Загальна характеристика неметалічних елементів. Неметали як прості речовини. Явище алотропії, алотропні видозміни Оксигену і Карбону. Підготувала учениця 10 класу Копитко Надія

Прості речовини поділяють на: метали (натрій Na, цинк Zn, барій Ва, магній Mg) неметали (сірка S, фосфор Р, йод І2, бром Br2). Прості речовини метали неметали

Неметали – це хімічні элементи, які утворюють в вільному вигляді прості речовини, які немають фізичних властивостей металів

Неметали Неметали – прості речовини, які не мають властивостей металів, а саме: металічного блиску, непридатні для кування, погано проводять тепло, електричний струм. У хімічних реакціях атоми неметалів, як правило, одержують електрони. До типових неметалів зараховують 22 елементи: гідроґен, азот, оксиген, флуор, хлор, інертні гази, бром, карбон, фосфор, сулфур, селен, йод, астат, телур, бор. Типові оксиди неметалів є ангідридами. Різкої межі між металами, металоїдами та неметалами немає.

Неметали

Властивості неметалів Неметали можуть мати як молекулярну, так і немолекулярну структури. Вони погано проводять теплоту й електричний струм, крихкі, мають різний колір. Так, фосфор червоного кольору, сірка жовтого, графіт чорного, водень безбарвний газ.

Сірка Фосфор Карбон

НЕМЕТАЛИ (ПРОСТІ речовини) ГАЗИ ( Кисень, Водень, Нітроген, Інертні гази) РІДИНИ (Бром) ТВЕРДІ (Йод) Неметали мають різний агрегатний стан за звичайних умов:

Азот Гелій Сіліцій Бром

Положення неметалів в ПС Неметали розташовані в основному в правому верхньому куті ПС, умовно обмеженому діагоналлю бор-Астат. Найактивнішим є флуор.

Особливості будови атомів неметалів. Атоми неметалічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні мають, як правило, від 4 до 8 електронів. Майже всі вони можуть приєднувати певну кількість електронів і перетворюватися на негативно заряджені йони аніони.

Приклад перетворення атома Сульфуру на сульфід-іон:

Елементи - неметали більш здатні, в порівнянні з металами, до алотропії. Здатність атомів одного хімічного елемента утворювати кілька простих речовин називається алотропія, а ці прості речовини - алотропні видозміни або модифікаціями.

Алотропні модифікації Алотропія (від гр. λλος, állos інший і τρόπος, trópos властивість Здатність атомів одного хімічного элемента утворювати декілька простих речовин. Утворення молекул з різною кількістю атомів Утворення різних кристалічних форм

Поширення в природі. Оксиген – найпоширеніший елемент у природі. Входить до складу води, багатьох мінералів і гірських порід, а також органічних речовин і живих організмів. Половина маси земної кори припадає на Оксиген. Оксиген утворює дві алотропні модифікації – кисень O 2 та озон O 3.алотропні модифікації

озон O 3 кисень O 2

Властивості простих речовин Прості речовини кисень озон Агрегатний стан за звичайних умов Газ Колір Безбарвний Синій Запах Без запаху Різкий, своєрідний Розчинність (у 100 об'ємах Н20 при 200С) 3 об'єми 49 об'ємів Густина газу за н. у. 1,43 г/л 2,14 г/л Температура кипіння Температура плавлення -193 °С -219 °С -112 °С -192 °С Фізіологічна дія Неотруйний Дуже отруйний Хімічні властивості ОкисникДуже сильний окисник Реакційна здатність ВисокаДуже висока

Фізичні властивості. Озон – газ синього кольору із своєрідним різким запахом, розчинність у воді майже в 7 разів вища, ніж у кисню. Отруйний навіть у малих концентраціях.розчинність Озон – дуже сильний окисник. Він дуже активний. Це пояснюється тим, що озон – нестійка сполука, він легко розкладається з утворенням атомів Оксигену:

Озон можна добути в лабораторії

Поширення в природі Озон присутній в атмосфері Землі. Біля поверхні Землі озону мало. Його концентрація у повітрі коливається – вночі менша, вдень – більша.концентрація Влітку й навесні озону в повітрі у 3,5 рази більше, ніж узимку і восени. Над полярними частинами Землі вміст озону в повітрі вищий, ніж над екватором, в атмосфері міст – вищий, ніж у сільській місцевості. З віддаленням від поверхні Землі концентрація озону збільшується і досягає максимуму на висоті км. Там утворюється так званий озоновий шар. Він забезпечує збереження життя на Землі, оскільки затримує найбільш згубну для живих організмів частину ультрафіолетової радіації Сонця, що спричинює онкологічні (ракові) захворювання. Крім того озон так само, як і вуглекислий газ, поглинає інфрачервоне випромінювання Землі і тим самим запобігає її охолодженню.

Алотропні модифікації карбону

Дві основні різновиди вуглецю - графіт і алмаз - істотно відрізняються за властивостями. М'який графіт має шарувату будову

Структура алмазу типово тетраедрична; атоми вуглецю міцно з'єднані за рахунок перекриття sp3-орбіталей.

Фізичні властивості алмазу і графіту. Алмаз Прозорий, безбарвний. Не проводить електричний струм, оскільки немає вільних електронів. Самий твердий з природних речовин. Графіт Непрозорий, сірого кольору з металевим блиском. Досить добре проводить електричний струм, завдяки наявності рухомих електронів. Слизький на дотик. Один з найбільш м'яких серед твердих речовин.

Хоча в звичайних умовах алмаз нестабільний, але практично він може зберігатися невизначено довгий час. При сильному прожарюванні алмазу відбувається його поступова графітизації.

Всі атоми вуглецю знаходяться тут у стані sp2- гібридизації Кожен з них утворює три ковалентні зв'язки з сусідніми атомами, причому кути між напрямами зв'язку рівні 120 °. Графіт електропровідний і добре розколюється по площині. У звичайних умовах графіт і є найбільш стійкою модифікацією. Перехід графіту в алмаз можливий при тиск близько атм і температурі близько 3000 ° С. Проте дослідження цього процесу спочатку з теоретичних позицій, а потім експериментальним шляхом показало, що в присутності каталізаторів (залізо, платина) графіт перетворюється на алмаз вже при тиску атм і температурі ° С.

Алотропні видозміни фосфора P 4, запах часнику, H 2 O, органічні р озчиники, летуч, Tпл= 44 0 С, молекулярна кристалічна гратка, активний, на повітрі окиснюється, в темноті світиться, ЯДОВИТИЙ!!! колір червоно-бурий, H 2 O і органічних розчиниках, атомна кр. гратка,стійкий не ядовитий. без запаху, схожий на графіт, масний на дотик, Tпл= С, H 2 O і органічних. розчиниках, полупровідник, атомная кр. гратка, стабільний. білий червонийчорний t0t0 t0t повітря пари

Хімічний елемент Сульфур утворює дві алотропні модифікації – ромбічну і моноклінну сірку. Обидві складаються з молекул S8.

Селе́н / Selenium (Se) Чорні, сірі і червоні алотропні модификації

Фулерени Фулерени - молекулярні з'єднання, що належать класу алотропних форм вуглецю (інші - алмаз, карбін і графіт) і представляють собою опуклі замкнені багатогранники, складені з парного числа трикоординованих атомів вуглецю.

Відкриття фулеренів - нової форми існування одного з найпоширеніших елементів на Землі - вуглецю, визнано одним з дивних і найважливіших відкриттів у науці XX століття. Незважаючи на давно відому унікальну здатність атомів вуглецю зв'язуватися у складні, часто розгалужені і об'ємні молекулярні структури, яка складає основу всієї органічної хімії, фактична можливість утворення тільки з одного вуглецю стабільних каркасних молекул все одно виявилося несподіваною.

Висновок: Неметали здатні до протилежних дій: як правило, вони можуть набувати електрони, але можуть їх і віддавати(проте, до них не відносяться фтор і кисеньвони беруть електрони і ніколи не віддають їх). Метали значно менш «дипломатичні», постійніші в своїх прагненнях. Девіз, якого вони неухильно додержуються: віддавати і тільки віддавати свої електрони і ставати при цьому позитивно зарядженими іонами. Різкої межі між металами й неметалами немає. Деякі неметали виявляють металічні властивості, а метали неметалічні.