Nemetāli. vispārīgās īpašības

I daļa

1. Nemetālu (NM) pozīcija Periodiskajā sistēmā.

Uz B-At diagonāles un virs tās nemetāli atrodas 6 grupās. Kopumā no 114 elementiem 22 pieder NM.

2. NM atomu uzbūves pazīmes:
1) mazs atomu rādiuss
2) elektronu skaits uz ārējais līmenis 4-8.

3. NM piemīt alotropijas īpašība- vienas ķīmijas esamības fenomens. elements 2 vai vairāku vienkāršu vielu veidā.

4. Aizpildiet tabulu "Allotropijas cēloņi".

5. NM — vienkāršas vielas un brīvie atomi piemīt gan oksidējošas, gan reducējošas īpašības.

Aizpildiet tabulu "Nemetālu ķīmiskās īpašības".

Pierakstiet reakciju vienādojumus, apsveriet tos oksidācijas-reducēšanās procesu gaismā.

6. Aizpildiet tabulu "Gaisa sastāvs".

II daļa

1. Pierakstiet secību, kādā tās galvenās sastāvdaļas “vārās” no šķidrā gaisa.
1) slāpeklis N2 (tk) \u003d -196 ⁰С
2) argons Ar (tк) = -186 ⁰С
3) skābeklis O2 (tk) = -183 ⁰С

2. Gaisa molārā tilpuma masa ir 29 g. Vērtība, kas parāda, cik reizes molārā masa tiek saukta jebkura gāze, kas ir smagāka par M gaisu relatīvais blīvumsšo gāzi gaisā un apzīmē ar Dairu.
Atrast Dairu:

3. Kādu tilpumu katrai no trim galvenajām gaisa sastāvdaļām var iegūt no 500 m3 gaisa?

4. Aizpildiet shēmu "Gaisa loma dabā un cilvēka dzīvē."

5. Korelējiet ar gaisa pārvietošanas metodi savākto gāzi ar trauka atrašanās vietu.

6. Izvēlieties parādības, kuras izraisa tā klātbūtne gaisā sastāvdaļas: 1) nejauši; 2) mainīgie. No burtiem, kas atbilst pareizajām atbildēm, jūs veidosit vārdus ķīmiskie elementi– nemetāli:
1) slāpeklis; 2) sērs.
a) smogs - 1
b) siltumnīcas efekts - 2
c) gripa - 1
d) ozona caurumi - 2
e) alerģija pret ziedošiem augiem - 1
f) migla - 2
g) skābais lietus - 1
h) svaigs gaiss priežu mežos - 2

Nemetāli ir elementi, kuru fizikālās un ķīmiskās īpašības būtiski atšķiras no metāliem. To atšķirību iemeslus varēja sīkāk izskaidrot tikai XIX beigas gadsimtā pēc atklāšanas elektroniskā struktūra atoms. Kāda ir nemetālu īpatnība? Kādas īpašības ir raksturīgas viņu dienai? Izdomāsim.

Nemetāli - kas tas ir?

Zinātnieku aprindās jau sen pastāv pieeja elementu sadalīšanai metālos un nemetālos. Pirmie elementi Mendeļejeva periodiskajā tabulā parasti ietver 94 elementus. Mendeļejeva nemetāli ietver 22 elementus. Tajā tie aizņem augšējo labo stūri.

Brīvā formā nemetāli ir vienkāršas vielas, galvenā iezīme kas ir raksturīgu metālisku īpašību trūkums. Tie var būt visos agregācijas stāvokļos. Tātad jods, fosfors, sērs, ogleklis ir atrodami cietu vielu veidā. Gāzveida stāvoklis ir raksturīgs skābeklim, slāpeklim, fluoram utt. Tikai broms ir šķidrums.

Dabā nemetāla elementi var pastāvēt gan vienkāršu vielu, gan savienojumu veidā. Sērs, slāpeklis, skābeklis ir atrodami nesaistītā veidā. Savienojumos tie veido borātus, fosfātus utt. Šajā formā tie atrodas minerālos, ūdenī, akmeņos.

Atšķirība no metāliem

Nemetāli ir elementi, kas atšķiras no metāliem izskats, struktūra un ķīmiskās īpašības. Viņiem pieder liels skaits nepāra elektroni ārējā līmenī, kas nozīmē, ka tie ir aktīvāki oksidatīvās reakcijās un vieglāk piesaista sev papildu elektronus.

Raksturīga atšķirība starp elementiem ir novērojama kristāla režģa struktūrā. Metālos tas ir metālisks. Nemetālos tas var būt divu veidu: atomu un molekulāro. Atomu režģis piešķir vielām cietību un paaugstina kušanas temperatūru; tas ir raksturīgs silīcijam, boram un germānijam. Hloram, sēram, skābeklim ir molekulārais režģis. Tas piešķir tiem nepastāvību un nelielu cietību.

Elementu iekšējā struktūra nosaka to fizikālās īpašības. Metāliem ir raksturīgs spīdums, laba strāvas un siltuma vadītspēja. Tie ir cieti, elastīgi, kaļami, ar nelielu krāsu diapazonu (melni, pelēki toņi, dažreiz dzeltenīgi).

Nemetāli ir šķidri, gāzveida vai nespīdīgi un kaļami. To krāsas ir ļoti dažādas un var būt sarkanas, melnas, pelēkas, dzeltenas utt. Gandrīz visi nemetāli ir slikti strāvas (izņemot oglekli) un siltuma (izņemot melno fosforu un oglekli) vadītāji.

Nemetālu ķīmiskās īpašības

IN ķīmiskās reakcijas nemetāli var darboties gan kā oksidētāji, gan kā reducētāji. Mijiedarbojoties ar metāliem, tie uzņem elektronus, tādējādi parādot oksidējošas īpašības.

Mijiedarbojoties ar citiem nemetāliem, tie uzvedas atšķirīgi. Šādās reakcijās mazāk elektronegatīvais elements darbojas kā reducētājs, bet vairāk elektronegatīvais elements darbojas kā oksidētājs.

Ar skābekli gandrīz visi (izņemot fluoru) nemetāli darbojas kā reducētāji. Mijiedarbojoties ar ūdeņradi, daudzi ir oksidētāji, kas pēc tam veido gaistošus savienojumus.

Dažiem nemetāla elementiem ir iespēja veidot vairākas vienkāršas vielas vai modifikācijas. Šo parādību sauc par allotropiju. Piemēram, ogleklis pastāv grafīta, dimanta, karabīna un citu modifikāciju veidā. Skābeklim ir divi no tiem - ozons un pats skābeklis. Fosfors ir sarkanā, melnā, baltā un metāliskā krāsā.

Nemetāli dabā

Nemetāli ir sastopami visur dažādos daudzumos. Tie ir daļa no zemes garozas, ir daļa no atmosfēras, hidrosfēras, atrodas Visumā un dzīvos organismos. IN kosmosā Visizplatītākie ir ūdeņradis un hēlijs.

Uz Zemes situācija ir pavisam citāda. Vissvarīgākās zemes garozas sastāvdaļas ir skābeklis un silīcijs. Tie veido vairāk nekā 75% no tā masas. Un šeit mazākā summa veido jodu un bromu.

Jūras ūdens sastāvā skābeklis veido 85,80%, bet ūdeņradis - 10,67%. Tā sastāvā ir arī hlors, sērs, bors, broms, ogleklis, fluors un silīcijs. Atmosfēras sastāvā dominē slāpeklis (78%) un skābeklis (21%).

Nemetāli, piemēram, ogleklis, ūdeņradis, fosfors, sērs, skābeklis un slāpeklis, ir svarīgas organiskas vielas. Tie atbalsta visu mūsu planētas dzīvo būtņu, tostarp cilvēku, dzīvībai svarīgo darbību.

Visiem šobrīd zināmajiem ķīmiskajiem elementiem ir kopīga "mājas" - periodiskā tabula. Taču tie tur atrodas nevis tā, kā vajadzētu, bet stingrā secībā, noteiktā secībā. Viens no galvenajiem kritērijiem, pēc kuriem tiek klasificēti visi atomi, ir raksturlielumi.

Nemetāli un pārstāvji metāla elementi- tas ir pamats, uz kura balstās ne tikai to sadalījums tabulā, bet arī cilvēku pielietojuma apjoms. Sīkāk apskatīsim nemetālus un to īpašības.

Pozīcija periodiskajā sistēmā

Ja mēs aplūkojam ķīmisko elementu sistēmu kopumā, tad nemetālu stāvokli varam noteikt šādi:

1. Augšējais labais stūris.
2. Virs nosacītās robežas diagonāles no bora līdz astatīnam.
3. Galvenās apakšgrupas ar IV-VIII grupu.

Acīmredzot to skaits nepārprotami ir mazāks par metālu skaitu. Skaitliskās attiecības izteiksmē tā būs aptuveni 25/85. bet dots fakts nekādā veidā nemazina to nozīmi un nozīmi. Tajā pašā laikā nemetālu fizikālās īpašības ir daudz daudzveidīgākas nekā to "pretiniekiem".

Vienkāršu nemetālu savienojumu šķirnes

Ir noteiktas vairākas galvenās kategorijas, kurām pieder visi zināmie apskatāmie elementi. Fizikālās īpašības- nemetāli - ļauj tos sadalīt:

• grūti;
• gāzveida;
• šķidrums.

Tajā pašā laikā ir īpaša elementu grupa - cēlgāzes. Pēc to īpašībām tie nepieder nevienai no norādītajām kategorijām.

Gāzveida nemetāli

Tādu ir pietiekami daudz. Tie ietver tādas vienkāršas vielas kā:

• skābeklis;
• slāpeklis;
• halogēni hlors un fluors;
• ūdeņradis;
• baltais fosfors;
• ozons.

Tomēr tas ir iespējams ar standarta parametriem. vide. Šo pārstāvju kristāliskais režģis ir molekulārs, ķīmiskās saites veids molekulās ir kovalenta nepolāra. Grupas fizikālās īpašības ir līdzīgas. Viņiem pieder:

• saspiežamība;
• spēja bez ierobežojumiem sajaukties;
• paplašināmība;
• aizpildiet visu trauka tilpumu.

Starp šīm vielām divas ir indīgas – hlors un Ļoti bīstami, smacējoši savienojumi. Tajā pašā laikā hlors ir dzeltenzaļa gāze, fosfors ir balts, viegli uzliesmojošs gaisā.

Skābeklis un ozons ir labi oksidētāji. Pirmā ir pastāvīga gaisa sastāvdaļa, kas nepieciešama lielākajai daļai organismu dzīvībai. Otrais veidojas pēc pērkona negaisa zibens elektriskās izlādes ietekmē uz gaisa skābekli. Piemīt patīkams svaigs aromāts.

Šķidrie nemetāli

Šīs grupas nemetālu fizikālās īpašības var raksturot, raksturojot tikai vienu vielu - bromu. Tā kā tikai tas ir šķidrums normālos apstākļos starp visiem aplūkotās elementu grupas pārstāvjiem.

Tas ir tumši brūns šķidrums, diezgan smags, kas ir spēcīgākā inde. Pat broma tvaiki var izraisīt sarežģītus, nedzīstošus ilgu laikučūlas uz rokām. Tā smarža ir ļoti nepatīkama, tāpēc elements ieguva savu nosaukumu (tulkojumā bromos - fetid).

Saskaņā ar tā ķīmiskajām īpašībām broms ir metālu oksidētājs un reducētājs stiprākiem nemetāliem par sevi.

Neskatoties uz šīm īpašībām, broma joniem ir jābūt cilvēka organismā. Bez tā rodas slimības, kas saistītas ar hormonālajiem traucējumiem.

Cietie pārstāvji

Lielākā daļa nemetālu pieder pie šīs kategorijas vienkāršām vielām. Šis:

• viss ogleklis;
• sarkanais un melnais fosfors;
• sērs;
• silīcijs;
• arsēns;
• viena no alvas modifikācijām.

Visās no tām ir diezgan cietas, bet trauslas vielas. Melnais fosfors ir sauss savienojums, kas uz tausti ir taukains. Sarkanā ir pastveida masa.

Cietākā no visām šīm vielām ir dimants, oglekļa veids. Fiziskā un Ķīmiskās īpašībasšīs grupas nemetāli ir ļoti atšķirīgi, jo daži no tiem tabulā atrodas tālu viens no otra. Tas nozīmē, ka oksidācijas pakāpe, ķīmiskā aktivitāte, savienojumu raksturs - visi šie rādītāji būs atšķirīgi.

Interesants nemetāls cietā stāvoklī ir jods. Tās kristāli spīd uz griezuma, tādējādi parādot līdzību ar metāliem. Tas nav pārsteidzoši, jo tas atrodas gandrīz uz robežas ar viņiem. Šai vielai ir arī īpaša īpašība - sublimācija. Sildot, jods pāriet gāzveida stāvoklī, apejot šķidro stāvokli. Tā pāriem ir spilgti violeta piesātināta krāsa.

Nemetālu fizikālās īpašības: tabula

Lai būtu vieglāk norādīt, kas ir nemetāli, labāk ir izveidot vispārināšanas tabulu. Tas parādīs, kādas ir nemetālu kopējās fizikālās īpašības un kādas ir to atšķirības.

fiziskais īpašums	Nemetāla piemērs
normālos apstākļos	Visi trīs ir raksturīgi: ciets (sērs, ogleklis, silīcijs un citi), gāzveida (piemēram, halogēni), šķidrs (broms)
Elektriskā un siltuma vadītspēja	Nav raksturīgs nekam citam kā ogleklim un melnajam fosforam
Vienkāršas vielas krāsošana	Ļoti daudzveidīgs. Piemērs: broms ir sarkans, sērs ir dzeltens, joda kristāli ir tumši purpursarkani, ogleklis grafīta formā ir tumši pelēks, hlors ir dzeltenzaļš un tā tālāk.
metālisks spīdums	Raksturīgs tikai kristāliskajam jodam
Kaļamība un elastība	Pilnīgi trūkst. Viss cietvielas- trausls, izņemot dimantu un dažus silīcija veidus

Ir skaidrs, ka nemetālu fizikālajās īpašībās atšķirības dominē vairāk nekā līdzības. Ja metāliem ir iespējams atšķirt vairākus raksturlielumus, saskaņā ar kuriem katrs no tiem nonāks, tad elementiem, kurus mēs uzskatījām, tas nav iespējams.

1. Metālu novietojums elementu tabulā

Metāli galvenokārt atrodas PSCE kreisajā un apakšējā daļā. Tie ietver:

2. Metālu atomu uzbūve

Metāla atomiem ārējā enerģijas līmenī parasti ir 1-3 elektroni. To atomiem ir liels rādiuss un tie viegli nodod valences elektronus, t.i. uzrāda atjaunojošas īpašības.

3. Metālu fizikālās īpašības

Metāla elektriskās vadītspējas izmaiņas tā sildīšanas un dzesēšanas laikā

metāla savienojums - šī ir saite, ko brīvie elektroni veic starp katjoniem metāla kristāla režģī.

4. Metālu iegūšana

1. Metālu atgūšana no oksīdiem ar akmeņoglēm vai oglekļa monoksīdu

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

2. Sulfīda grauzdēšana, kam seko reducēšana

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

2. posms -Me x O y + C \u003d CO 2 + Me vai Me x O y + CO \u003d CO 2 + Me

3 Aluminotermija (atgūšana ar aktīvāku metālu)

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

4. Hidrotermija - augstas tīrības pakāpes metālu iegūšanai

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

5. Metālu reģenerācija ar elektrisko strāvu (elektrolīze)

1) Sārmains un sārmzemju metāli ko iegūst rūpniecībā ar elektrolīzi sāls kūst (hlorīdi):

2NaCl - kausējums, elektr. strāva. → 2 Na + Cl 2

CaCl 2 - kausējums, elektr. strāva.→ Ca + Cl2

hidroksīda kausēšana:

4NaOH - kausējums, elektr. strāva.→ 4 Na + O 2 + 2 H 2 O

2) Alumīnijs rūpnieciski ražots ar elektrolīzi alumīnija oksīda kausējums es kriolītā Na 3 AlF 6 (no boksīta):

2Al 2 O 3 - kausēt kriolītā, elektr. strāva.→ 4 Al + 3 O 2

3) Sāļu ūdens šķīdumu elektrolīze izmantot lai iegūtu vidējas aktivitātes un neaktīvus metālus:

2CuSO 4 + 2H 2 O - šķīdums, elektr. strāva.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Metālu atrašana dabā

Visizplatītākā in zemes garoza metāls ir alumīnijs. Metāli ir sastopami gan savienojumos, gan brīvā formā.

1. Aktīvs - sāļu veidā (sulfāti, nitrāti, hlorīdi, karbonāti)

2. Vidēja aktivitāte – oksīdu, sulfīdu veidā ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

3. Noble - brīvā formā ( Au, Pt, Ag)

METĀLU ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS

Metālu vispārīgās ķīmiskās īpašības ir parādītas tabulā:

STIPRINĀŠANAS UZDEVUMI

Nr.1. Pabeigt vienādojumus praktiski iespējams reakcijas nosauc reakcijas produktus

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 (līdz) + 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 =

Nr.2. Pabeidziet UHR, sakārtojiet koeficientus, izmantojot elektroniskā līdzsvara metodi, norādiet oksidētāju (reducētāju):

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

Nr.3. Punktu vietā ievietojiet trūkstošās rakstzīmes (<, >vai =)

Pamatmaksa	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Enerģijas līmeņu skaits	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Ārējo elektronu skaits	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Atoma rādiuss	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Atjaunojošas īpašības	Li…Rb	Na… Al	Ca…K

Nr.4. Pabeidziet UHR, sakārtojiet koeficientus, izmantojot elektroniskā līdzsvara metodi, norādiet oksidētāju (reducētāju):

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

Nr.5. Atrisiniet testa uzdevumus

1. Atlasiet elementu grupu, kurā ir tikai metāli: A) Al, As, P; B) Mg, Ca, Si; B) K, Ca, Pb 2. Atlasiet grupu, kurā ir tikai vienkāršas vielas — nemetāli: A) K 2 O, SO 2, SiO 2; B) H2, Cl2, I2; B) Ca, Ba, HCl; 3. Norādiet, kas ir kopīgs K un Li atomu struktūrā: A) 2 elektroni uz pēdējā elektronu slāņa; B) 1 elektrons uz pēdējā elektronu slāņa; IN) tas pats numurs elektroniskie slāņi. 4. Metāla kalcijam piemīt īpašības: A) oksidētājs B) reducētājs; C) oksidētājs vai reducētājs atkarībā no apstākļiem. 5. Nātrija metāliskās īpašības ir vājākas nekā - A) magnijs; B) kālijs; C) litijs. 6. Neaktīvie metāli ietver: A) alumīnijs, varš, cinks; B) dzīvsudrabs, sudrabs, varš; C) kalcijs, berilijs, sudrabs. 7. Kas ir fiziskais īpašums nav kopīgs visiem metāliem: A) elektrovadītspēja, B) siltumvadītspēja, C) ciets agregācijas stāvoklis normālos apstākļos, D) metālisks spīdums

B daļa. Atbilde uz šīs daļas uzdevumiem ir burtu kopa, kas jāpieraksta Iestatiet atbilstību. Palielinoties elementa kārtas numuram II grupas galvenajā apakšgrupā Periodiskā sistēma elementu un to veidoto vielu īpašības mainās šādi: