Non metalli. caratteristiche generali

Parte I

1. La posizione dei non metalli (NM) nel sistema periodico.

Sulla diagonale di B-At e sopra, i non metalli si trovano in 6 gruppi. In totale, su 114 elementi, 22 appartengono a NM.

2. Caratteristiche della struttura degli atomi NM:
1) piccolo raggio atomico
2) il numero di elettroni per livello esterno 4-8.

3. I NM hanno la proprietà dell'allotropia- il fenomeno dell'esistenza di una sostanza chimica. elemento sotto forma di 2 o più sostanze semplici.

4. Compilare la tabella "Cause dell'allotropia".

5. NM - sostanze semplici e atomi liberi presentano proprietà sia ossidanti che riducenti.

Compila la tabella "Proprietà chimiche dei non metalli".

Annotare le equazioni di reazione, considerarle alla luce dei processi di ossidoriduzione.

6. Completare la tabella "Composizione dell'aria".

Seconda parte

1. Annotare l'ordine in cui i suoi componenti principali "ribollono" dall'aria liquida.
1) azoto N2 (tk) \u003d -196 ⁰С
2) argon Ar (tê) = -186 ⁰С
3) ossigeno O2 (tk) = -183 ⁰С

2. Il volume molare dell'aria ha una massa di 29 g. Un valore che mostra quante volte massa molare viene chiamato qualsiasi gas più pesante di M aria densità relativa questo gas nell'aria ed è indicato da Dair.
Trova Dair per:

3. Quale volume di ciascuna delle tre componenti principali dell'aria può essere ottenuto da 500 m3 di aria?

4. Completa lo schema "Il ruolo dell'aria nella natura e nella vita umana".

5. Correlare il gas raccolto con il metodo dello spostamento d'aria con la posizione della nave.

6. Selezionare i fenomeni che sono causati dalla sua presenza nell'aria parti costitutive: 1) casuale; 2) variabili. Dalle lettere corrispondenti alle risposte corrette, farai nomi elementi chimici– non metalli:
1) azoto; 2) zolfo.
a) smog - 1
b) effetto serra - 2
c) influenza - 1
d) buchi dell'ozono - 2
e) allergia alle piante da fiore - 1
f) nebbia - 2
g) piogge acide - 1
h) aria fresca nelle pinete - 2

I non metalli sono elementi che differiscono significativamente nelle proprietà fisiche e chimiche dai metalli. Il motivo delle loro differenze potrebbe essere spiegato in dettaglio solo in fine XIX secolo dopo la scoperta struttura elettronica atomo. Qual è la particolarità dei non metalli? Quali qualità sono caratteristiche della loro giornata? Scopriamolo.

Non metalli: che cos'è?

L'approccio alla separazione degli elementi in metalli e non metalli esiste da tempo nella comunità scientifica. I primi elementi nella tavola periodica di Mendeleev di solito includono 94 elementi. I non metalli di Mendeleev includono 22 elementi. In occupano l'angolo in alto a destra.

Nella loro forma libera, i non metalli sono sostanze semplici, caratteristica principale che è l'assenza di proprietà metalliche caratteristiche. Possono trovarsi in tutti gli stati di aggregazione. Quindi, iodio, fosforo, zolfo, carbonio si trovano sotto forma di sostanze solide. Lo stato gassoso è caratteristico di ossigeno, azoto, fluoro, ecc. Solo il bromo è un liquido.

In natura, gli elementi non metallici possono esistere sia sotto forma di sostanze semplici che sotto forma di composti. Zolfo, azoto, ossigeno si trovano in forma non legata. Nei composti formano borati, fosfati, ecc. In questa forma sono presenti nei minerali, nell'acqua, nelle rocce.

Differenza dai metalli

I non metalli sono elementi diversi dai metalli aspetto, struttura e proprietà chimiche. Possiedono un largo numero elettroni spaiati a livello esterno, il che significa che sono più attivi nelle reazioni ossidative e si attaccano più facilmente elettroni aggiuntivi a se stessi.

Una caratteristica differenza tra gli elementi si osserva nella struttura del reticolo cristallino. Nei metalli, è metallico. Nei non metalli può essere di due tipi: atomico e molecolare. Il reticolo atomico conferisce alle sostanze durezza e aumenta il punto di fusione; è caratteristico del silicio, del boro e del germanio. Cloro, zolfo, ossigeno hanno un reticolo molecolare. Dà loro volatilità e un po' di durezza.

La struttura interna degli elementi determina le loro proprietà fisiche. I metalli hanno una lucentezza caratteristica, una buona conduttività di corrente e calore. Sono duri, duttili, malleabili, hanno una piccola gamma di colori (nero, sfumature di grigio, a volte giallastre).

