Nemetale. caracteristici generale

Partea I

1. Poziția nemetalelor (NM) în sistemul Periodic.

Pe diagonala lui B-At și deasupra acesteia, nemetalele sunt situate în 6 grupuri. În total, din 114 elemente, 22 aparțin NM.

2. Caracteristici ale structurii atomilor NM:
1) rază atomică mică
2) numărul de electroni pe nivel extern 4-8.

3. NM au proprietatea alotropiei- fenomenul existenței unei chimice. element sub forma a 2 sau mai multe substante simple.

4. Completați tabelul „Cauzele alotropiei”.

5. NM - substanțe simpleși atomi liberi prezintă atât proprietăți oxidante, cât și reducătoare.

Completați tabelul „Proprietăți chimice ale nemetalelor”.

Notați ecuațiile reacției, considerați-le în lumina proceselor de oxido-reducere.

6. Completați tabelul „Compoziția aerului”.

Partea a II-a

1. Scrieți ordinea în care componentele sale principale „fierbă” de aerul lichid.
1) azot N2 (tk) \u003d -196 ⁰С
2) argon Ar (tк) = -186 ⁰С
3) oxigen O2 (tk) = -183 ⁰С

2. Volumul molar de aer are o masă de 29 g. O valoare care arată de câte ori Masă molară se numește orice gaz mai greu decât M aer densitate relativa acest gaz în aer și este notat cu Dair.
Găsiți Dair pentru:

3. Ce volum din fiecare dintre cele trei componente principale ale aerului se poate obține din 500 m3 de aer?

4. Completați schema „Rolul aerului în natură și viața umană”.

5. Corelați gazul colectat prin metoda deplasării aerului cu locația vasului.

6. Selectați fenomenele care sunt cauzate de prezența acestuia în aer părțile constitutive: 1) aleatoriu; 2) variabile. Din literele corespunzătoare răspunsurilor corecte, veți face nume elemente chimice- nemetale:
1) azot; 2) sulf.
a) smog - 1
b) efect de seră - 2
c) gripa - 1
d) găuri de ozon - 2
e) alergie la plantele cu flori - 1
f) ceață - 2
g) ploaie acidă - 1
h) aer curat în pădurile de pini - 2

Nemetalele sunt elemente care diferă semnificativ în proprietățile fizice și chimice de metale. Motivul diferențelor lor ar putea fi explicat în detaliu doar în sfârşitul XIX-lea secol după descoperire structura electronica atom. Care este particularitatea nemetalelor? Ce calități sunt caracteristice zilei lor? Să ne dăm seama.

Nemetale - ce este?

Abordarea separării elementelor în metale și nemetale există de mult în comunitatea științifică. Primele elemente din tabelul periodic al lui Mendeleev includ de obicei 94 de elemente. Nemetalele lui Mendeleev includ 22 de elemente. În ele ocupă colțul din dreapta sus.

În forma lor liberă, nemetalele sunt substanțe simple, caracteristica principală care este absenţa proprietăţilor metalice caracteristice. Ele pot fi în toate stările de agregare. Deci, iodul, fosforul, sulful, carbonul se găsesc sub formă de substanțe solide. Starea gazoasă este caracteristică oxigenului, azotului, fluorului etc. Numai bromul este lichid.

În natură, elementele nemetalice pot exista atât sub formă de substanțe simple, cât și sub formă de compuși. Sulful, azotul, oxigenul se găsesc sub formă nelegată. În compuși, formează borați, fosfați etc. În această formă, sunt prezenți în minerale, apă, roci.

Diferența față de metale

Nemetalele sunt elemente care sunt diferite de metale aspect, structura și proprietățile chimice. Ei posedă un numar mare electroni nepereche la nivel extern, ceea ce înseamnă că sunt mai activi în reacțiile oxidative și atașează mai ușor electroni suplimentari.

O diferență caracteristică între elemente se observă în structura rețelei cristaline. În metale, este metalic. În nemetale, poate fi de două tipuri: atomic și molecular. Rețeaua atomică conferă substanțelor duritate și crește punctul de topire; este caracteristică siliciului, borului și germaniului. Clorul, sulful, oxigenul au o rețea moleculară. Le oferă volatilitate și puțină duritate.

Structura internă a elementelor determină proprietățile lor fizice. Metalele au un luciu caracteristic, o bună conductivitate a curentului și căldurii. Sunt dure, ductile, maleabile, au o gamă restrânsă de culori (negru, nuanțe de gri, uneori gălbui).

Nemetalele sunt lichide, gazoase sau nelucioase și maleabile. Culorile lor variază foarte mult și pot fi roșu, negru, gri, galben etc. Aproape toate nemetalele sunt conductoare slabe de curent (cu excepția carbonului) și căldură (cu excepția fosforului negru și a carbonului).

