekjempelse Jordbruk og behandling av visse sykdommer, i produksjon av fargestoffer, eksplosiver, fosfor.

Nitrogen og fosfor brukt i produksjonen mineralgjødsel, nitrogen brukes i syntesen av ammoniakk, for å skape en inert atmosfære i lamper, og brukes i medisin. Fosfor brukes i produksjonen av fosforsyre.

Diamant brukes i bearbeiding av harde produkter, i boreoperasjoner og smykker,grafitt – for produksjon av elektroder, digler for smelting av metaller, i produksjon av blyanter, gummi, etc.

IKKE-METALLER naturlige forbindelser anvendelse av deres bearbeidede produkter

Å være i naturen .

Innfødte elementer

Nitrogen og oksygen, inerte gasser i luften

Svovel

Grafitt C

Almaz S

Å være i naturen

← Apatity R

Halite NaCl →

← FeS 2 pyritt

Kvarts SiO 2 →

Ikke-metaller - Dette er kjemiske grunnstoffer som kan oppvise egenskaper som f.eks oksidasjonsmiddel (aksepterer elektroner), og reduksjonsmiddel (donere elektroner).

NEM – elementer med høy OEO (2 - 4)

Unntak: fluor – bare et oksidasjonsmiddel,

inerte gasser – kan bare donere elektroner.

Helium, neon og argon - ikke danner forbindelser.

Forbindelser av ikke-metaller.

• Oksider – bare surt

SÅ 3 ,SÅ 2 , CO 2 og andre.

• (unntatt NEI Og CO – likegyldig)
• Hydroksyder – bare syrer

H 2 SÅ 4 , H 2 SÅ 3 ,H 2 CO 3 og andre

Dann flyktige forbindelser med hydrogen HCl, NH 3 …

POSISJON i PSHE

Jeg EN

II EN

III EN

IV EN

V EN

5 B

VI EN

6 C

VII EN

14 Si

1 H

7 N

VIII EN

15 P

8 O

16 S

2 Han

9 F

33 Som

34 Se

10 Ne

17 Cl

35 Br

52 Te

18 Ar

36 Kr

53 Jeg

54 Xe

85 På

86 Rn

ELEMENTER - IA,IIIA,IVA

PNICTOGENER -VA

CHALCOGENS - VIA

HALOGENER - VIIA

INERT GASS- VIIIA

Struktur av HeM-atomer

1. Grunnstoffene befinner seg i hovedundergruppene i gruppene III–VIII (A).

2. På siste nivå er det 3 – 7(8) elektroner.

3. Atomets radius avtar

4. Ikke-metalliske egenskaper

I løpet av perioden – økning

I en gruppe - reduksjon

Struktur av HeM-atomer

• 5. Høy elektronegativitet.
• 6. De tar imot elektroner og gir dem bort.
• 7. HeM → syreoksid → syre
• 8. Flyktige hydrogenforbindelser

(syrer, baser og likegyldig)

• Aggregeringstilstand .

• Gassformig - nitrogen, oksygen, klor, inerte gasser, hydrogen.
• Væske - brom,
• Faste stoffer - svovel, fosfor, karbon...

• Løselighet i vann.

• Uløselig.

• Forholdet til elektrisk strøm.

• Ikke-ledende: svovel, oksygen...
• Ledere: grafitt
• Halvledere: Silisium

Struktur av ikke-metaller .

• Molecular (HeM), hvor

• Inerte gasser He, Ar, Ne...
• H 2, Cl 2, N 2 ...
• P 4 hvit
• Pn rød

• Atomstruktur

• (C) n-diamant, grafitt;
• (Si)n silisium;
• (B) n bor

De fleste ikke-metaller har en solid aggregeringstilstand

Svovel er et gult krystallinsk stoff

Rødt fosfor

Karbon (kull)

Ikke-metaller er lett løselige i vann

Kull

Fosfor

Svovel blir ikke fuktet av vann

• 1. Reager med metaller.

• 2. Med oksygen.
• 3. Med hydrogen.
• 4. Med syrer.
• 5. Med alkalier.
• 6. Med salter.