Nekovine. splošne značilnosti

I. del

1. Položaj nekovin (NM) v periodnem sistemu.

Na diagonali B-At in nad njo se nekovine nahajajo v 6 skupinah. Skupno od 114 elementov 22 pripada NM.

2. Značilnosti strukture atomov NM:
1) majhen atomski polmer
2) število elektronov na zunanji ravni 4-8.

3. NM imajo lastnost alotropije- fenomen obstoja enega kem. element v obliki 2 ali več preprostih snovi.

4. Izpolnite tabelo »Vzroki alotropije«.

5. NM - preproste snovi in prosti atomi imajo tako oksidativne kot redukcijske lastnosti.

Izpolnite tabelo "Kemijske lastnosti nekovin".

Zapišite reakcijske enačbe, jih upoštevajte v luči oksidacijsko-redukcijskih procesov.

6. Izpolnite tabelo "Sestava zraka".

Del II

1. Zapišite vrstni red, v katerem njegove glavne sestavine »izvrejo« iz tekočega zraka.
1) dušik N2 (tk) \u003d -196 ⁰С
2) argon Ar (tк) = -186 ⁰С
3) kisik O2 (tk) = -183 ⁰С

2. Molarna prostornina zraka ima maso 29 g. Vrednost, ki kaže, kolikokrat molska masa imenujemo vsak plin, težji od M zrak relativna gostota ta plin v zraku in je označen z Dair.
Najdi Dair za:

3. Kolikšen volumen vsake od treh glavnih sestavin zraka lahko dobimo iz 500 m3 zraka?

4. Izpolnite shemo "Vloga zraka v naravi in človekovem življenju."

5. Povežite plin, zbran z metodo izpodrivanja zraka, z lokacijo posode.

6. Izberite pojave, ki jih povzroča njegova prisotnost v zraku sestavni deli: 1) naključno; 2) spremenljivke. Iz črk, ki ustrezajo pravilnim odgovorom, boste naredili imena kemični elementi– nekovine:
1) dušik; 2) žveplo.
a) smog - 1
b) učinek tople grede - 2
c) gripa - 1
d) ozonske luknje - 2
e) alergija na cvetoče rastline - 1
f) megla - 2
g) kisli dež - 1
h) svež zrak v borovih gozdovih - 2

Nekovine so elementi, ki se po fizikalnih in kemijskih lastnostih bistveno razlikujejo od kovin. Razlog za njihove razlike bi lahko podrobneje razložil le v konec XIX stoletju po odkritju elektronska struktura atom. Kakšna je posebnost nekovin? Katere lastnosti so značilne za njihov dan? Ugotovimo.

Nekovine - kaj je to?

Pristop k ločevanju elementov na kovine in nekovine že dolgo obstaja v znanstveni skupnosti. Prvi elementi v periodnem sistemu Mendelejeva običajno vključujejo 94 elementov. Nekovine Mendelejeva vključujejo 22 elementov. V zasedajo zgornji desni kot.

Nekovine so v prosti obliki preproste snovi, glavna značilnost kar je odsotnost značilnih kovinskih lastnosti. Lahko so v vseh agregacijskih stanjih. Torej, jod, fosfor, žveplo, ogljik najdemo v obliki trdnih snovi. Plinasto stanje je značilno za kisik, dušik, fluor itd. Samo brom je tekočina.

V naravi lahko nekovinski elementi obstajajo tako v obliki preprostih snovi kot v obliki spojin. Žveplo, dušik, kisik se nahajajo v nevezani obliki. V spojinah tvorijo borate, fosfate itd. V tej obliki so prisotni v mineralih, vodi, kamninah.

Razlika od kovin

Nekovine so elementi, ki se razlikujejo od kovin videz, zgradbo in kemijske lastnosti. Imajo veliko število neparnih elektronov na zunanji ravni, kar pomeni, da so bolj aktivni v oksidativnih reakcijah in lažje pritrdijo dodatne elektrone nase.

Značilna razlika med elementi je opažena v strukturi kristalne mreže. Pri kovinah je kovinska. V nekovinah je lahko dveh vrst: atomski in molekularni. Atomska mreža daje snovem trdoto in povečuje tališče, značilna je za silicij, bor in germanij. Klor, žveplo, kisik imajo molekularno mrežo. Daje jim hlapnost in malo trdote.