Proprietățile chimice ale nemetalelor

ÎN reacții chimice nemetalele pot acționa atât ca agenți oxidanți, cât și ca agenți reducători. Atunci când interacționează cu metalele, acestea preiau electroni, arătând astfel proprietăți oxidante.

Interacționând cu alte nemetale, ele se comportă diferit. În astfel de reacții, elementul mai puțin electronegativ acționează ca un agent reducător, în timp ce elementul mai electronegativ acționează ca un agent oxidant.

Cu oxigen, aproape toate (cu excepția fluorului) nemetale acționează ca agenți reducători. Atunci când interacționează cu hidrogenul, mulți sunt agenți de oxidare, formând ulterior compuși volatili.

Unele elemente nemetalice au capacitatea de a forma mai multe substanțe sau modificări simple. Acest fenomen se numește alotropie. De exemplu, carbonul există sub formă de grafit, diamant, carabină și alte modificări. Oxigenul are două dintre ele - ozonul și oxigenul însuși. Fosforul vine în roșu, negru, alb și metalic.

Nemetale în natură

Nemetalele se găsesc peste tot în cantități diferite. Ele fac parte din scoarța terestră, fac parte din atmosferă, hidrosferă, sunt prezente în univers și în organismele vii. ÎN spațiul cosmic Cele mai frecvente sunt hidrogenul și heliul.

Pe Pământ, situația este destul de diferită. Cei mai importanți constituenți ai scoarței terestre sunt oxigenul și siliciul. Ele reprezintă mai mult de 75% din masa sa. Si aici cea mai mică cantitate reprezintă iod și brom.

În compoziția apei de mare, oxigenul reprezintă 85,80%, iar hidrogenul - 10,67%. Compoziția sa include, de asemenea, clor, sulf, bor, brom, carbon, fluor și siliciu. În compoziția atmosferei domină azotul (78%) și oxigenul (21%).

Nemetale precum carbonul, hidrogenul, fosforul, sulful, oxigenul și azotul sunt substanțe organice importante. Ele susțin activitatea vitală a tuturor ființelor vii de pe planeta noastră, inclusiv a oamenilor.

Toate elementele chimice cunoscute în prezent au o „acasă” comună - tabelul periodic. Cu toate acestea, ele nu sunt amplasate acolo așa cum ar trebui, ci într-o ordine strictă, într-o anumită secvență. Unul dintre criteriile principale după care toți atomii sunt clasificați este caracteristicile.

Nemetale și reprezentanți elemente metalice- aceasta este baza pe care se bazează nu numai împărțirea lor în cadrul tabelului, ci și domeniul de aplicare uman. Să aruncăm o privire mai atentă asupra nemetalelor și a caracteristicilor acestora.

Poziția în sistemul periodic

Dacă luăm în considerare sistemul de elemente chimice ca un întreg, atunci putem determina poziția nemetalelor după cum urmează:

Colțul din dreapta sus.
Deasupra limitei condiționate diagonala de la bor la astatin.
Principalele subgrupe cu grupa IV-VIII.

Evident, numărul lor este net inferior celui al metalelor. În ceea ce privește raportul numeric, acesta va fi de aproximativ 25/85. dar fapt dat nu le diminuează în niciun fel semnificaţia şi importanţa. În același timp, proprietățile fizice ale nemetalelor sunt mult mai diverse decât cele ale „oponenților” lor.

Soiuri de compuși simpli ai nemetalelor

Sunt definite mai multe categorii principale cărora le aparțin toate elementele cunoscute luate în considerare. Proprietăți fizice- nemetale - vă permit să le împărțiți în:

greu;
gazos;
lichid.

În același timp, există un grup special de elemente - gaze nobile. După caracteristicile lor, acestea nu aparțin niciunei dintre categoriile desemnate.

Nemetale gazoase

Sunt destui din astea. Acestea includ substanțe simple precum:

oxigen;
azot;
halogeni clor și fluor;
hidrogen;
fosfor alb;
ozon.

Cu toate acestea, acest lucru este posibil în condițiile parametrilor standard. mediu inconjurator. Rețeaua cristalină a acestor reprezentanți este moleculară, tipul de legătură chimică din molecule este covalent nepolar. Proprietățile fizice ale grupului sunt similare. Ei posedă:

compresibilitate;
capacitatea de a se amesteca fără limită;
extensibilitate;
umple întregul volum al vasului.

Dintre aceste substanțe, două sunt otrăvitoare - clorul și Compuși foarte periculoși, asfixiați. În același timp, clorul este un gaz galben-verde, fosforul este alb, ușor inflamabil în aer.

Oxigenul și ozonul sunt buni oxidanți. Prima este o componentă constantă a aerului, necesară pentru viața majorității organismelor. Al doilea se formează după o furtună sub acțiunea descărcărilor electrice ale fulgerelor asupra oxigenului din aer. Are un miros plăcut proaspăt.

Nemetale lichide

Proprietățile fizice ale nemetalelor din acest grup pot fi descrise prin caracterizarea unei singure substanțe - bromul. Deoarece numai acesta este un lichid în condiții normale printre toți reprezentanții grupului de elemente considerat.

Este un lichid maro închis, destul de greu, care este cea mai puternică otravă. Chiar și vaporii de brom pot cauza complexitate, nevindecare perioadă lungă de timp ulcere pe mâini. Mirosul său este foarte neplăcut, fapt pentru care elementul și-a primit numele (în traducere, bromos - fetid).

Conform caracteristicilor sale chimice, bromul este un agent oxidant pentru metale și un agent reducător pentru nemetale mai puternice decât el însuși.

În ciuda acestor caracteristici, ionii de brom trebuie să fie prezenți în corpul uman. Fără el, apar boli asociate cu tulburări hormonale.

Reprezentanți solidi

Majoritatea nemetalelor aparțin substanțelor simple din această categorie. Acest:

tot carbonul;
fosfor roșu și negru;
sulf;
siliciu;
arsenic;
una dintre modificările staniului.

Toate au substanțe destul de solide, dar fragile. Fosforul negru este un compus uscat care este gras la atingere. Rosul este o masa pastoasa.

Cele mai dure dintre toate aceste substanțe este diamantul, un tip de carbon. Fizice și Proprietăți chimice nemetale din acest grup sunt foarte diferite, deoarece unele dintre ele sunt situate departe unele de altele în tabel. Aceasta înseamnă că gradul de oxidare, activitatea chimică expusă, natura compușilor - toți acești indicatori vor varia.

Un nemetal interesant în stare solidă este iodul. Cristalele sale strălucesc pe tăietură, arătând astfel similitudini cu metalele. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece este situat aproape la granița cu ei. Această substanță are și o proprietate specială - sublimarea. Când este încălzit, iodul trece în stare gazoasă, ocolind starea lichidă. Perechile au o culoare violet strălucitoare saturată.

Proprietăţile fizice ale nemetalelor: tabel

Pentru a indica mai ușor ce sunt nemetale, este mai bine să construiți un tabel de generalizare. Acesta va arăta care sunt proprietățile fizice comune ale nemetalelor și care sunt diferențele dintre acestea.

proprietate fizică	Exemplu de nemetal
in conditii normale	Toate trei sunt caracteristice: solide (sulf, carbon, siliciu și altele), gazoase (de exemplu, halogeni), lichide (brom)
Conductivitate electrică și termică	Nu este caracteristic pentru nimic altceva decât fosforul de carbon și negru
Colorarea unei substanțe simple	Foarte variat. Exemplu: bromul este roșu, sulful este galben, cristalele de iod sunt violet închis, carbonul sub formă de grafit este gri închis, clorul este galben-verde și așa mai departe.
luciu metalic	Caracteristic doar pentru iodul cristalin
Maleabilitatea și ductilitatea	Lipsește cu desăvârșire. Tot solide- fragil, cu excepția diamantului și a unor forme de siliciu

Este evident că în proprietățile fizice ale nemetalelor diferențele predomină mai mult decât asemănările. Dacă pentru metale este posibil să se distingă mai multe caracteristici sub care se va încadra fiecare dintre ele, atunci pentru elementele pe care le-am considerat acest lucru este imposibil.

1. Poziția metalelor în tabelul elementelor

Metalele sunt situate în principal în partea stângă și inferioară a PSCE. Acestea includ:

2. Structura atomilor de metal

Atomii de metal au de obicei 1-3 electroni la nivelul de energie exterior. Atomii lor au o rază mare și donează cu ușurință electroni de valență, adică. prezintă proprietăți de restaurare.

3. Proprietăţile fizice ale metalelor

Modificarea conductibilității electrice a unui metal în timpul încălzirii și răcirii acestuia

conexiune metalica - aceasta este legătura pe care electronii liberi o realizează între cationii dintr-o rețea cristalină metalică.

4. Obținerea metalelor

1. Recuperarea metalelor din oxizi cu cărbune sau monoxid de carbon

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

2. Prăjirea cu sulfuri urmată de reducere

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

Etapa 2 -Me x O y + C \u003d CO 2 + Me sau Me x O y + CO \u003d CO 2 + Me

3 Aluminotermie (recuperare cu un metal mai activ)

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

4. Hidrotermia - pentru a obține metale de înaltă puritate

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

5. Recuperarea metalelor prin curent electric (electroliza)

1) alcalin şi metale alcalino-pământoase obţinute în industrie prin electroliză sarea se topește (cloruri):

2NaCl - topitură, electr. actual. → 2 Na + CI2

CaCl2 - topitură, electr. actual.→ Ca + Cl2

se topește hidroxidul:

4NaOH - topire, electr. actual.→ 4 Na + O2 + 2 H2O

2) Aluminiu produs industrial prin electroliză topitură de oxid de aluminiu eu în criolit Na 3 AlF 6 (din bauxită):

2Al 2 O 3 - topitură în criolit, electr. actual.→ 4Al + 3O2

3) Electroliza soluțiilor apoase de săruri utilizare pentru a obține metale de activitate medie și inactive:

2CuSO 4 + 2H 2 O - soluție, electr. actual.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Găsirea metalelor în natură

Cel mai frecvent în Scoarta terestra metalul este aluminiu. Metalele se găsesc atât în compuși, cât și în formă liberă.

1. Activ - sub formă de săruri (sulfați, nitrați, cloruri, carbonați)

2. Activitate medie – sub formă de oxizi, sulfuri ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

3. Nobil - în formă liberă ( Au, Pt, Ag)

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE METALELOR

Proprietățile chimice generale ale metalelor sunt prezentate în tabel:

SARCINI DE INFORTARE

Numarul 1. Finalizați ecuațiile practicabil reacțiile denumesc produsele de reacție

Li + H 2 O \u003d

Cu + H 2 O \u003d

Al + H2O \u003d

Ba + H20 =

Mg + H2O \u003d

Ca+HCI=

Na + H2SO4 (K) \u003d

Al + H 2 S \u003d

Ca + H 3 PO 4 \u003d

HCI + Zn =

H 2 SO 4 (la) + Cu \u003d

H2S + Mg =

HCl + Cu =

HNO3 (K) + C u =

H2S + Pt =

H3P04 + Fe =

HN03 (p)+ Na=

Fe + Pb(NO3)2 =

nr 2. Finalizați UHR, aranjați coeficienții folosind metoda balanței electronice, indicați agentul de oxidare (agent reducător):

Al + O 2 \u003d

Li + H20 =

Na + HNO3 (k) =

Mg + Pb (NO 3) 2 \u003d

Ni + HCI =

Ag + H2SO4 (k) \u003d

Numarul 3. Introduceți caracterele lipsă în loc de puncte (<, >sau =)

Taxa de bază	Li…Rb	Na...Al	Ca…K
Numărul de niveluri de energie	Li…Rb	Na...Al	Ca…K
Numărul de electroni exteriori	Li…Rb	Na...Al	Ca…K
Raza atomului	Li…Rb	Na...Al	Ca…K
Proprietăți de restaurare	Li…Rb	Na...Al	Ca…K

nr. 4. Finalizați UHR, aranjați coeficienții folosind metoda balanței electronice, indicați agentul de oxidare (agent reducător):

K + O 2 \u003d

Mg + H2O \u003d

Pb + HNO3 (p) =

Fe + CuCl 2 \u003d

Zn + H2SO4 (p) \u003d

Zn + H2SO4 (k) \u003d

nr. 5. Rezolva sarcinile de testare

1.Selectați un grup de elemente care conține doar metale:

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

2. Selectați un grup în care există doar substanțe simple - nemetale:

A) K20, S02, Si02; B) H2, CI2, I2; B)Ca, Ba, HCI;

3. Indicați ce este comun în structura atomilor de K și Li:

A) 2 electroni pe ultimul strat de electroni;

B) 1 electron pe ultimul strat de electroni;

ÎN) acelasi numar straturi electronice.

4. Calciul metalic prezintă proprietăți:

A) un agent oxidant

B) agent reducător;

C) un agent oxidant sau reducător, în funcție de condiții.

5. Proprietățile metalice ale sodiului sunt mai slabe decât cele ale -

A) magneziu; B) potasiu; C) litiu.

6. Metalele inactive includ:

A) aluminiu, cupru, zinc; B) mercur, argint, cupru;

C) calciu, beriliu, argint.

7. Care este proprietatea fizică nu este comune tuturor metalelor:

A) conductivitate electrică, B) conductivitate termică,

C) stare solidă de agregare în condiții normale,

D) luciu metalic

Partea B. Răspunsul la sarcinile acestei părți este un set de litere care ar trebui notate

Stabiliți o potrivire.

Cu o creștere a numărului ordinal al elementului din subgrupul principal al grupului II Sistem periodic proprietățile elementelor și substanțelor pe care le formează se modifică după cum urmează: