Qeyri-metalların ümumi xarakteristikası. Metalların və qeyri-metalların sadə maddələrinin kimyəvi xassələri

Əgər D.İ.Mendeleyevin elementlərinin dövri cədvəlində berilyumdan astatinə diaqonal çəkiriksə, onda diaqonalın altında solda metal elementlər (bunlara mavi rənglə vurğulanmış yan alt qrupların elementləri də daxildir) və yuxarı sağda yerləşəcək. - qeyri-metal elementlər (sarı ilə vurğulanmış). Diaqonalın yaxınlığında yerləşən elementlər - semimetallar və ya metalloidlər (B, Si, Ge, Sb və s.), ikili xarakter daşıyır (çəhrayı ilə vurğulanır).

Şəkildən də göründüyü kimi elementlərin böyük əksəriyyəti metallardır.

Kimyəvi təbiətinə görə metallar atomları xarici və ya xarici enerji səviyyəsindən elektronlar verən və beləliklə müsbət yüklü ionlar əmələ gətirən kimyəvi elementlərdir.

Demək olar ki, bütün metallar xarici enerji səviyyəsində nisbətən böyük radiuslara və az sayda elektrona (1-dən 3-ə qədər) malikdir. Metallar elektronmənfiliyin və azaldıcı xüsusiyyətlərin aşağı dəyərləri ilə xarakterizə olunur.

Ən tipik metallar dövrlərin əvvəlində (ikincidən başlayaraq) yerləşir, daha da soldan sağa, metal xüsusiyyətləri zəifləyir. Qrupda yuxarıdan aşağıya doğru metal xassələri gücləndirilir, çünki atomların radiusu artır (enerji səviyyələrinin sayının artması səbəbindən). Bu, elementlərin elektromənfiliyinin (elektronları cəlb etmək qabiliyyətinin) azalmasına və azaldıcı xüsusiyyətlərin artmasına (kimyəvi reaksiyalarda elektronları digər atomlara vermək qabiliyyəti) səbəb olur.

Tipik metallar s-elementləridir (Li-dən Fr-ə qədər IA-qrupunun elementləri. Mg-dan Ra-ya qədər PA-qrupunun elementləri). Onların atomlarının ümumi elektron düsturu ns 1-2-dir. Onlar müvafiq olaraq + I və + II oksidləşmə dərəcələri ilə xarakterizə olunur.

Tipik metal atomlarının xarici enerji səviyyəsində az sayda elektron (1-2) bu elektronların bir qədər itkisini və aşağı elektronmənfilik dəyərlərini əks etdirən güclü azaldıcı xüsusiyyətlərin təzahürünü göstərir. Deməli, kimyəvi xassələri və tipik metalların alınması üsulları məhduddur.

Tipik metalların xarakterik xüsusiyyəti onların atomlarının qeyri-metal atomları ilə kationlar və ion kimyəvi bağlar əmələ gətirmək meylidir. Tipik metalların qeyri-metallarla birləşmələri ion kristallarıdır "qeyri-metalın metal kation anionu", məsələn K + Br -, Ca 2+ O 2-. Tipik metalların kationları kompleks anionlarla - hidroksidlər və duzlarla birləşmələrə də daxildir, məsələn, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

Be-Al-Ge-Sb-Po Dövri Cədvəldə amfoterlik diaqonalını təşkil edən A qruplarının metalları, eləcə də ona bitişik metallar (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) adətən metal xassələri nümayiş etdirmir. Onların atomlarının ümumi elektron düsturu ns 2 np 0-4 oksidləşmə vəziyyətlərinin daha çox müxtəlifliyini, öz elektronlarını saxlamaq qabiliyyətini, onların reduksiya qabiliyyətinin tədricən azalmasını və oksidləşmə qabiliyyətinin görünüşünü, xüsusən də yüksək oksidləşmə vəziyyətlərində (tipik nümunələr Tl III, Pb IV, Bi v birləşmələridir) təklif edir. . Bənzər kimyəvi davranış əksəriyyət üçün xarakterikdir (d-elementləri, yəni Dövri Cədvəlin B qruplarının elementləri (tipik nümunələr amfoter elementlər Cr və Zn).

İstər metal (əsas), istərsə də qeyri-metal xassələrin ikililiyinin (amfoterliyinin) bu təzahürü kimyəvi əlaqənin təbiəti ilə bağlıdır. Bərk vəziyyətdə, atipik metalların qeyri-metallarla birləşmələri əsasən kovalent bağları ehtiva edir (lakin qeyri-metallar arasındakı bağlardan daha az güclüdür). Məhlulda bu bağlar asanlıqla qırılır və birləşmələr ionlara (tam və ya qismən) ayrılır. Məsələn, qallium metalı Ga 2 molekullarından ibarətdir, bərk vəziyyətdə alüminium və civə (II) xloridlərində AlCl 3 və HgCl 2 güclü kovalent bağlar ehtiva edir, lakin AlCl 3 məhlulunda demək olar ki, tamamilə dissosiasiya olunur və HgCl 2 - çox az miqdarda (sonra НgСl + və Сl - ionlarında).

Metalların ümumi fiziki xassələri

Kristal qəfəsdə sərbəst elektronların ("elektron qazı") olması səbəbindən bütün metallar aşağıdakı xarakterik ümumi xassələri nümayiş etdirirlər:

1) plastik- formanı asanlıqla dəyişmək, məftillərə çəkilmək, nazik təbəqələrə bükmək bacarığı.

2) Metal parıltı və qeyri-şəffaflıq. Bu, metalın üzərinə düşən işıqla sərbəst elektronların qarşılıqlı təsiri ilə bağlıdır.

3) Elektrik keçiriciliyi... Kiçik potensial fərqinin təsiri altında sərbəst elektronların mənfi qütbdən müsbət qütbə doğru istiqamətli hərəkəti ilə izah olunur. Qızdırıldıqda elektrik keçiriciliyi azalır, çünki temperaturun artması ilə kristal qəfəsin düyünlərindəki atomların və ionların vibrasiyası güclənir, bu da "elektron qazının" istiqamətli hərəkətini çətinləşdirir.

4) İstilikkeçirmə. Bu, sərbəst elektronların yüksək hərəkətliliyindən qaynaqlanır, bunun sayəsində metalın kütləsi üzərində temperaturun sürətli bərabərləşməsi baş verir. Bizmut və civə ən yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir.

5) Sərtlik.Ən çətini xromdur (şüşəni kəsir); ən yumşaq - qələvi metallar - kalium, natrium, rubidium və sezium - bıçaqla kəsilir.

6) Sıxlıq. Metalın atom kütləsi nə qədər kiçikdirsə və atomun radiusu nə qədər böyükdürsə, bir o qədər kiçikdir. Ən yüngül litiumdur (ρ = 0,53 q / sm3); ən ağırı osmiumdur (ρ = 22,6 q / sm3). Sıxlığı 5 q/sm3-dən az olan metallar “yüngül metallar” sayılır.

7) Ərimə və qaynama nöqtələri.Ən aşağı əriyən metal civədir (ərimə nöqtəsi = -39 ° C), ən odadavamlı metal volframdır (ərimə nöqtəsi = 3390 ° C). t ° pl ilə metallar. 1000 ° C-dən yuxarı odadavamlı hesab olunur, aşağıda - aşağı ərimə.

Metalların ümumi kimyəvi xassələri

Güclü azaldıcı maddələr: Me 0 - nē → Me n +

Bir sıra gərginliklər sulu məhlullarda oksidləşmə-qaytarma reaksiyalarında metalların müqayisəli aktivliyini xarakterizə edir.

I. Metalların qeyri-metallarla reaksiyaları

1) Oksigenlə:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Boz ilə:
Hg + S → HgS

3) Halojenlərlə:
Ni + Cl 2 - t ° → NiCl 2

4) Azotla:
3Ca + N 2 - t ° → Ca 3 N 2

5) Fosforla:
3Ca + 2P - t ° → Ca 3 P 2

6) Hidrogenlə (yalnız qələvi və qələvi torpaq metalları reaksiya verir):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. Metalların turşularla reaksiyaları

1) H-ə qədər olan elektrokimyəvi gərginliklər seriyasındakı metallar oksidləşdirici olmayan turşuları hidrogenə qədər azaldır:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) oksidləşdirici turşularla:

İstənilən konsentrasiyalı nitrat turşusu və konsentratlı kükürdün metallarla qarşılıqlı təsiri ilə hidrogen heç vaxt sərbəst buraxılmır!

Zn + 2H 2 SO 4 (К) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 (К) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 (К) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (c) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Metalların su ilə qarşılıqlı təsiri

1) Aktiv (qələvi və qələvi torpaq metalları) həll olunan əsas (qələvi) və hidrogen əmələ gətirir:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

2) Orta aktivliyə malik metallar oksidə qədər qızdırıldıqda su ilə oksidləşirlər:

Zn + H 2 O - t ° → ZnO + H 2

3) Qeyri-aktiv (Au, Ag, Pt) - reaksiya verməyin.

IV. Az aktiv metalların onların duzlarının məhlullarından daha aktiv metallarla yerdəyişməsi:

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4

Sənayedə tez-tez təmiz metallar deyil, onların qarışıqları istifadə olunur - ərintilər, burada bir metalın faydalı xüsusiyyətləri digərinin faydalı xüsusiyyətləri ilə tamamlanır. Beləliklə, mis aşağı sərtliyə malikdir və maşın hissələrinin istehsalı üçün az istifadə olunur, mis-sink ərintiləri ( mis) artıq kifayət qədər möhkəmdir və maşınqayırmada geniş istifadə olunur. Alüminium yüksək çevikliyə və kifayət qədər yüngülliyə (aşağı sıxlığa) malikdir, lakin çox yumşaqdır. Onun əsasında maqnezium, mis və manqan ilə bir ərinti hazırlanır - alüminiumun faydalı xüsusiyyətlərini itirmədən yüksək sərtlik əldə edən və təyyarə tikintisində uyğunlaşan duralumin (duralumin). Dəmirin karbonla ərintiləri (və digər metalların əlavələri) geniş yayılmışdır çuqun və polad.

Sərbəst metallardır azaldıcı maddələr. Bununla belə, bəzi metalların üzlüklü olması səbəbindən onların reaktivliyi aşağı olur səthi oksid filmi, müxtəlif dərəcələrdə, su, turşu və qələvi məhlulları kimi kimyəvi maddələrin təsirinə davamlıdır.

Məsələn, qurğuşun həmişə bir oksid filmi ilə örtülmüşdür, onun məhlula keçməsi üçün təkcə reagentin (məsələn, seyreltilmiş nitrat turşusu) təsiri deyil, həm də qızdırmaq lazımdır. Alüminiumun üzərindəki oksid filmi onun su ilə reaksiyasına mane olur, lakin turşular və qələvilər tərəfindən məhv edilir. Boş oksid filmi (pas), nəmli havada dəmirin səthində əmələ gəlir, dəmirin daha da oksidləşməsinə mane olmur.

Təsiri altında cəmlənmişdir metallar üzərində turşular əmələ gəlir sabit oksid filmi. Bu fenomen deyilir passivləşmə... Beləliklə, konsentrasiyada sulfat turşusu Be, Bi, Co, Fe, Mg və Nb kimi metallar passivləşdirilir (sonra turşu ilə reaksiya vermir) və konsentratlaşdırılmış nitrat turşusunda A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb metalları, Th və U.

Turşu məhlullarda oksidləşdiricilərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, əksər metallar kationlara çevrilir, onların yükü birləşmələrdə (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ və Fe 3) müəyyən bir elementin sabit oksidləşmə vəziyyəti ilə müəyyən edilir. +)

Turşu məhlulda metalların azaldıcı fəaliyyəti bir sıra gərginliklərlə ötürülür. Metalların çoxu xlorid və seyreltilmiş sulfat turşuları ilə bir həllə çevrilir, lakin Cu, Ag və Hg - yalnız sulfat (konsentrat) və azot turşuları və Pt və Au - "aqua regia".

Metalların korroziyası

Metalların arzuolunmaz kimyəvi xassələri onların, yəni su ilə təmasda və orada həll olunan oksigenin təsiri altında aktiv məhv olmasıdır (oksidləşmə). (oksigen korroziyası). Məsələn, dəmir məmulatlarının suda korroziyası geniş şəkildə məlumdur, bunun nəticəsində pas əmələ gəlir və məhsullar toz halına gəlir.

Metalların korroziyası suda həm də həll olunmuş CO 2 və SO 2 qazlarının olması səbəbindən baş verir; turş mühit yaranır və H + kationları hidrogen H 2 şəklində aktiv metallarla yerdəyişir. hidrogen korroziyası).

İki fərqli metalın təmas yeri ( kontakt korroziyası). Galvanik cüt Fe kimi bir metal ilə suda yerləşdirilmiş Sn və ya Cu kimi başqa bir metal arasında yaranır. Elektronların axını gərginliklər silsiləsində (Fe) solda olan daha aktiv metaldan daha az aktiv metala (Sn, Cu) keçir və daha aktiv metal məhv olur (korroziyaya uğrayır).

Məhz buna görə konservləşdirilmiş qabların (qalayla örtülmüş dəmir) rütubətli atmosferdə saxlanması və ehtiyatsız davranması (dəmirin nəmlə təmasda olmasına imkan verən ən azı kiçik bir cızıq göründükdən sonra dəmir tez çökür) paslanır. ). Əksinə, dəmir vedrənin sinklənmiş səthi uzun müddət paslanmır, çünki cızıqlar olduqda belə, dəmir deyil, sink (dəmirdən daha aktiv metal) paslanır.

Müəyyən bir metal üçün korroziya müqaviməti daha aktiv bir metal ilə örtüldükdə və ya əridildikdə artır; beləliklə, dəmirin xromla örtülməsi və ya dəmir-xrom ərintisi edilməsi dəmirin korroziyasını aradan qaldırır. Xromlanmış dəmir və tərkibində xrom olan polad ( Paslanmaz polad), yüksək korroziyaya davamlıdır.

elektrometallurgiya, yəni ərimələrin (ən aktiv metallar üçün) və ya duz məhlullarının elektrolizi ilə metalların alınması;

pirometallurgiya, yəni yüksək temperaturda filizlərdən metalların çıxarılması (məsələn, domna sobasında dəmir istehsalı);

hidrometallurgiya, yəni metalların daha aktiv metallarla duzlarının məhlullarından ayrılması (məsələn, sink, dəmir və ya alüminiumun təsiri ilə CuSO 4 məhlulundan mis əldə etmək).

Doğma metallara bəzən təbiətdə rast gəlinir (tipik nümunələr Ag, Au, Pt, Hg-dir), lakin daha çox metallar birləşmələr şəklində olur ( metal filizləri). Yer qabığında yayılma baxımından metallar müxtəlifdir: ən çox yayılmışlardan - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) ən nadirlərə - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Metalların kimyəvi xassələri

1. Metallar qeyri-metallarla reaksiya verir.
2. Hidrogenə qarşı dayanan metallar turşularla (azot və kükürd konsentrasiyası istisna olmaqla) hidrogenin ayrılması ilə reaksiya verir.
3. Aktiv metallar su ilə reaksiyaya girərək qələvi əmələ gətirir və hidrogen əmələ gətirir.
4. Orta aktivliyə malik metallar qızdırıldıqda su ilə reaksiyaya girərək metal oksidi və hidrogen əmələ gətirir.
5. Hidrogenin arxasındakı metallar su və turşu məhlulları ilə reaksiya vermir (azot və kükürd konsentrasiyası istisna olmaqla).
6. Daha aktiv metallar daha az aktiv metalları duzlarının məhlullarından çıxarır.
7. Halojenlər su və qələvi məhlulu ilə reaksiya verir.
8. Aktiv halogenlər (flüor istisna olmaqla) az aktiv halogenləri öz duzlarının məhlullarından sıxışdırırlar.
9. Halojenlər oksigenlə reaksiya vermir.
10. Amfoter metallar (Al, Be, Zn) qələvilərin və turşuların məhlulları ilə reaksiya verir.
11. Maqnezium karbon qazı və silisium oksidi ilə reaksiya verir.
12. Qələvi metallar (litium istisna olmaqla) oksigenlə peroksidlər əmələ gətirir.

Qeyri-metalların kimyəvi xassələri

1. Qeyri-metallar metallarla və bir-biri ilə reaksiya verir.
2. Qeyri-metallardan yalnız ən aktiv olanları su ilə reaksiya verir - flüor, xlor, brom və yod.
3. Flüor, xlor, brom və yod qələvilərlə su ilə eyni şəkildə reaksiya verir, yalnız turşular deyil, onların duzları əmələ gəlir və reaksiyalar geri dönməz, lakin sona qədər davam edir.

Kimyəvi xüsusiyyətlərini öyrənin

Qeyri-metallar fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə görə metallardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən elementlərdir. Onların fərqliliklərinin səbəbi yalnız 19-cu əsrin sonunda, atomun elektron quruluşunun kəşfindən sonra ətraflı izah edilə bildi. Qeyri-metalların özəlliyi nədir? Hansı keyfiyyətlər onların günlərinə xasdır? Gəlin bunu anlayaq.

Qeyri-metallar nədir?

Elementlərin metallara və qeyri-metallara ayrılmasına yanaşma elmi ictimaiyyətdə çoxdan mövcud olmuşdur. 94 element adətən dövri cədvəldə birinciyə aid edilir. Mendeleyevin qeyri-metallarına 22 element daxildir. Onlar yuxarı sağ küncü tuturlar.

Sərbəst formada qeyri-metallar sadə maddələrdir, onların əsas xüsusiyyəti xarakterik metal xüsusiyyətlərin olmamasıdır. Onlar bütün birləşmə vəziyyətlərində ola bilər. Belə ki, yod, fosfor, kükürd, karbon bərk cisimlər şəklində olur. Qaz halı oksigen, azot, flüor və s. üçün xarakterikdir. Yalnız brom mayedir.

Təbiətdə qeyri-metal elementlər həm sadə maddələr, həm də birləşmələr şəklində mövcud ola bilər. Bağlanmamış kükürd, azot, oksigen tapılır. Birləşmələrdə boratlar, fosfatlar və s. əmələ gətirirlər. Bu formada onlar minerallarda, suda, qayalarda olur.

Metallardan fərq

Qeyri-metallar görünüşü, quruluşu və kimyəvi xassələri ilə metallardan fərqlənən elementlərdir. Onların xarici səviyyədə çoxlu sayda qoşalaşmamış elektronları var, yəni oksidləşdirici reaksiyalarda daha aktivdirlər və özlərinə əlavə elektronları daha asan birləşdirirlər.

Elementlər arasında xarakterik fərq kristal qəfəsin strukturunda müşahidə olunur. Metallar üçün metaldir. Qeyri-metallarda iki növ ola bilər: atomik və molekulyar. Atom şəbəkəsi maddələrə sərtlik verir və ərimə nöqtəsini artırır, silikon, bor və germanium üçün xarakterikdir. Xlor, kükürd, oksigen molekulyar qəfəsə malikdir. Onlara dəyişkənlik və bir az sərtlik verir.

Elementlərin daxili quruluşu onların fiziki xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Metallar xarakterik parıltıya, yaxşı cərəyan və istilik keçiriciliyinə malikdir. Onlar sərt, çevik, elastikdirlər və kiçik rəng diapazonuna malikdirlər (qara, boz çalarları, bəzən sarımtıl).

Qeyri-metallar maye, qaz halında və ya parlaq deyil və elastikdir. Onların rəngləri çox dəyişir və qırmızı, qara, boz, sarı və s. ola bilər. Demək olar ki, bütün qeyri-metallar zəif keçiricidir (karbondan başqa) və istiliyi (qara fosfor və karbondan başqa).

Qeyri-metalların kimyəvi xassələri

Kimyəvi reaksiyalarda qeyri-metallar həm oksidləşdirici, həm də azaldıcı maddələr rolunu oynaya bilər. Metallarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, onlar elektronları qəbul edirlər, beləliklə oksidləşdirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirirlər.

Digər qeyri-metallarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, onlar fərqli davranırlar. Belə reaksiyalarda daha az elektronmənfi element azaldıcı, daha çox elektronmənfi olan isə oksidləşdirici agent kimi çıxış edir.

Oksigenlə demək olar ki, hamısı (flüor istisna olmaqla) qeyri-metallar azaldıcı maddələr kimi özünü göstərir. Hidrogenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, bir çoxları oksidləşdirici maddələrdir, sonradan uçucu birləşmələr əmələ gətirir.

Qeyri-metalların bəzi elementləri bir neçə sadə maddə və ya modifikasiya yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Bu fenomen allotropiya adlanır. Məsələn, karbon qrafit, almaz, karbin və digər modifikasiyalar şəklində mövcuddur. Oksigenin bunlardan ikisi var - ozon və oksigenin özü. Fosfor qırmızı, qara, ağ və metaldir.

Təbiətdə qeyri-metallar

Qeyri-metallar hər yerdə müxtəlif miqdarda olur. Onlar yer qabığının bir hissəsidir, atmosferin, hidrosferin bir hissəsidir, Kainatda və canlı orqanizmlərdə mövcuddur. Kosmosda ən çox yayılmışlar hidrogen və heliumdur.

Yer kürəsində vəziyyət tamamilə fərqlidir. Yer qabığının ən mühüm tərkib hissələri oksigen və silisiumdur. Onlar onun kütləsinin 75%-dən çoxunu təşkil edir. Ancaq ən kiçik miqdar yod və bromdur.

Dəniz suyunun tərkibində oksigen 85,80%, hidrogen isə 10,67% təşkil edir. Onun tərkibinə həmçinin xlor, kükürd, bor, brom, karbon, flüor və silikon daxildir. Atmosferin tərkibində birinci yeri azot (78%) və oksigen (21%) tutur.

Karbon, hidrogen, fosfor, kükürd, oksigen və azot kimi qeyri-metallar mühüm üzvi maddələrdir. Onlar planetimizdəki bütün canlıların, o cümlədən insanların həyati fəaliyyətini dəstəkləyirlər.

Qeyri-metallar- metallara xas xüsusiyyətlərə malik olmayan sadə cisimlər əmələ gətirən kimyəvi elementlər. Qeyri-metalların keyfiyyət xarakteristikası elektronmənfilikdir.

Elektromənfilik- Bu, kimyəvi bağı qütbləşdirmək, ümumi elektron cütlərini qoparmaq qabiliyyətidir.

Qeyri-metallara 22 element daxildir.

1-ci dövr

3-cü dövr

4-cü dövr

5-ci dövr

6-cı dövr

Cədvəldən göründüyü kimi qeyri-metal elementlər əsasən dövri cədvəlin yuxarı sağ hissəsində yerləşir.

Qeyri-metalların atom quruluşu

Qeyri-metalların xarakterik xüsusiyyəti atomlarının xarici enerji səviyyəsində daha böyük (metallarla müqayisədə) elektronların olmasıdır. Bu, onların əlavə elektronlar əlavə etmək və metallara nisbətən daha yüksək oksidləşmə aktivliyi göstərmək qabiliyyətini müəyyənləşdirir. Xüsusilə güclü oksidləşdirici xassələri, yəni elektronları bağlamaq qabiliyyətini VI-VII qruplarının 2-ci və 3-cü dövrlərində yerləşən qeyri-metallar göstərir. Flüor, xlor və digər halogenlərin atomlarında orbitallarda elektronların düzülməsini müqayisə etsək, onların fərqli xüsusiyyətləri haqqında mühakimə edə bilərik. Flüor atomunun sərbəst orbitalları yoxdur. Buna görə də, flüor atomları yalnız I və oksidləşmə vəziyyətini göstərə bilər - 1. Ən güclü oksidləşdirici maddədir. flüor... Digər halogenlərin atomlarında, məsələn, xlor atomunda eyni enerji səviyyəsində sərbəst d-orbitallar var. Bunun sayəsində elektronların buxarlanması üç fərqli şəkildə baş verə bilər. Birinci halda, xlor +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirə və duzlara uyğun gələn xlor turşusu HClO2 əmələ gətirə bilər - məsələn, kalium xlorit KClO2. İkinci halda, xlor xlorun +5 olduğu birləşmələr yarada bilər. Belə birləşmələrə HClO3 və onun daxildir - məsələn, kalium xlorat KClO3 (Bertoletov). Üçüncü halda xlor +7 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir, məsələn, perklor turşusu HClO4 və onun duzlarında, perkloratlarda (kalium perklorat KClO4-də).

Qeyri-metalların molekulyar strukturları. Qeyri-metalların fiziki xassələri

Otaq temperaturunda qaz halında:

hidrogen - H2;

Azot - N2;

oksigen - O2;

Flüor - F2;

Radon - Rn).

Mayedə - brom - Br.

Möhkəm halda:

Bor - B;

· Karbon - C;

Silikon - Si;

Fosfor - P;

Selenium - Se;

Tellurium - Te;

Qeyri-metallar və rənglərlə daha zəngindir: qırmızı - fosforda, qəhvəyi - bromda, sarı - kükürddə, sarı-yaşıl - xlorda, bənövşəyi - yod buxarında və s.

Ən tipik qeyri-metallar molekulyar quruluşa malikdir, daha az tipik qeyri-molekulyar olanlar. Bu, onların xassələrindəki fərqi izah edir.

Sadə maddələrin tərkibi və xassələri - qeyri-metallar

Qeyri-metallar həm monoatomik, həm də diatomik molekullar əmələ gətirir. TO monotomik qeyri-metallara ən aktiv maddələrlə belə praktiki olaraq reaksiya verməyən inert qazlar daxildir. dövri sistemin VIII qrupunda yerləşir və müvafiq sadə maddələrin kimyəvi düsturları aşağıdakı kimidir: He, Ne, Ar, Kr, Xe və Rn.

Bəzi qeyri-metallar əmələ gəlir diatomik molekullar. Bunlar H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (dövri cədvəlin VII qrupunun elementləri), həmçinin oksigen O2 və azot N2-dir. From üç atomlu molekulları ozon qazından (O3) ibarətdir. Bərk vəziyyətdə olan qeyri-metal maddələri üçün kimyəvi düstur tərtib etmək olduqca çətindir. Qrafitdəki karbon atomları bir-biri ilə müxtəlif yollarla bağlıdır. Verilmiş strukturlarda tək bir molekulu təcrid etmək çətindir. Bu cür maddələrin kimyəvi formullarını yazarkən, metallarda olduğu kimi, belə maddələrin yalnız atomlardan ibarət olduğu fərziyyəsi irəli sürülür. , bu halda onlar indekssiz yazılır: C, Si, S və s. Eyni keyfiyyət tərkibinə malik (hər ikisi eyni elementdən - oksigendən ibarətdir), lakin atomların sayına görə fərqli olan oksigen kimi sadə maddələr. molekul, müxtəlif xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, oksigenin qoxusu yoxdur, ozonun isə tufan zamanı hiss etdiyimiz kəskin qoxu var. Bərk qeyri-metalların, qrafit və almazın da eyni keyfiyyət tərkibinə malik olan, lakin müxtəlif strukturları olan xassələri kəskin şəkildə fərqlənir (qrafit kövrəkdir, bərkdir). Beləliklə, maddənin xassələri təkcə onun keyfiyyət tərkibi ilə deyil, həm də maddənin molekulunda nə qədər atomun olması və onların bir-biri ilə necə əlaqəli olması ilə müəyyən edilir. sadə cisimlər şəklində bərk qaz halında olurlar (brom istisna olmaqla - maye). Onlar metalların fiziki xüsusiyyətlərinə malik deyillər. Sərt qeyri-metallar metallara xas parlaqlığa malik deyillər, adətən kövrəkdirlər, keçiriciliyi və istiliyi zəifdir (qrafit istisna olmaqla). Kristal bor B (kristal silisium kimi) çox yüksək ərimə nöqtəsinə (2075 ° C) və yüksək sərtliyə malikdir. Borun elektrik keçiriciliyi temperaturun artması ilə çox artır, bu da ondan yarımkeçirici texnologiyada geniş istifadə etməyə imkan verir. Borun polad və alüminium, mis, nikel və s. ərintilərinə əlavə edilməsi onların mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır. Boridlər (bəzi metallarla birləşmələr, məsələn, titan: TiB, TiB2) reaktiv mühərriklər, qaz turbin bıçaqları üçün hissələrin istehsalında lazımdır. Sxem 1-dən göründüyü kimi, karbon - C, silisium - Si, - B oxşar quruluşa malikdir və bəzi ümumi xüsusiyyətlərə malikdir. Sadə maddələr kimi, onlar iki modifikasiyada olur - kristal və amorf. Bu elementlərin kristal modifikasiyası yüksək ərimə nöqtələri ilə çox sərtdir. Kristal yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malikdir. Bütün bu elementlər metallarla birləşmələr əmələ gətirir -, və (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Bəziləri daha yüksək sərtliyə malikdir, məsələn Fe3C, TiB. asetilen istehsalında istifadə olunur.

Qeyri-metalların kimyəvi xassələri

Nisbi elektronmənfiliklərin ədədi qiymətlərinə uyğun olaraq oksidləşdirici qeyri-metallar aşağıdakı ardıcıllıqla artır: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Qeyri-metallar oksidləşdirici kimi

Qeyri-metalların oksidləşdirici xüsusiyyətləri qarşılıqlı əlaqədə olduqda özünü göstərir:

Metallarla: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

Hidrogenlə: H2 + F2 = 2HF;

· Elektromənfiliyi daha aşağı olan qeyri-metallarla: 2P + 5S = P2S5;

Bəzi mürəkkəb maddələrlə: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3.

Azaldıcı maddələr kimi qeyri-metallar

1. Bütün qeyri-metallar (flüordan başqa) oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir:

S + O2 = SO2, 2H2 + O2 = 2H2O.

Oksigen flüorla birlikdə müsbət oksidləşmə vəziyyətini də nümayiş etdirə bilər, yəni reduksiyaedici ola bilər. Bütün digər qeyri-metallar azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, məsələn, xlor birbaşa oksigenlə birləşmir, lakin xlorun müsbət oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirdiyi oksidləri (Cl2O, ClO2, Cl2O2) dolayı yolla əldə edilə bilər. Yüksək temperaturda azot birbaşa oksigenlə birləşir və azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Kükürd oksigenlə daha asan reaksiya verir.

2. Qeyri-metalların bir çoxu mürəkkəb maddələrlə qarşılıqlı təsirdə olduqda azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir:

ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO3 kons = H2SO4 + 6NO2 + 2H2О.

3. Qeyri-metalın həm oksidləşdirici, həm də reduksiyaedici olduğu reaksiyalar da var:

Cl2 + H2O = HCl + HClO.

4. Flüor ən tipik qeyri-metaldır, azaldıcı xassələri, yəni kimyəvi reaksiyalarda elektron vermək qabiliyyəti ilə xarakterizə olunmur.

Qeyri-metal birləşmələr

Qeyri-metallar müxtəlif molekuldaxili bağlarla birləşmələr yarada bilər.

Qeyri-metalların birləşmələrinin növləri

Kimyəvi elementlərin dövri sisteminin qrupları üzrə hidrogen birləşmələrinin ümumi düsturları cədvəldə verilmişdir:

Ümumi xalkogenlər.

Elementlərin dövri cədvəlinin altıncı qrupunun əsas altqrupunda. I. Mendeleyev, elementlər var: oksigen (O), kükürd (S), selenium (Se), (Te) və (Po). Bu elementlər ümumi olaraq "filiz əmələ gətirən" mənasını verən xalkogenlər adlanır.

Xalkogenlərin alt qrupunda yuxarıdan aşağıya doğru, atom yükünün artması ilə elementlərin xassələri təbii olaraq dəyişir: onların qeyri-metal xassələri azalır və metal xassələri artır. Beləliklə - tipik qeyri-metal və polonium - bir metal (radioaktiv).

Boz selenium

Fotovoltaik elementlərin və elektrik cərəyanı düzəldicilərinin istehsalı

Yarımkeçirici texnologiyasında

Kalkogenlərin bioloji rolu

Kükürd bitkilərin, heyvanların və insanların həyatında mühüm rol oynayır. Heyvan orqanizmlərində kükürd demək olar ki, bütün zülalların bir hissəsidir, tərkibində kükürd olan - və həmçinin vitamin B1 və hormon insulinin tərkibindədir. Qoyunlarda kükürd çatışmazlığı ilə yun böyüməsi yavaşlayır və quşlarda zəif tüklənmə qeyd olunur.

Bitkilərdən ən çox istehlak edilən kükürd kələm, kahı, ispanaqdır. Noxud və lobya qabları, turp, şalgam, soğan, horseradish, balqabaq, xiyar da kükürdlə zəngindir; kükürd və çuğundurda zəifdir.

Selenium və tellur kimyəvi xassələrinə görə kükürdlə çox oxşardır, lakin fizioloji baxımdan onun antaqonistləridir. Bədənin normal fəaliyyəti üçün çox az miqdarda selenium lazımdır. Selenyum ürək-damar sisteminə, qırmızı qan hüceyrələrinə müsbət təsir göstərir, bədənin immun xüsusiyyətlərini artırır. Artan miqdarda selenium heyvanlarda xəstəliyə səbəb olur, arıqlama və yuxululuqda özünü göstərir. Bədəndə selenium çatışmazlığı ürəyin, tənəffüs orqanlarının pozulmasına gətirib çıxarır, bədən yüksəlir və hətta baş verə bilər. Seleniumun heyvanlara əhəmiyyətli təsiri var. Məsələn, yüksək görmə itiliyi ilə seçilən maralların tor qişasında bədənin digər hissələrinə nisbətən 100 dəfə çox selen var. Bitki aləmində bütün bitkilərdə çoxlu selen var. Xüsusilə böyük bir bitki onu toplayır.

Bitkilər, heyvanlar və insanlar üçün tellurun fizioloji rolu seleniumdan daha az öyrənilmişdir. Məlumdur ki, tellur selendən daha az zəhərlidir və orqanizmdə tellurun birləşmələri tez bir zamanda elementar tellura çevrilir və bu da öz növbəsində üzvi maddələrlə birləşir.

Azot altqrupunun elementlərinin ümumi xarakteristikası

Beşinci qrupun əsas alt qrupuna azot (N), fosfor (P), arsen (As), sürmə (Sb) və (Bi) daxildir.

Azotdan vismuta qədər olan alt qrupda yuxarıdan aşağıya doğru qeyri-metal xassələri azalır, metal xassələri və atomların radiusu artır. Azot, fosfor, arsen qeyri-metallardır, lakin metallara aiddir.

Azot alt qrupu