Nemetali. opće karakteristike

dio I

1. Položaj nemetala (NM) u periodnom sustavu.

Na dijagonali B-At i iznad nje nemetali su smješteni u 6 skupina. Ukupno, od 114 elemenata, 22 pripadaju NM.

2. Značajke strukture NM atoma:
1) mali atomski radijus
2) broj elektrona po vanjska razina 4-8.

3. NM imaju svojstvo alotropije- fenomen postojanja jedne kem. element u obliku 2 ili više jednostavnih tvari.

4. Popuni tablicu "Uzroci alotropije".

5. NM - jednostavne tvari i slobodni atomi pokazuju i oksidirajuća i redukcijska svojstva.

Popuni tablicu "Kemijska svojstva nemetala".

Zapišite reakcijske jednadžbe, razmotrite ih u svjetlu oksidacijsko-redukcijskih procesa.

6. Popunite tablicu "Sastav zraka".

Dio II

1. Zapišite redoslijed kojim se njegove glavne komponente "isključuju" iz tekućeg zraka.
1) dušik N2 (tk) \u003d -196 ⁰S
2) argon Ar (tk) = -186 ⁰S
3) kisik O2 (tk) = -183 ⁰S

2. Molarni volumen zraka ima masu 29 g. Vrijednost koja pokazuje koliko puta molekulska masa svaki plin teži od M zraka naziva se relativna gustoća ovaj plin u zraku i označava se s Dair.
Pronađite Dair za:

3. Koliki se volumen svake od tri glavne komponente zraka može dobiti iz 500 m3 zraka?

4. Dopunite shemu "Uloga zraka u prirodi i životu čovjeka".

5. Povezati plin prikupljen metodom istiskivanja zraka s položajem posude.

6. Odaberite pojave koje uzrokuje njegova prisutnost u zraku sastavni dijelovi: 1) nasumično; 2) varijable. Od slova koja odgovaraju točnim odgovorima napravit ćete imena kemijski elementi– nemetali:
1) dušik; 2) sumpor.
a) smog - 1
b) efekt staklenika - 2
c) gripa - 1
d) ozonske rupe - 2
e) alergija na cvjetnice - 1
f) magla - 2
g) kisele kiše - 1
h) svježi zrak u borovim šumama - 2

Nemetali su elementi koji se po fizičkim i kemijskim svojstvima bitno razlikuju od metala. Razlog njihove razlike mogao bi se detaljno objasniti samo u krajem XIX stoljeća nakon otkrića elektronička struktura atom. Koja je posebnost nemetala? Koje su kvalitete karakteristične za njihov dan? Idemo to shvatiti.

Nemetali - što je to?

Pristup razdvajanju elemenata na metale i nemetale dugo je postojao u znanstvenoj zajednici. Prvi elementi u periodnom sustavu Mendeljejeva obično uključuju 94 elementa. Mendeljejevljevi nemetali uključuju 22 elementa. U oni zauzimaju gornji desni kut.

U slobodnom obliku, nemetali su jednostavne tvari, glavna značajkašto je odsutnost karakterističnih metalnih svojstava. Mogu biti u svim agregacijskim stanjima. Dakle, jod, fosfor, sumpor, ugljik nalaze se u obliku čvrstih tvari. Plinovito stanje je karakteristično za kisik, dušik, fluor itd. Tek brom je tekućina.

U prirodi nemetalni elementi mogu postojati i u obliku jednostavnih tvari i u obliku spojeva. Sumpor, dušik, kisik nalaze se u nevezanom obliku. U spojevima tvore borate, fosfate itd. U tom obliku prisutni su u mineralima, vodi, stijenama.

Razlika od metala

Nemetali su elementi koji se razlikuju od metala izgled, struktura i kemijska svojstva. Oni posjeduju veliki broj nesparene elektrone na vanjskoj razini, što znači da su aktivniji u oksidativnim reakcijama i lakše pričvršćuju dodatne elektrone na sebe.

Karakteristična razlika između elemenata uočena je u strukturi kristalne rešetke. U metalima je metalna. U nemetalima može biti dvije vrste: atomski i molekularni. Atomska rešetka daje tvarima tvrdoću i povećava točku taljenja; karakteristična je za silicij, bor i germanij. Klor, sumpor, kisik imaju molekularnu rešetku. To im daje volatilnost i malo tvrdoće.

Unutarnja struktura elemenata određuje njihova fizička svojstva. Metali imaju karakterističan sjaj, dobru vodljivost struje i topline. Tvrdi su, duktilni, savitljivi, imaju mali raspon boja (crne, nijanse sive, ponekad žućkaste).

Nemetali su tekući, plinoviti ili nesjajni i savitljivi. Boje im se jako razlikuju i mogu biti crvena, crna, siva, žuta itd. Gotovo svi nemetali su loši vodiči struje (osim ugljika) i topline (osim crnog fosfora i ugljika).

Kemijska svojstva nemetala

NA kemijske reakcije nemetali mogu djelovati i kao oksidacijski i kao redukcijski agensi. U interakciji s metalima, oni preuzimaju elektrone, pokazujući tako oksidirajuća svojstva.

U interakciji s drugim nemetalima, ponašaju se drugačije. U takvim reakcijama manje elektronegativni element djeluje kao redukcijsko sredstvo, dok elektronegativniji element djeluje kao oksidacijsko sredstvo.

S kisikom gotovo svi (osim fluora) nemetali djeluju kao redukcijski agensi. U interakciji s vodikom, mnoga su oksidirajuća sredstva, nakon čega tvore hlapljive spojeve.

Neki nemetalni elementi imaju sposobnost formiranja nekoliko jednostavnih tvari ili modifikacija. Taj se fenomen naziva alotropija. Na primjer, ugljik postoji u obliku grafita, dijamanta, karabina i drugih modifikacija. Kisik ih ima dva - ozon i sam kisik. Fosfor dolazi u crvenoj, crnoj, bijeloj i metalnoj boji.

Nemetali u prirodi

Nemetali se nalaze posvuda u različitim količinama. Oni su dio zemljine kore, dio su atmosfere, hidrosfere, prisutni su u svemiru i u živim organizmima. NA svemir Najčešći su vodik i helij.

Na Zemlji je situacija sasvim drugačija. Najvažniji sastojci zemljine kore su kisik i silicij. Oni čine više od 75% njegove mase. I ovdje najmanji iznosčini jod i brom.

U sastavu morske vode kisik čini 85,80%, a vodik - 10,67%. Njegov sastav također uključuje klor, sumpor, bor, brom, ugljik, fluor i silicij. U sastavu atmosfere dominiraju dušik (78%) i kisik (21%).

Nemetali kao što su ugljik, vodik, fosfor, sumpor, kisik i dušik važne su organske tvari. Oni podržavaju vitalnu aktivnost svih živih bića na našem planetu, uključujući ljude.

Svi trenutno poznati kemijski elementi imaju zajednički "dom" - periodni sustav. Međutim, oni se tamo ne nalaze kako bi trebali, već u strogom redoslijedu, u određenom slijedu. Jedan od glavnih kriterija po kojem se razvrstavaju svi atomi su karakteristike.

Nemetali i predstavnici metalni elementi- to je osnova na kojoj se temelji ne samo njihova podjela unutar tablice, već i opseg ljudske primjene. Pogledajmo pobliže nemetale i njihove karakteristike.

Položaj u periodnom sustavu

Ako promatramo sustav kemijskih elemenata kao cjelinu, tada možemo odrediti položaj nemetala na sljedeći način:

Gornji desni kut.
Iznad uvjetne granice dijagonala od bora do astatina.
Glavne podskupine s IV-VIII grupom.

Očito je njihov broj očito inferiorniji od broja metala. Što se tiče brojčanog omjera, to će biti otprilike 25/85. Međutim data činjenica ni na koji način ne umanjuje njihov značaj i važnost. Istodobno, fizička svojstva nemetala mnogo su raznolikija od onih njihovih "protivnika".

Vrste jednostavnih spojeva nemetala

Definirano je nekoliko glavnih kategorija kojima pripadaju svi poznati elementi koji se razmatraju. Fizička svojstva- nemetali - omogućuju vam da ih podijelite na:

teško;
plinoviti;
tekućina.

Istodobno, postoji posebna skupina elemenata - plemeniti plinovi. Po svojim karakteristikama ne spadaju ni u jednu od navedenih kategorija.

Plinoviti nemetali

Ima ih dovoljno. To uključuje takve jednostavne tvari kao što su:

kisik;
dušik;
halogeni klor i fluor;
vodik;
bijeli fosfor;
ozon.

Međutim, to je moguće pod uvjetom standardnih parametara. okoliš. Kristalna rešetka ovih predstavnika je molekularna, vrsta kemijske veze u molekulama je kovalentna nepolarna. Fizička svojstva skupine su slična. Posjeduju:

kompresibilnost;
sposobnost neograničenog miješanja;
rastegljivost;
ispuniti cijeli volumen posude.

Među tim tvarima dvije su otrovne - klor i Vrlo opasni spojevi koji guše. Istodobno, klor je žuto-zeleni plin, fosfor je bijel, lako zapaljiv na zraku.

Kisik i ozon su dobri oksidanti. Prvi je stalna komponenta zraka, neophodna za život većine organizama. Drugi nastaje nakon grmljavine pod djelovanjem električnih pražnjenja munje na kisik u zraku. Ima ugodan svježi miris.

Tekući nemetali

Fizička svojstva nemetala ove skupine mogu se opisati karakteriziranjem samo jedne tvari - broma. Budući da je samo to tekućina u normalnim uvjetima među svim predstavnicima razmatrane skupine elemenata.

To je tamnosmeđa tekućina, dosta teška, koja je najjači otrov. Čak i pare broma mogu uzrokovati složene, neiscjeljujuće Dugo vrijemečirevi na rukama. Miris mu je vrlo neugodan, po čemu je element i dobio ime (u prijevodu bromos - smrdljiv).

Po svojim kemijskim karakteristikama brom je oksidacijsko sredstvo za metale i redukcijsko sredstvo za jače nemetale od njega samog.

Unatoč tim značajkama, ioni broma moraju biti prisutni u ljudskom tijelu. Bez toga nastaju bolesti povezane s hormonskim poremećajima.

Čvrsti predstavnici

Većina nemetala pripada jednostavnim tvarima u ovoj kategoriji. Ovo je:

sav ugljik;
crveni i crni fosfor;
sumpor;
silicij;
arsen;
jedna od modifikacija kositra.

Svi oni imaju prilično čvrste, ali krhke tvari. Crni fosfor je suhi spoj koji je mastan na dodir. Crvena je pastozna masa.

Najtvrđi od svih ovih tvari je dijamant, vrsta ugljika. Fizički i Kemijska svojstva nemetali ove skupine su vrlo različiti, budući da se neki od njih nalaze daleko jedan od drugog u tablici. To znači da će stupanj oksidacije, izražena kemijska aktivnost, priroda spojeva - svi ti pokazatelji varirati.

Zanimljiv nemetal u čvrstom stanju je jod. Njegovi kristali sjaje na rezu, pokazujući tako sličnost s metalima. To ne čudi, jer se nalazi gotovo na granici s njima. Ova tvar također ima posebno svojstvo - sublimaciju. Kada se zagrije, jod prelazi u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje. Parovi imaju svijetlu ljubičastu zasićenu boju.

Fizička svojstva nemetala: tablica

Kako bi se lakše naznačilo što su nemetali, bolje je napraviti generalizirajuću tablicu. Pokazat će koja su zajednička fizička svojstva nemetala, a koje su njihove razlike.

fizičko vlasništvo	Primjer nemetala
pod normalnim uvjetima	Sva tri su karakteristična: čvrsta (sumpor, ugljik, silicij i drugi), plinovita (npr. halogeni), tekućina (brom)
Električna i toplinska vodljivost	Nije karakteristično za ništa osim ugljika i crnog fosfora
Bojanje jednostavne tvari	Vrlo raznoliko. Primjer: brom je crven, sumpor je žut, kristali joda su tamnoljubičasti, ugljik u obliku grafita je tamno siv, klor je žutozeleni i tako dalje.
metalni sjaj	Karakteristično samo za kristalni jod
Savitljivost i duktilnost	Potpuno nedostaje. svi čvrste tvari- krhki, osim dijamanta i nekih oblika silicija

Očito je da u fizičkim svojstvima nemetala više prevladavaju razlike nego sličnosti. Ako je za metale moguće razlikovati nekoliko karakteristika pod koje će svaka od njih potpasti, onda je za elemente koje smo razmatrali to nemoguće.

1. Položaj metala u tablici elemenata

Metali se nalaze uglavnom u lijevom i donjem dijelu PSCE-a. To uključuje:

2. Struktura atoma metala

Atomi metala obično imaju 1-3 elektrona na vanjskoj energetskoj razini. Njihovi atomi imaju veliki radijus i lako doniraju valentne elektrone, t.j. pokazuju obnavljajuća svojstva.

3. Fizička svojstva metala

Promjena električne vodljivosti metala tijekom njegovog zagrijavanja i hlađenja

metalni spoj - ovo je veza koju slobodni elektroni provode između kationa u metalnoj kristalnoj rešetki.

4. Dobivanje metala

1. Obnavljanje metala iz oksida ugljenom ili ugljičnim monoksidom

Me x O y + C \u003d CO 2 + Me ili Me x O y + CO \u003d CO 2 + Me

2. Sulfidno prženje nakon čega slijedi redukcija

1 faza - Me x S y + O 2 \u003d Me x O y + SO 2

Faza 2 -Me x O y + C \u003d CO 2 + Me ili Me x O y + CO \u003d CO 2 + Me

3 Aluminotermija (oporavak aktivnijim metalom)

Me x O y + Al \u003d Al 2 O 3 + Me

4. hidrotermija - za dobivanje metala visoke čistoće

Me x O y + H 2 = H 2 O + Me

5. Obnavljanje metala električnom strujom (elektroliza)

1) Alkalna i zemnoalkalijskih metala dobiveni u industriji elektrolizom sol se topi (kloridi):

2NaCl - talina, elektr. Trenutno. → 2 Na + Cl 2

CaCl 2 - talina, el. Trenutno.→ Ca + Cl2

topi se hidroksid:

4NaOH - talina, elektr. Trenutno.→ 4 Na + O 2 + 2 H 2 O

2) Aluminij industrijski proizveden elektrolizom talina aluminijevog oksida ja u kriolitu Na 3 AlF 6 (iz boksita):

2Al 2 O 3 - topiti u kriolitu, elektr. Trenutno.→ 4 Al + 3 O 2

3) Elektroliza vodenih otopina soli koristiti za dobivanje metala srednje aktivnosti i neaktivnih:

2CuSO 4 + 2H 2 O - otopina, elektr. Trenutno.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Pronalaženje metala u prirodi

Najčešći u Zemljina kora metal je aluminij. Metali se nalaze i u spojevima i u slobodnom obliku.

1. Aktivan - u obliku soli (sulfati, nitrati, kloridi, karbonati)

2. Srednja aktivnost – u obliku oksida, sulfida ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

3. Plemeniti - u slobodnom obliku ( Au, Pt, Ag)

KEMIJSKA SVOJSTVA METALA

Opća kemijska svojstva metala prikazana su u tablici:

ZADACI ZA POJAČANJE

broj 1. Završi jednadžbe izvedivo reakcije imenuju produkte reakcije

Li + H 2 O \u003d

Cu + H 2 O \u003d

Al + H 2 O \u003d

Ba + H 2 O =

Mg + H 2 O \u003d

Ca+HCl=

Na + H 2 SO 4 (K) \u003d

Al + H 2 S \u003d

Ca + H 3 PO 4 \u003d

HCl + Zn =

H 2 SO 4 (do) + Cu \u003d

H2S + Mg =

HCl + Cu =

HNO 3 (K) + C u =

H 2 S + Pt =

H3PO4 + Fe =

HNO3 (p)+ Na=

Fe + Pb(NO 3) 2 =

broj 2. Završi UHR, rasporedi koeficijente metodom elektroničke ravnoteže, naznači oksidacijsko sredstvo (reduciranje):

Al + O 2 \u003d

Li + H 2 O =

Na + HNO3 (k) =

Mg + Pb (NO 3) 2 \u003d

Ni + HCl =

Ag + H 2 SO 4 (k) \u003d

broj 3. Umetnite znakove koji nedostaju umjesto točaka (<, >ili =)

Naboj jezgre	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Broj energetskih razina	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Broj vanjskih elektrona	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Radijus atoma	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Restorativna svojstva	Li…Rb	Na… Al	Ca…K

broj 4. Završi UHR, rasporedi koeficijente metodom elektroničke ravnoteže, naznači oksidacijsko sredstvo (reduciranje):

K + O 2 \u003d

Mg + H 2 O \u003d

Pb + HNO3 (p) =

Fe + CuCl 2 \u003d

Zn + H2SO4 (p) \u003d

Zn + H2SO4 (k) \u003d

broj 5. Riješite testne zadatke

1. Odaberite grupu elemenata koja sadrži samo metale:

A) Al, As, P; B) Mg, Ca, Si; B) K, Ca, Pb

2. Odaberite skupinu u kojoj postoje samo jednostavne tvari - nemetali:

A) K2O, SO2, SiO2; B) H2, Cl2, I2; B) Ca, Ba, HCl;

3. Navedite što je zajedničko u strukturi atoma K i Li:

A) 2 elektrona na posljednjem sloju elektrona;

B) 1 elektron na posljednjem sloju elektrona;

NA) isti broj elektronskih slojeva.

4. Metalni kalcij pokazuje svojstva:

A) oksidacijsko sredstvo

B) redukcijsko sredstvo;

C) oksidacijsko ili redukcijsko sredstvo, ovisno o uvjetima.

5. Metalna svojstva natrija su slabija od onih -

A) magnezij; B) kalij; C) litij.

6. Neaktivni metali uključuju:

A) aluminij, bakar, cink; B) živa, srebro, bakar;

C) kalcij, berilij, srebro.

7. Što je fizičko svojstvo nije zajedničko za sve metale:

A) električna vodljivost, B) toplinska vodljivost,

C) čvrsto stanje agregacije u normalnim uvjetima,

D) metalni sjaj

Dio B. Odgovor na zadatke ovog dijela je skup slova koje treba zapisati

Postavite utakmicu.

S povećanjem rednog broja elementa u glavnoj podskupini skupine II Periodični sustav svojstva elemenata i tvari koje tvore mijenjaju se na sljedeći način: