Opće karakteristike nemetala glavnih podgrupa

Sve neorganske supstance su podeljene na jednostavna jedinjenja: metali; nemetali. I kompleks: binarna jedinjenja; baze; kiseline; soli.

Kako su nemetali raspoređeni u periodnom sistemu? Od 118 trenutno poznatih hemijskih elemenata, 96 su metali, a samo 22 nemetali u smislu opštih karakteristika elemenata. Nemetalni hemijski elementi čine većinu mase živih organizama. A sastav Zemljine atmosfere uključuje i jednostavne i složene supstance formirane od nemetalnih elemenata.

Lokacija nemetalnih elemenata u periodičnom sistemu

U verziji kratkog perioda - u glavnim podgrupama-nemetali. Razmotrite opće karakteristike u nastavku. Nemetali se nalaze s desne strane i iznad dijagonale bora i astata. U dugoročnoj verziji - na kraju desno u grupama IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA.

Od svih do sada otkrivenih hemijskih elemenata, malo je nemetalnih elemenata - samo 22. Od toga, 16 aktivnih elemenata i 6 inertnih gasova. Međutim, hemija nemetala je bogatija od hemije svih metala. Nemetalni elementi igraju veliku ulogu u postojanju života na Zemlji.

Opće karakteristike nemetala

Atomi nemetalnih elemenata sadrže od četiri do sedam elektrona na spoljašnjem nivou i osam elektrona u inertnim gasovima, sa izuzetkom vodonika (jedan elektron) i helijuma (2 elektrona). Dakle, u opštoj karakteristici strukture nemetalnih atoma - , ovo je sposobnost prihvatanja i davanja elektrona, igrajući ulogu i oksidatora i redukcionih agenasa.

Dakle, u jedinjenjima nemetalni elementi pokazuju i negativna i pozitivna oksidaciona stanja. Karakteristične vrijednosti Valencije i stepena oksidacije nemetala povezane su sa strukturom njihovog vanjskog elektronskog nivoa

Na primer, sumpor može pokazati valenciju 2, 4, 6 zbog razdvajanja elektrona. U prirodi nemetali, osim kiseonika, azota, vodonika, sumpora i inertnih gasova, postoje u obliku jedinjenja: sulfida, oksida, hlorida, silikata, sulfata, karbonata, fosfata različitih metala.

Nemetalni elementi u svom slobodnom obliku postoje u obliku jednostavnih supstanci – nemetala. Razmotrimo njihovu strukturu, svojstva i primjenu. Atomi nemetala su međusobno povezani kovalentnom vezom. Oblici postojanja nemetala su različiti. Vodonik, jod, hlor, fluor, brom, postoje samo u obliku dvoatomskih molekula H2, I2, Cl2, F2 Br2. Razlog je taj što imaju samo jednu priliku da formiraju zajednički par zbog jednog nesparenog elektrona.

Alotropija nemetala

Sa povećanjem broja nesparenih elektrona za elemente, postaje moguće formirati jednostavne supstance različitog sastava-alotropske modifikacije. Dakle, kiseonik formira dvije alotropske modifikacije.

Vodonik H2, Fluor F2, hlor Cl2, azot N2, kiseonik O2, ozon O3 su prilično lagani nepolarni molekuli koji slabo međusobno djeluju. Stoga su sve navedene supstance gasovi na normalnoj temperaturi.

Brom Br2 je tečnost, a I2 je čvrsta supstanca. U čvrstom obliku, svi imaju molekularnu kristalnu rešetku.

Metode dobijanja

Prvom tačkom općih karakteristika nemetala mogu se smatrati metode njihove proizvodnje. Dobijeni su nemetali na razne načine:

1. Odvajanjem od drugih supstanci od prirodnih jedinjenja. Na primjer, odvajanje tečnog zraka u kisik, azot i preostale inertne gasove.
2. Redukcija iz jedinjenja ako nemetal u njemu ima pozitivno oksidaciono stanje. Na primjer, redukcija vodika iz vode elektrolizom: +1 -2 0 katoda ( - ) 2H2O + 2e = H2­+ 2OH^-.
3. Oksidacijom iz jedinjenja u kojem nemetal ima negativno oksidaciono stanje. Na primjer, oksidacija hloridnih iona tokom elektrolize rastvora natrijum hlorida ili topljenja: anoda ( + ) 2Cl^- - 2e = Cl⁰₂↑.

Postoje i industrijske i laboratorijske metode za proizvodnju nemetala.

Fizička svojstva

Druga tačka općih karakteristika nemetala su njihova fizička svojstva. U osnovi, nemetali imaju atomsku ili molekularnu kristalnu rešetku. Neki od njih dobro provode električnu struju ili su poluprovodnici. Treća tačka u proučavanju opštih karakteristika nemetala je razmatranje njihovih hemijskih svojstava.

Nemetali mogu poslužiti u hemijskim reakcijama kao oksidanti i redukcioni agensi. Izuzetak je Fluor F2, koji uvek igra ulogu oksidatora. Stoga su sve reakcije koje uključuju nemetale redoks.

Razmotrite odnos nemetala prema vodi, metalima, jedni prema drugima, kao i prema oksidima, kiselinama, bazama i soli. Svi nemetali su otporni na zagrijavanje, pa se većina njihovih reakcija odvija samo na visokim temperaturama:

1. , samo fluor aktivno stupa u interakciju sa vodom u normalnim uslovima: F2 + H2O = 2HF + O2O = O2; O2 + o = O3. Možemo reći da voda gori u fluoru. U ovom slučaju nastaje složena mješavina supstanci, uključujući fluoride kiseonika2 i O2F2. Hlor i Brom samo djelimično stupaju u interakciju s vodom: Cl2 + H2O ←→ HCL + Hclo rastvori hlora Cl2 u vodi nazivaju se hlorna voda. Kada se vodena para pređe preko zagrijanog uglja, nastaje vodeni plin: C + H2O =^to CO + H2.

2. Svi nemetali stupaju u interakciju sa metalima, osim inertnih gasova. Kao rezultat, formiraju se binarna jedinjenja: oksidi, hidridi, karbidi, nitridi, fosfidi, sulfidi, hloridi, bromidi, jodidi itd. Ca + H2 = CaH2-kalcijum hidrid.

3. Nemetali reaguju jedni s drugima samo kada se zagreju (osim fluora), formirajući binarna jedinjenja različitih vrsta:

• Oksidi: N2 + O2 ←→ 2no –Q – azotni oksid (II) iz nemetala, samo hlor, brom i jod ne reaguju direktno sa kiseonikom. Njihovi oksidi se dobijaju indirektno.
• Jedinjenja vodonika: H2 + s = H2S-sumporovodik.

4. Nemetali praktično ne reaguju sa oksidima u normalnim uslovima. Kada se zagreju, desi se malo, ali praktično važnih reakcija. Na primjer, redukcija metala i nemetala iz oksida: FeO + C = Fe + CO↑.

Razmotrimo opću karakteristiku nemetala na primjeru halogena

Fluor F2 i hlor Cl2 pokazuju slična fizička svojstva: to su otrovni gasovi oštrog mirisa, a fluor ima svetložutu boju, a hlor je žuto-zeleni. Brom Br2 je teška crveno-smeđa tečnost. Hlor i Brom su delimično rastvorljivi u vodi, njihov rastvor se naziva hlor i bromska voda.

Jod I2 je vrlo slabo rastvorljiv u vodi, bolje se rastvara u alkoholu ili drugim organskim rastvaračima.

Halogeni se dobijaju elektrolizom rastvora topljenja ili NaCl ili njihovim istiskivanjem hlorom. Halogeni istiskuju jedni druge iz svojih kiselinskih rastvora: 2HBr + Cl2 = 2hcl + Br2.