Notranja struktura elementov določa njihove fizikalne lastnosti. Kovine imajo značilen lesk, dobro prevodnost toka in toplote. So trde, duktilne, upogljive, imajo majhno paleto barv (črna, odtenki sive, včasih rumenkaste).

Nekovine so tekoče, plinaste ali nebleščeče in temprane. Njihove barve se zelo razlikujejo in so lahko rdeča, črna, siva, rumena itd. Skoraj vse nekovine so slabi prevodniki toka (razen ogljika) in toplote (razen črnega fosforja in ogljika).

Kemijske lastnosti nekovin

AT kemične reakcije nekovine lahko delujejo tako kot oksidativno kot redukcijsko sredstvo. Pri interakciji s kovinami prevzamejo elektrone in se tako pokažejo oksidacijske lastnosti.

V interakciji z drugimi nekovinami se obnašajo drugače. Pri takšnih reakcijah manj elektronegativni element deluje kot redukcijsko sredstvo, bolj elektronegativni element pa deluje kot oksidant.

S kisikom skoraj vse (razen fluora) nekovine delujejo kot redukci. Pri interakciji z vodikom so mnogi oksidanti, ki nato tvorijo hlapne spojine.

Nekateri nekovinski elementi imajo sposobnost tvorbe več preprostih snovi ali modifikacij. Ta pojav se imenuje alotropija. Na primer, ogljik obstaja v obliki grafita, diamanta, karabina in drugih modifikacij. Kisik ima dva od njih - ozon in kisik sam. Fosfor je v rdeči, črni, beli in kovinski barvi.

Nekovine v naravi

Nekovine najdemo povsod v različnih količinah. So del zemeljske skorje, so del ozračja, hidrosfere, prisotni so v vesolju in živih organizmih. AT vesolje Najpogostejša sta vodik in helij.

Na Zemlji je situacija precej drugačna. Najpomembnejši sestavini zemeljske skorje sta kisik in silicij. Predstavljajo več kot 75% njegove mase. In tukaj najmanjši znesek predstavlja jod in brom.

V sestavi morske vode predstavlja kisik 85,80%, vodik pa 10,67%. Njegova sestava vključuje tudi klor, žveplo, bor, brom, ogljik, fluor in silicij. V sestavi ozračja prevladujeta dušik (78 %) in kisik (21 %).

Nekovine, kot so ogljik, vodik, fosfor, žveplo, kisik in dušik, so pomembne organske snovi. Podpirajo vitalno dejavnost vseh živih bitij na našem planetu, vključno z ljudmi.

Vsi trenutno znani kemični elementi imajo skupen "dom" - periodni sistem. Vendar niso nameščeni tam, kot bi morali, ampak v strogem vrstnem redu, v določenem zaporedju. Eno glavnih meril, po katerih so razvrščeni vsi atomi, so značilnosti.

Nekovine in predstavniki kovinski elementi- to je osnova, na kateri ne temelji le njihova delitev znotraj tabele, temveč tudi obseg človeške uporabe. Oglejmo si podrobneje nekovine in njihove značilnosti.

Položaj v periodnem sistemu

Če upoštevamo sistem kemičnih elementov kot celoto, lahko določimo položaj nekovin na naslednji način:

Zgornji desni kot.
Nad pogojno mejo diagonalo od bora do astatina.
Glavne podskupine z IV-VIII skupino.

Očitno je njihovo število očitno slabše od števila kovin. Glede na številčno razmerje bo to približno 25/85. Vendar dano dejstvo nikakor ne zmanjšuje njihovega pomena in pomembnosti. Hkrati so fizikalne lastnosti nekovin veliko bolj raznolike kot pri njihovih "nasprotnikih".

Sorte preprostih spojin nekovin

Opredeljenih je več glavnih kategorij, ki jim pripadajo vsi obravnavani znani elementi. Fizične lastnosti- nekovine - vam omogočajo, da jih razdelite na:

trdo;
plinasti;
tekočina.

Hkrati obstaja posebna skupina elementov - žlahtni plini. Po svojih značilnostih ne spadajo v nobeno od označenih kategorij.

Plinaste nekovine

Teh je dovolj. Sem spadajo tako preproste snovi, kot so:

kisik;
dušik;
halogeni klor in fluor;
vodik;
beli fosfor;
ozona.

Vendar je to mogoče pod pogojem standardnih parametrov. okolje. Kristalna mreža teh predstavnikov je molekularna, vrsta kemične vezi v molekulah je kovalentna nepolarna. Fizikalne lastnosti skupine so podobne. Imajo:

stisljivost;
sposobnost neomejenega prepletanja;
raztegljivost;
napolni celotno prostornino posode.

Med temi snovmi sta dve strupeni - klor in Zelo nevarne, zadušljive spojine. Hkrati je klor rumeno-zelen plin, fosfor je bel, lahko vnetljiv na zraku.

Kisik in ozon sta dobra oksidanta. Prvi je stalna sestavina zraka, potrebna za življenje večine organizmov. Drugi nastane po nevihti pod delovanjem električnih razelektritev strele na kisik v zraku. Ima prijeten svež vonj.

Tekoče nekovine

Fizikalne lastnosti nekovin te skupine je mogoče opisati z značilnostjo samo ene snovi - broma. Ker je samo tekočina v normalnih pogojih med vsemi predstavniki obravnavane skupine elementov.

Je temno rjava tekočina, precej težka, ki je najmočnejši strup. Celo hlapi broma lahko povzročijo zapletene, nezdravljive dolgo časa razjede na rokah. Njegov vonj je zelo neprijeten, za kar je element dobil ime (v prevodu bromos - smrdljiv).

Po svojih kemičnih lastnostih je brom oksidant za kovine in redukcijsko sredstvo za močnejše nekovine od samega sebe.

Kljub tem značilnostim morajo biti v človeškem telesu prisotni bromovi ioni. Brez tega se pojavijo bolezni, povezane s hormonskimi motnjami.

Trdni predstavniki

Večina nekovin spada med enostavne snovi v tej kategoriji. to je:

ves ogljik;
rdeči in črni fosfor;
žveplo;
silicij;
arzen;
ena od modifikacij kositra.

Vsi imajo dokaj trdne, a krhke snovi. Črni fosfor je suha spojina, ki je na otip mastna. Rdeča je pastozna masa.

Najtrša od vseh teh snovi je diamant, vrsta ogljika. Fizični in Kemijske lastnosti nekovine te skupine so zelo različne, saj se nekatere nahajajo daleč drug od drugega v tabeli. To pomeni, da se stopnja oksidacije, izpostavljena kemična aktivnost, narava spojin - vsi ti kazalniki bodo razlikovali.

Zanimiva nekovina v trdnem stanju je jod. Njegovi kristali se svetijo na rezu in tako kažejo podobnost s kovinami. To ni presenetljivo, saj se nahaja skoraj na meji z njimi. Ta snov ima tudi posebno lastnost - sublimacijo. Pri segrevanju jod preide v plinasto stanje, mimo tekočega. Pari imajo svetlo vijolično nasičeno barvo.

Fizikalne lastnosti nekovin: tabela

Da bi lažje navedli, kaj so nekovine, je bolje sestaviti posploševalno tabelo. Pokazal bo, katere so skupne fizikalne lastnosti nekovin in kakšne so njihove razlike.

fizična lastnina	Primer nekovine
pod normalnimi pogoji	Vse tri so značilne: trdne (žveplo, ogljik, silicij in druge), plinaste (na primer halogeni), tekoče (brom)
Električna in toplotna prevodnost	Ni značilno za nič drugega kot za ogljik in črni fosfor
Barvanje preproste snovi	Zelo pestro. Primer: brom je rdeč, žveplo rumeno, kristali joda so temno vijolični, ogljik v obliki grafita je temno siv, klor je rumeno zelen itd.
kovinski lesk	Značilen samo za kristalni jod
Gibljivost in duktilnost	Popolnoma manjka. vse trdne snovi- krhki, razen diamanta in nekaterih oblik silicija

Očitno je, da v fizikalnih lastnostih nekovin več prevladujejo razlike kot podobnosti. Če je za kovine mogoče razlikovati več značilnosti, pod katere bo vsaka od njih sodila, potem je za elemente, ki smo jih obravnavali, to nemogoče.

1. Položaj kovin v tabeli elementov

Kovine se nahajajo predvsem v levem in spodnjem delu PSCE. Tej vključujejo:

2. Struktura kovinskih atomov

Kovinski atomi imajo običajno 1-3 elektrone na zunanji energijski ravni. Njihovi atomi imajo velik polmer in zlahka darujejo valenčne elektrone, t.j. kažejo obnovitvene lastnosti.

3. Fizikalne lastnosti kovin

Sprememba električne prevodnosti kovine med njenim segrevanjem in hlajenjem

kovinska povezava - to je vez, ki jo prosti elektroni izvajajo med kationi v kovinski kristalni mreži.

4. Pridobivanje kovin

1. Obnova kovin iz oksidov s premogom ali ogljikovim monoksidom

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

2. Sulfidno praženje, ki mu sledi redukcija

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

Stopnja 2 -Me x O y + C = CO 2 + Me ali Me x O y + CO = CO 2 + Me

3 Aluminotermija (obnova z bolj aktivno kovino)

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

4. Hidrotermija - za pridobivanje kovin visoke čistosti

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

5. Obnova kovin z električnim tokom (elektroliza)

1) Alkalna in zemeljskoalkalijske kovine pridobljeno v industriji z elektrolizo sol se topi (kloridi):

2NaCl - talina, el. tok. → 2 Na + Cl 2

CaCl 2 - talina, el. tok.→ Ca + Cl2

topi se hidroksid:

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

2) aluminij industrijsko proizvedeno z elektrolizo talina aluminijevega oksida jaz v kriolitu Na 3 AlF 6 (iz boksita):

2Al 2 O 3 - tali v kriolitu, elektr. tok.→ 4 Al + 3 O 2

3) Elektroliza vodnih raztopin soli uporaba za pridobivanje kovin srednje aktivnosti in neaktivnih:

2CuSO 4 + 2H 2 O - raztopina, elektr. tok.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Iskanje kovin v naravi

Najpogostejši v zemeljsko skorjo kovina je aluminij. Kovine najdemo tako v spojinah kot v prosti obliki.

1. Aktivno - v obliki soli (sulfati, nitrati, kloridi, karbonati)

2. Srednja aktivnost – v obliki oksidov, sulfidov ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

3. Noble - v prosti obliki ( Au, Pt, Ag)

KEMIJSKE LASTNOSTI KOVIN

Splošne kemijske lastnosti kovin so predstavljene v tabeli:

NALOGE ZA Okrepitev

št. 1 Dokončajte enačbe izvedljivo reakcije imenujejo 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

H 2 S + Mg =

HCl + Cu =

HNO 3 (K) + C u =

H 2 S + Pt =

H 3 PO 4 + Fe =

HNO3 (p)+ Na=

Fe + Pb(NO 3) 2 =

št. 2. Končajte UHR, razporedite koeficiente z metodo elektronskega ravnotežja, navedite oksidant (reducent):

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

št. 3 Namesto pik vstavite manjkajoče znake (<, >ali =)

Jedrni naboj	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Število energijskih nivojev	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Število zunanjih elektronov	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Polmer atoma	Li…Rb	Na… Al	Ca…K
Restavrativne lastnosti	Li…Rb	Na… Al	Ca…K

št. 4. Končajte UHR, razporedite koeficiente z metodo elektronskega ravnotežja, navedite oksidant (reducent):

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

št. 5. Rešite testne naloge

1.Izberite skupino elementov, ki vsebuje samo kovine:

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

2. Izberite skupino, v kateri so samo preproste snovi - nekovine:

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

3. Navedite, kaj je skupnega v strukturi atomov K in Li:

A) 2 elektrona na zadnji elektronski plasti;

B) 1 elektron na zadnji elektronski plasti;

AT) isto številko elektronske plasti.

4. Kovinski kalcij ima lastnosti:

A) oksidant

B) redukcijsko sredstvo;

C) oksidacijsko ali redukcijsko sredstvo, odvisno od pogojev.

5. Kovinske lastnosti natrija so šibkejše od lastnosti -

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

6. Neaktivne kovine vključujejo:

A) aluminij, baker, cink; B) živo srebro, srebro, baker;

C) kalcij, berilij, srebro.

7. Kaj je fizična lastnost ni skupno vsem kovinam:

A) električna prevodnost, B) toplotna prevodnost,

C) trdno agregatno stanje v normalnih pogojih,

D) kovinski lesk

Del B. Odgovor na naloge tega dela je niz črk, ki jih je treba zapisati

Nastavite ujemanje.

S povečanjem redne številke elementa v glavni podskupini skupine II Periodični sistem lastnosti elementov in snovi, ki jih tvorijo, se spreminjajo na naslednji način: