Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия

Лекция 8

"Неметаллы"

I. Элементы. Неметаллы образуют p -элементы, а также водород и гелий, являющиеся s -элементами. В длиннопериодной таблице p -элементы, образующие неметаллы, располагаются правее и выше условной границы B - At. Атомы неметаллов маленькие (орбитальный радиус меньше 0,1 нм). У большинства из них от четырех до восьми валентных электронов (они же внешние), но у атома водорода - один, у атома гелия - два, а у атома бора - три валентных электрона.

II. Атомы неметаллов сравнительно легко присоединяют чужие электроны (но не более трех). Электроотрицательность – мера неметалличности, т.е. чем более электроотрицателен данный химический элемент, тем ярче выражены неметаллические свойства. Самым электроотрицательным является фтор. Склонностью отдавать электроны атомы неметаллов не обладают. У атомов элементов-неметаллов в периоде с увеличением порядкового номера

• заряд ядра увеличивается;
• радиусы атомов уменьшаются;
• число электронов на внешнем слое увеличивается;
• число валентных электронов увеличивается;
• электроотрицательность увеличивается;
• окислительные (неметаллические) свойства усиливаются (кроме элементов VIIIA группы).

У атомов элементов-неметаллов в подгруппе (в длиннопериодной таблице - в группе) с увеличением порядкового номера

• заряд ядра увеличивается;
• радиус атома увеличивается;
• электроотрицательность уменьшается;
• число валентных электронов не изменяется;
• число внешних электронов не изменяется (за исключением водорода и гелия);
• окислительные (неметаллические) свойства ослабевают (кроме элементов VIIIA группы).

III. Простые вещества. Физические свойства. Большинство неметаллов - простые вещества, в которых атомы связаны ковалентными связями; в благородных газах химических связей нет. Среди неметаллов есть как молекулярные, так и немолекулярные вещества. Все это приводит к тому, что физических свойств, характерных для всех неметаллов, нет. Молекулярные неметаллы: H₂, N₂, P₄ (белый фосфор), As₄, O₂, O₃, S₈, F₂, Cl₂, Br₂, I₂. К ним же можно отнести и благородные газы (He, Ne, Ar, Kr, Kx, Rn), атомы которых являются как бы "одноатомными молекулами". При комнатной температуре водород, азот, кислород, озон, фтор и хлор - газы; бром - жидкость; фосфор, мышьяк, сера и йод - твердые вещества. Немолекулярные неметаллы: B (несколько аллотропных модификаций), C(графит), C(алмаз), Si, Ge, P(красный), P(черный), As, Se, Te. Все они твердые вещества, кремний, германий, селен и некоторые другие обладают полупроводниковыми свойствами. Итак, физические свойства неметаллов:

1. Ковкость отсутствует

2. Блеска нет

3. Теплопроводность (только графит)

4. Цвет разнообразный: желтый, желтовато-зеленый, красно-бурый.

5. Электропроводность (только графит и черный Фосфор.)

6. Агрегатное состояние:

o газообразное(H₂, O₂, Cl₂,F₂, O₃)

o твердое (Р, С)

o жидкое (Br₂)

Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия

Если металлы – простые вещества образованы за счет металлической связи, то для неметаллов – простых веществ характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы – простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. Неметаллы имеют различное агрегатное состояние при обычных условиях:

• газы – H₂, O₂, O₃, N₂, F₂, Cl₂;
• жидкость – Br₂;
• твердые вещества – модификации серы, фосфора, кремния, углерода и др.

Гораздо богаче у неметаллов и спектр цветов: красный – у фосфора, красно-бурый – у брома, желтый – у серы, желто-зеленый – у хлора, фиолетовый – у паров йода. Элементы – неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии.

· Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.

·

IV. Химические свойства. Характерными для большинства неметаллов являются окислительные свойства. Как окислители они реагируют с металлами:

с менее электротрицательными неметаллами:

со сложными веществами:

Менее характерны для неметаллов восстановительные свойства. Как восстановители они реагируют с более электротрицательными неметаллами:

со сложными веществами:

Все неметаллы (кроме элементов благородных газов) образуют молекулярные водородные соединения, причем углерод и бор - очень много. Простейшие водородные соединения:

Все они – газы, за исключением воды. Вещества, выделенные жирным шрифтом, в водном растворе - сильные кислоты. В группе с увеличением порядкового номера их устойчивость снижается, а восстановительная активность возрастает. В периоде с увеличением порядкового номера усиливаются кислотные свойства их растворов, в группе эти свойства ослабевают.

Летучие водородные соединения неметаллов можно разделить на три группы:

1) Хорошо растворимые в воде (HCl, HBr, HJ, H₂S, H₂Se, NH₃), которые диссоциируют на ионы, проявляя кислотные и основные свойства.

2) Соединения, разлагаемые водой:

BH₃ + 3H₂O = H₃BO₃ + 3H₂↑

3) Летучие водородные соединения CH₄, PH₃, которые не взаимодействуют с водой.

V. Оксиды и гидроксиды. Все оксиды неметаллов относятся к кислотным или несолеобразующим. Несолеобразующие оксиды: CO, SiO, N₂O, NO.
Высшим оксидам неметаллов соответствуют следующие кислоты (сильные кислоты выделены жирным шрифтом)

В периоде с возрастанием порядкового номера сила высших кислот увеличивается. В группах выраженной зависимости нет.

VI. Область применения. Элементы жизни. Рождающие руды. Главные элементы Земли и космоса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: