Общие свойства неметаллов

Лекция 8

Элементы. Неметаллы относятся к p -элементам (водород и гелий, являются s -элементами). В длиннопериодной таблице p -элементы, образующие неметаллы, располагаются правее и выше условной границы B – At, то есть элементы-неметаллы – это s-элемент – водород; р-элементы 13 группы – бор; 14 группы – углерод и кремний; 15 группы азот, фосфор и мышьяк, 16 группы – кислород, сера, селен и теллур, и все элементы 17 группы – фтор, хлор, бром, йод и астат. Элементы 18 группы – инертные газы – занимают особое положение, они имеют полностью завершенный внешний электронный слой и занимают промежуточное положение между металлами и неметаллами. Их иногда относят к неметаллам, но формально, по физическим признакам.

1s^1	2s^2 2p^1	ns^2 np^2	ns^2 np^3	ns^2 np^4	ns^2 np^5
1 Н
	В	С	N	O	F
		Si	P	S	Cl
			As	Se	Br
				Te	I
					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). Неметаллы –это химические элементы, атомы которых принимают электроны для завершения внешнего энергетического уровня, образуя при этом отрицательно заряженные ионы. Качественной характеристикой атомов неметаллов, то есть своеобразной мерой их неметалличности, может служить электроотрицательность, т.е. свойство атомов химических элементов поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары. Самым электроотрицательным из них 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, алмаз, графен, карбин, лонсдейлит, фуллурен, фуллерит и др.).

Вещества, имеющие молекулярное строение, могут находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии, например, газами являются водород, хлор, фтор, азот, кислород, жидкостью – бром, а йод, фосфор, сера – твердые вещества. Все они из-за слабых межмолекулярных сил имеют низкие температуры кипения и плавления.

Вещества, имеющие атомное строение, находятся только в твердом агрегатном состоянии, их атомы связаны между собой прочными ковалентными связями и образуют макромолекулы, например, С_n, S_n, Si_n. Обычно они имеют высокую твердость, высокие температуры плавления и кипения.

Рассмотреть взаимосвязь электронного строения неметаллов и их строения на примере элементов второго периода. Если пространственная направленность валентных орбиталей позволяет ограниченной группе атомов образовывать общие электронные пары с участием неспаренных электронов данных атомов, то образуется молекула вещества, если нет, то – атомная структура.

Все неметаллы не проводят тепло и электрический ток, поскольку у них нет свободных носителей заряда – электронов, все они использованы для образования химических связей. Кристаллы неметаллов непластичные и хрупкие, так как любая деформация приводит к разрушению химических связей, большинство из них не имеют металлического блеска. Физические свойства неметаллов разнообразны и обусловлены разным типом кристаллических решеток.

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: белый, желтый, желтовато-зеленый, красно-бурый, фиолетовый.

5. Электропроводность (только графит и черный фосфор)

6. Агрегатное состояние:

o газообразное(H₂, O₂, Cl₂,F₂, O₃)

o твердое (Р, С)

o жидкое (Br₂)

Дата добавления: 2014-01-03