Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия




Для простых веществ-неметаллов характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы – простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. 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.

 

 

 


Электронные орбитали атома углерода могут иметь различную геометрию, в зависимости от степени гибридизации его электронных орбиталей. Существует три основных геометрии атома углерода.

· тетраэдрическая, образуется при смешении одного s- и трех p-электронов (sp3-гибридизация). Атом углерода находится в центре тетраэдра, связан четырьмя эквивалентными σ-связями с атомами углерода или иными в вершинах тетраэдра. Такой геометрии атома углерода соответствуют аллотропные модификации углерода алмаз и лонсдейлит. Такой гибридизацией обладает углерод, например, в метане и других углеводородах.

· тригональная, образуется при смешении одной s- и двух p-электронных орбиталей (sp2-гибридизация). Атом углерода имеет три равноценные σ-связи, расположенные в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Не участвующая в гибридизации p-орбиталь, расположенная перпендикулярно плоскости σ-связей, используется для образования π-связи с другими атомами. Такая геометрия углерода характерна для графита, фенола и др.

· дигональная, образуется при смешении одного s- и одного p-электронов (sp-гибридизация). При этом два электронных облака вытянуты вдоль одного направления и имеют вид несимметричных гантелей. Два других р-электрона дают π-связи. Углерод с такой геометрией атома образует особую аллотропную модификацию — карбин.

IV. Химические свойства. Характерными для большинства неметаллов являются окислительные свойства:

 

 

Как окислители они реагируют с металлами

металлами

металлами

Ca + Cl2 = CaCl2 4Li + O2 = 2Li2O 2Na + S = Na2S

с менее электротрицательными неметаллами:

H2 + S = H2S P4 + 5O2 = 2P2O5 2P + 5Cl2 = 2PCl5

со сложными веществами:

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 CH4 + Br2 = CH3Br + HBr

Менее характерны для неметаллов восстановительные свойства:

 

 

 

Как восстановители они реагируют с более электротрицательными неметаллами:

Si + 2F2 = SiF4 C + O2 = CO2 C + 2S = CS2

со сложными веществами:

H2 + HCHO = CH3OH 6P + 5KClO3 = 5KCl + 3P2O5
Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2О  

Докажите окислительно-восстановительную двойственность серы.

Исключение: фтор всегда окислитель! Наиболее сильными окислителями являются фтор, кислород и хлор, преимущественно восстановительные свойства проявляют водород, бор, углерод, кремний, фосфор, мышьяк и теллур. Промежуточные окислительно-восстановительные свойства имеют азот, сера, йод.

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

 

B2H6 диборан CH4 метан NH3 аммиак H2O вода HF фтороводород
  SiH4 силан PH3 фосфин H2S сероводород HCl хлороводород
  GeH4 герман AsH3 арсин H2Se селеноводород HBr бромоводород
  H2Te теллуроводород HI йодоводород


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

 

Метан и силан проявляют безразличные свойства в силу насыщенности всех валентных орбиталей. Аммиак и фосфин проявляют основные свойства за счет имеющейся неподеленной электронной пары. Водородные соединения халькогенов и галогенов проявляют кислотные свойства, а вода является амфотерным веществом. Если сравнивать кислотно-основные свойства соединений одного периода, то можно отметить, что их кислотные свойства усиливаются. Это связано с усилением полярности связи Э – Н. По группе прочность связи Э – Н уменьшается, вследствие роста радиуса атома элемента и увеличения длины связи, и кислотные свойства усиливаются.

Многие сложные соединения неметаллов способны взаимодействовать друг с другом:

Особое внимание стоит уделить химическим особенностям благородных газов. Атомы этих элементов на внешнем энергетическом уровне содержат 8 электронов, поэтому долго считалось, что они не могут отдавать или принимать электроны и участвовать в химических реакциях. Первое соединение ксенона – фторид ксенона (IV) – было получено только в 1962 г. В настоящее время синтезированы фториды, оксиды, кислоты и их соли ксенона и радона.
V. Оксиды и гидроксиды. Неметаллы образуют большое количество кислородных соединений – оксидов. В оксидах неметаллов связь между атомами ковалентная полярная. Среди оксидов есть газообразные: CO2, SO2, N2O, CO, NO и др.; жидкие – SO3 и N2O3; твердые P2O5, N2O5, SeO2. Твердый, очень тугоплавкий оксид с атомной структурой – оксид кремния (IV). В переделах одной группы кислотные свойства оксидов ослабевают. 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)

 

H3BO3 борная кислота H2CO3 угольная кислота HNO3 азотная кислота - -
  H2SiO3 кремниевая кислота H3PO4 ортофосфорная кислота H2SO4 серная кислота HClO4 хлорная кислота
  H3AsO4 мышьяковая кислота H2SeO4 селеновая кислота HBrO4 бромная кислота
  H6TeO6 ортотеллуровая кислота HIO4 йодная кислота


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

Соли этих кислот могут быть и растворимыми, и нерастворимыми. Они находят широкое применение в народном хозяйстве.

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

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 3131; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.016 сек.