I non metalli sono liquidi, gassosi o non brillanti e malleabili. I loro colori variano notevolmente e possono essere rosso, nero, grigio, giallo, ecc. Quasi tutti i non metalli sono cattivi conduttori di corrente (tranne carbonio) e calore (tranne fosforo nero e carbonio).

Proprietà chimiche dei non metalli

A reazioni chimiche i non metalli possono agire sia come agenti ossidanti che riducenti. Quando interagiscono con i metalli, assumono elettroni, mostrando così proprietà ossidanti.

Interagendo con altri non metalli, si comportano diversamente. In tali reazioni, l'elemento meno elettronegativo agisce come agente riducente, mentre l'elemento più elettronegativo agisce come agente ossidante.

Con l'ossigeno, quasi tutti i non metalli (tranne il fluoro) agiscono come agenti riducenti. Quando interagiscono con l'idrogeno, molti sono agenti ossidanti, che successivamente formano composti volatili.

Alcuni elementi non metallici hanno la capacità di formare diverse sostanze semplici o modificazioni. Questo fenomeno è chiamato allotropia. Ad esempio, il carbonio esiste sotto forma di grafite, diamante, carabina e altre modifiche. L'ossigeno ne ha due: l'ozono e l'ossigeno stesso. Il fosforo è disponibile in rosso, nero, bianco e metallico.

Non metalli in natura

I non metalli si trovano ovunque in quantità variabili. Fanno parte della crosta terrestre, fanno parte dell'atmosfera, dell'idrosfera, sono presenti nell'universo e negli organismi viventi. A spazio I più comuni sono l'idrogeno e l'elio.

Sulla Terra, la situazione è molto diversa. I costituenti più importanti della crosta terrestre sono ossigeno e silicio. Costituiscono oltre il 75% della sua massa. E qui importo minimo rappresenta lo iodio e il bromo.

Nella composizione dell'acqua di mare, l'ossigeno rappresenta l'85,80% e l'idrogeno il 10,67%. La sua composizione comprende anche cloro, zolfo, boro, bromo, carbonio, fluoro e silicio. Azoto (78%) e ossigeno (21%) dominano nella composizione dell'atmosfera.

I non metalli come carbonio, idrogeno, fosforo, zolfo, ossigeno e azoto sono sostanze organiche importanti. Supportano l'attività vitale di tutti gli esseri viventi sul nostro pianeta, comprese le persone.

Tutti gli elementi chimici attualmente conosciuti hanno una "casa" comune: la tavola periodica. Tuttavia, non si trovano lì come dovrebbe, ma in un ordine rigoroso, in una certa sequenza. Uno dei criteri principali con cui vengono classificati tutti gli atomi è le caratteristiche.

Non metalli e rappresentanti elementi metallici- questa è la base su cui si basa non solo la loro divisione all'interno della tabella, ma anche l'ambito dell'applicazione umana. Diamo un'occhiata più da vicino ai non metalli e alle loro caratteristiche.

Posizione nel sistema periodico

Se consideriamo il sistema degli elementi chimici nel suo insieme, possiamo determinare la posizione dei non metalli come segue:

1. Angolo in alto a destra.
2. Al di sopra del confine condizionale diagonale da boro ad astato.
3. Sottogruppi principali con il gruppo IV-VIII.

Ovviamente il loro numero è nettamente inferiore a quello dei metalli. In termini di rapporto numerico, questo sarà di circa 25/85. Tuttavia dato di fatto non ne sminuisce in alcun modo il significato e l'importanza. Allo stesso tempo, le proprietà fisiche dei non metalli sono molto più diverse di quelle dei loro "avversari".

Varietà di composti semplici di non metalli

Sono definite diverse categorie principali a cui appartengono tutti gli elementi noti in esame. Proprietà fisiche- non metalli - consentono di dividerli in:

• duro;
• gassoso;
• liquido.

Allo stesso tempo, esiste un gruppo speciale di elementi: i gas nobili. In base alle loro caratteristiche, non appartengono a nessuna delle categorie designate.

Non metalli gassosi

Ce ne sono abbastanza. Questi includono sostanze semplici come:

• ossigeno;
• azoto;
• alogeni cloro e fluoro;
• idrogeno;
• fosforo bianco;
• ozono.

Tuttavia, ciò è possibile a condizione di parametri standard. ambiente. Il reticolo cristallino di questi rappresentanti è molecolare, il tipo di legame chimico nelle molecole è covalente non polare. Le proprietà fisiche del gruppo sono simili. Possiedono:

• comprimibilità;
• la capacità di mescolarsi senza limiti;
• estensibilità;
• riempire l'intero volume della nave.

Tra queste sostanze, due sono velenose: il cloro e i composti molto pericolosi e asfissianti. Allo stesso tempo, il cloro è un gas giallo-verde, il fosforo è bianco, facilmente infiammabile nell'aria.

L'ossigeno e l'ozono sono buoni agenti ossidanti. Il primo è una componente costante dell'aria, necessaria per la vita della maggior parte degli organismi. Il secondo si forma dopo un temporale sotto l'azione delle scariche elettriche dei fulmini sull'ossigeno nell'aria. Ha un gradevole profumo fresco.

Non metalli liquidi

Le proprietà fisiche dei non metalli di questo gruppo possono essere descritte caratterizzando solo una sostanza: il bromo. Poiché solo è un liquido in condizioni normali tra tutti i rappresentanti del gruppo di elementi considerato.

È un liquido marrone scuro, piuttosto pesante, che è il veleno più forte. Anche i vapori di bromo possono causare complessi, non cicatrizzanti a lungo ulcere alle mani. Il suo odore è molto sgradevole, per cui l'elemento ha preso il nome (in traduzione, bromos - fetido).

Secondo le sue caratteristiche chimiche, il bromo è un agente ossidante per i metalli e un agente riducente per non metalli più forti di lui.

Nonostante queste caratteristiche, gli ioni bromo devono essere presenti nel corpo umano. Senza di esso, si verificano malattie associate a disturbi ormonali.

Rappresentanti solidi

La maggior parte dei non metalli appartiene a sostanze semplici in questa categoria. Questo è:

• tutto carbonio;
• fosforo rosso e nero;
• zolfo;
• silicio;
• arsenico;
• una delle modifiche di stagno.

Tutti hanno sostanze abbastanza solide, ma fragili. Il fosforo nero è un composto secco untuoso al tatto. Il rosso è una massa pastosa.

La più dura di tutte queste sostanze è il diamante, un tipo di carbonio. Fisico e Proprietà chimiche i non metalli di questo gruppo sono molto diversi, poiché alcuni di essi si trovano distanti l'uno dall'altro nella tabella. Ciò significa che il grado di ossidazione, l'attività chimica esibita, la natura dei composti: tutti questi indicatori varieranno.

Un interessante non metallo allo stato solido è lo iodio. I suoi cristalli brillano sul taglio, mostrando così la somiglianza con i metalli. Ciò non sorprende, perché si trova quasi al confine con loro. Questa sostanza ha anche una proprietà speciale: la sublimazione. Quando riscaldato, lo iodio passa allo stato gassoso, bypassando lo stato liquido. Le coppie hanno un colore saturo viola brillante.

Proprietà fisiche dei non metalli: tabella

Per facilitare l'indicazione di cosa sono i non metalli, è meglio costruire una tabella generalizzante. Mostrerà quali sono le proprietà fisiche comuni dei non metalli e quali sono le loro differenze.

proprietà fisica	Esempio di un non metallo
in condizioni normali	Tutti e tre sono caratteristici: solido (zolfo, carbonio, silicio e altri), gassoso (ad esempio alogeni), liquido (bromo)
Conducibilità elettrica e termica	Non caratteristico di nient'altro che carbonio e fosforo nero
Colorazione di una sostanza semplice	Molto vario. Esempio: il bromo è rosso, lo zolfo è giallo, i cristalli di iodio sono viola scuro, il carbonio sotto forma di grafite è grigio scuro, il cloro è giallo-verde e così via.
lucentezza metallica	Caratteristico solo per lo iodio cristallino
Malleabilità e duttilità	Completamente mancante. Tutti solidi- fragile, ad eccezione del diamante e di alcune forme di silicio

È ovvio che nelle proprietà fisiche dei non metalli le differenze prevalgono più delle somiglianze. Se per i metalli è possibile distinguere diverse caratteristiche sotto le quali ciascuna di esse cadrà, per gli elementi che abbiamo considerato questo è impossibile.

1. La posizione dei metalli nella tavola degli elementi

I metalli si trovano principalmente nella parte sinistra e inferiore della PSCE. Questi includono:

2. La struttura degli atomi di metallo

Gli atomi di metallo di solito hanno 1-3 elettroni a livello di energia esterna. I loro atomi hanno un raggio ampio e donano facilmente elettroni di valenza, ad es. presentano proprietà riparative.

3. Proprietà fisiche dei metalli

Modifica della conduttività elettrica di un metallo durante il riscaldamento e il raffreddamento

connessione metallica - questo è il legame che gli elettroni liberi realizzano tra i cationi in un reticolo cristallino metallico.

4. Ottenere metalli

1. Recupero di metalli da ossidi con carbone o monossido di carbonio

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

2. Tostatura al solfuro seguita da riduzione

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

Fase 2 -Me x O y + C \u003d CO 2 + Me o Me x O y + CO \u003d CO 2 + Me

3 Alluminotermia (recupero con un metallo più attivo)

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

4. Idrotermia - per ottenere metalli di elevata purezza

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

5. Recupero dei metalli mediante corrente elettrica (elettrolisi)

1) alcalino e metalli alcalino terrosi ottenuto nell'industria per elettrolisi il sale si scioglie (cloruri):

2NaCl - sciogliere, elettr. attuale. → 2 Na + Cl 2

CaCl 2 - sciogliere, elettr. attuale.→ Ca + Cl2

l'idrossido si scioglie:

4NaOH - sciogliere, elettr. attuale.→ 4 Na + O 2 + 2 H 2 O

2) Alluminio prodotto industrialmente per elettrolisi fusione di ossido di alluminio io in criolite Na 3 AlF 6 (da bauxite):

2Al 2 O 3 - sciogliere in criolite, elettr. attuale.→ 4 Al + 3 O 2

3) Elettrolisi di soluzioni acquose di sali utilizzo per ottenere metalli di media attività e inattivi:

2CuSO 4 + 2H 2 O - soluzione, elettr. attuale.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Trovare metalli in natura

Il più comune in la crosta terrestre il metallo è l'alluminio. I metalli si trovano sia in composti che in forma libera.

1. Attivo - sotto forma di sali (solfati, nitrati, cloruri, carbonati)

2. Attività media – sotto forma di ossidi, solfuri ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

3. Nobile - in forma libera ( Au, Pt, Ag)

PROPRIETÀ CHIMICHE DEI METALLI

Le proprietà chimiche generali dei metalli sono presentate nella tabella:

COMPITI DI RINFORZO

n. 1. Finisci le equazioni praticabile reazioni nominano i prodotti di reazione

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 (a) + Cu \u003d

H 2 S + Mg =

HCl + Cu =

HNO 3 (K) + C u =

H 2 S + Pt =

H 3 PO 4 + Fe =

HNO 3 (p)+ Na=

Fe + Pb(NO 3) 2 =

n. 2. Terminare UHR, disporre i coefficienti con il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante (agente riducente):

Al + O 2 \u003d

Li + H 2 O =

Na + HNO 3 (k) =

Mg + Pb (NO 3) 2 \u003d

Ni+HCl =

Ag + H 2 SO 4 (k) \u003d

Numero 3. Inserisci i caratteri mancanti invece dei punti (<, >o =)

Carica del nucleo	Li... Rb	Na... Al	Ca... K
Numero di livelli di energia	Li... Rb	Na... Al	Ca... K
Numero di elettroni esterni	Li... Rb	Na... Al	Ca... K
Raggio dell'atomo	Li... Rb	Na... Al	Ca... K
Proprietà ricostituenti	Li... Rb	Na... Al	Ca... K

n. 4. Terminare UHR, disporre i coefficienti con il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante (agente riducente):

K + O 2 \u003d

Mg + H 2 O \u003d

Pb + HNO 3 (p) =

Fe + CuCl 2 \u003d

Zn + H 2 SO 4 (p) \u003d

Zn + H 2 SO 4 (k) \u003d

n. 5. Risolvi compiti di prova

1.Selezionare un gruppo di elementi che contiene solo metalli: A) Al, As, P; B) Mg, Ca, Si; B) K, Ca, Pb 2. Seleziona un gruppo in cui sono presenti solo sostanze semplici - non metalli: A) K 2 O, SO 2, SiO 2; B) H 2 , CI 2 , I 2 ; B ) Ca, Ba, HCl; 3. Indica cosa è comune nella struttura degli atomi di K e Li: A) 2 elettroni sull'ultimo strato di elettroni; B) 1 elettrone sull'ultimo strato di elettroni; A) lo stesso numero strati elettronici. 4. Il calcio metallico presenta proprietà: A) un agente ossidante B) agente riducente; C) un agente ossidante o riducente, a seconda delle condizioni. 5. Le proprietà metalliche del sodio sono più deboli di quelle di - A) magnesio; B) potassio; C) litio. 6. I metalli inattivi includono: A) alluminio, rame, zinco B) mercurio, argento, rame; C) calcio, berillio, argento. 7. Qual è la proprietà fisica non è comune a tutti i metalli: A) conducibilità elettrica, B) conducibilità termica, C) stato solido di aggregazione in condizioni normali, D) lucentezza metallica

Parte B. La risposta ai compiti di questa parte è un insieme di lettere che dovrebbero essere scritte Imposta una corrispondenza. Con un aumento del numero ordinale dell'elemento nel sottogruppo principale del gruppo II Sistema periodico le proprietà degli elementi e delle sostanze che formano cambiano come segue: