Ciri umum bukan logam. Sifat kimia bahan mudah logam dan bukan logam

Jika dalam jadual unsur berkala D.I. Mendeleev kita melukis pepenjuru dari berilium ke astatin, maka di sebelah kiri bawah di sepanjang pepenjuru akan terdapat unsur logam (ini juga termasuk unsur subkumpulan sampingan, diserlahkan dengan warna biru), dan di sebelah kanan atas - unsur bukan logam (diserlahkan kuning). Unsur yang terletak berhampiran pepenjuru - semilogam atau metaloid (B, Si, Ge, Sb, dll.) mempunyai watak dwi (diserlahkan dalam warna merah jambu).

Seperti yang dapat dilihat dari rajah, sebahagian besar unsur adalah logam.

Mengikut sifat kimianya, logam ialah unsur kimia yang atomnya melepaskan elektron daripada tahap tenaga luaran atau pra-luar, membentuk ion bercas positif.

Hampir semua logam mempunyai jejari yang agak besar dan sejumlah kecil elektron (dari 1 hingga 3) pada tahap tenaga luar. Logam dicirikan oleh nilai keelektronegatifan rendah dan sifat pengurangan.

Logam yang paling tipikal terletak pada permulaan tempoh (bermula dari yang kedua), kemudian dari kiri ke kanan sifat logam melemahkan. Dalam kumpulan dari atas ke bawah, sifat logam meningkat apabila jejari atom meningkat (disebabkan oleh peningkatan dalam bilangan tahap tenaga). Ini membawa kepada penurunan keelektronegatifan (keupayaan untuk menarik elektron) unsur dan peningkatan dalam sifat pengurangan (keupayaan untuk menderma elektron kepada atom lain dalam tindak balas kimia).

tipikal logam ialah unsur-s (unsur kumpulan IA daripada Li ke Fr. unsur kumpulan PA daripada Mg ke Ra). Formula elektronik am atom mereka ialah ns 1-2. Mereka dicirikan oleh keadaan pengoksidaan + I dan + II, masing-masing.

Bilangan elektron yang kecil (1-2) dalam tahap tenaga luar atom logam biasa bermakna elektron ini mudah hilang dan mempamerkan sifat penurunan yang kuat, seperti yang dicerminkan oleh nilai keelektronegatifan yang rendah. Ini membayangkan sifat kimia dan kaedah yang terhad untuk mendapatkan logam biasa.

Ciri ciri logam tipikal ialah kecenderungan atomnya membentuk kation dan ikatan kimia ionik dengan atom bukan logam. Sebatian logam biasa dengan bukan logam ialah kristal ionik "metalanion bukan logam," contohnya K + Br -, Ca 2+ O 2-. Kation logam tipikal juga termasuk dalam sebatian dengan anion kompleks - hidroksida dan garam, contohnya Mg 2+ (OH -) 2, (Li +)2CO 3 2-.

Logam kumpulan A yang membentuk pepenjuru amfoterik dalam Jadual Berkala Be-Al-Ge-Sb-Po, serta logam yang bersebelahan dengannya (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) tidak mempamerkan logam tipikal. hartanah. Formula elektronik am atom mereka NS 2 n.p. 0-4 melibatkan kepelbagaian keadaan pengoksidaan yang lebih besar, keupayaan yang lebih besar untuk mengekalkan elektronnya sendiri, penurunan secara beransur-ansur dalam keupayaan penurunannya dan penampilan keupayaan pengoksidaan, terutamanya dalam darjat tinggi pengoksidaan (contoh biasa ialah sebatian Tl III, Pb IV, Bi v). serupa tingkah laku kimia juga merupakan ciri majoriti (elemen-d, iaitu unsur-unsur kumpulan-B Jadual Berkala (contoh biasa ialah unsur amfoterik Cr dan Zn).

Manifestasi sifat dualiti (amfoterik), kedua-dua logam (asas) dan bukan logam, adalah disebabkan oleh sifat ikatan kimia. Dalam keadaan pepejal, sebatian logam atipikal dengan bukan logam mengandungi kebanyakan ikatan kovalen (tetapi kurang kuat daripada ikatan antara bukan logam). Dalam larutan, ikatan ini mudah dipecahkan, dan sebatian berpecah kepada ion (secara keseluruhan atau sebahagian). Sebagai contoh, galium logam terdiri daripada molekul Ga 2; dalam keadaan pepejal, klorida aluminium dan merkuri (II) AlCl 3 dan HgCl 2 mengandungi ikatan kovalen yang kuat, tetapi dalam larutan AlCl 3 terurai hampir sepenuhnya, dan HgCl 2 - kepada tahap yang sangat kecil (dan kemudian menjadi ion HgCl + dan Cl -).

Sifat fizikal umum logam

Disebabkan oleh kehadiran elektron bebas ("gas elektron") dalam kekisi kristal, semua logam mempamerkan ciri umum ciri berikut:

1) plastik- keupayaan untuk menukar bentuk dengan mudah, meregangkan menjadi dawai, dan menggulung menjadi kepingan nipis.

2) Kilauan logam dan kelegapan. Ini disebabkan oleh interaksi elektron bebas dengan kejadian cahaya pada logam.

3) Kekonduksian elektrik. Ia dijelaskan oleh pergerakan arah elektron bebas dari kutub negatif ke kutub positif di bawah pengaruh beza keupayaan kecil. Apabila dipanaskan, kekonduksian elektrik berkurangan, kerana Apabila suhu meningkat, getaran atom dan ion dalam nod kekisi kristal bertambah kuat, yang merumitkan pergerakan arah "gas elektron".

4) Kekonduksian terma. Ia disebabkan oleh pergerakan elektron bebas yang tinggi, yang menyebabkan suhu menyamakan dengan cepat ke atas jisim logam. Kekonduksian terma tertinggi terdapat dalam bismut dan merkuri.

5) Kekerasan. Yang paling sukar ialah krom (memotong kaca); logam alkali yang paling lembut - kalium, natrium, rubidium dan sesium - dipotong dengan pisau.

6) Ketumpatan. Semakin kecil jisim atom logam dan semakin besar jejari atom, semakin kecil ia. Yang paling ringan ialah litium (ρ=0.53 g/cm3); yang paling berat ialah osmium (ρ=22.6 g/cm3). Logam dengan ketumpatan kurang daripada 5 g/cm3 dianggap sebagai "logam ringan".

7) Takat lebur dan didih. Logam yang paling boleh melebur ialah merkuri (mp = -39°C), logam yang paling refraktori ialah tungsten (mp = 3390°C). Logam dengan suhu lebur di atas 1000°C dianggap refraktori, di bawah - lebur rendah.

Sifat kimia am logam

Ejen pengurangan kuat: Me 0 – nē → Me n +

Sebilangan voltan mencirikan aktiviti perbandingan logam dalam tindak balas redoks dalam larutan akueus.

I. Tindak balas logam dengan bukan logam

1) Dengan oksigen:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Dengan sulfur:
Hg + S → HgS

3) Dengan halogen:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Dengan nitrogen:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Dengan fosforus:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Dengan hidrogen (hanya logam alkali dan alkali tanah yang bertindak balas):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. Tindak balas logam dengan asid

1) Logam dalam siri voltan elektrokimia sehingga H mengurangkan asid bukan pengoksida kepada hidrogen:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Dengan asid pengoksida:

Apabila asid nitrik daripada sebarang kepekatan dan asid sulfurik pekat berinteraksi dengan logam Hidrogen tidak pernah dilepaskan!

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

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

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 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 (k) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Interaksi logam dengan air

1) Aktif (logam alkali dan alkali tanah) membentuk bes larut (alkali) dan hidrogen:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) Logam aktiviti sederhana dioksidakan oleh air apabila dipanaskan kepada oksida:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Tidak aktif (Au, Ag, Pt) - tidak bertindak balas.

IV. Anjakan logam kurang aktif oleh logam yang lebih aktif daripada larutan garamnya:

Cu + HgCl 2 → Hg+ CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

Dalam industri, mereka sering menggunakan bukan logam tulen, tetapi campurannya - aloi, di mana sifat berfaedah satu logam dilengkapkan dengan sifat berfaedah logam lain. Oleh itu, kuprum mempunyai kekerasan yang rendah dan tidak sesuai untuk pembuatan bahagian mesin, manakala aloi kuprum dan zink ( loyang) sudah agak keras dan digunakan secara meluas dalam kejuruteraan mekanikal. Aluminium mempunyai kemuluran yang tinggi dan ringan yang mencukupi (ketumpatan rendah), tetapi terlalu lembut. Berdasarkan itu, aloi dengan magnesium, tembaga dan mangan disediakan - duralumin (duralumin), yang, tanpa kehilangan sifat berguna aluminium, memperoleh kekerasan yang tinggi dan menjadi sesuai untuk pembinaan pesawat. Aloi besi dengan karbon (dan bahan tambahan logam lain) diketahui secara meluas besi tuang Dan keluli.

Logam bebas ialah pemulih. Walau bagaimanapun, sesetengah logam mempunyai kereaktifan yang rendah disebabkan oleh fakta bahawa ia bersalut filem oksida permukaan, V kepada tahap yang berbeza-beza tahan terhadap reagen kimia seperti air, larutan asid dan alkali.

Sebagai contoh, plumbum sentiasa ditutup dengan filem oksida; peralihannya kepada larutan memerlukan bukan sahaja pendedahan kepada reagen (contohnya, asid nitrik cair), tetapi juga pemanasan. Filem oksida pada aluminium menghalang tindak balasnya dengan air, tetapi dimusnahkan oleh asid dan alkali. Filem oksida longgar (karat), terbentuk pada permukaan besi dalam udara lembap, tidak mengganggu pengoksidaan selanjutnya besi.

Di bawah pengaruh tertumpu asid terbentuk pada logam mampan filem oksida. Fenomena ini dipanggil kepasifan. Jadi, dalam pekat asid sulfurik logam seperti Be, Bi, Co, Fe, Mg dan Nb dipasifkan (dan kemudian tidak bertindak balas dengan asid), dan dalam asid nitrik pekat - logam A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th dan U.

Apabila berinteraksi dengan agen pengoksidaan dalam larutan berasid, kebanyakan logam berubah menjadi kation, yang casnya ditentukan oleh keadaan pengoksidaan yang stabil bagi unsur tertentu dalam sebatian (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ dan Fe 3 +)

Aktiviti penurunan logam dalam larutan berasid dihantar melalui satu siri tegasan. Kebanyakan logam dipindahkan ke dalam larutan dengan asid sulfurik hidroklorik dan cair, tetapi Cu, Ag dan Hg - hanya dengan sulfurik (pekat) dan asid nitrik, dan Pt dan Au - dengan "regia vodka".

Kakisan logam

Sifat kimia logam yang tidak diingini ialah pemusnahan aktifnya (pengoksidaan) apabila bersentuhan dengan air dan di bawah pengaruh oksigen yang terlarut di dalamnya. (kakisan oksigen). Sebagai contoh, kakisan produk besi di dalam air diketahui secara meluas, akibatnya karat terbentuk dan produk hancur menjadi serbuk.

Kakisan logam juga berlaku di dalam air kerana kehadiran gas terlarut CO 2 dan SO 2; persekitaran berasid dicipta, dan kation H + disesarkan oleh logam aktif dalam bentuk hidrogen H 2 ( kakisan hidrogen).

Kawasan sentuhan antara dua logam yang tidak serupa boleh menjadi sangat menghakis ( kakisan sentuhan). Pasangan galvanik berlaku antara satu logam, contohnya Fe, dan logam lain, contohnya Sn atau Cu, diletakkan di dalam air. Aliran elektron pergi dari logam yang lebih aktif, iaitu ke kiri dalam siri voltan (Re), ke logam kurang aktif (Sn, Cu), dan logam yang lebih aktif dimusnahkan (terhakis).

Disebabkan ini, permukaan tin tin (besi yang disalut dengan timah) berkarat apabila disimpan dalam suasana lembap dan dikendalikan dengan tidak berhati-hati (besi cepat runtuh selepas walaupun calar kecil muncul, membolehkan seterika bersentuhan dengan lembapan). Sebaliknya, permukaan tergalvani baldi besi tidak berkarat untuk masa yang lama, kerana walaupun terdapat calar, bukan besi yang menghakis, tetapi zink (logam yang lebih aktif daripada besi).

Rintangan kakisan untuk logam tertentu meningkat apabila ia disalut dengan logam yang lebih aktif atau apabila ia bercantum; Oleh itu, menyalut besi dengan kromium atau membuat aloi besi dan kromium menghapuskan kakisan besi. Besi krom dan keluli yang mengandungi kromium ( keluli tahan karat ), mempunyai rintangan kakisan yang tinggi.

elektrometalurgi, iaitu, mendapatkan logam melalui elektrolisis leburan (untuk logam yang paling aktif) atau larutan garam;

pyrometallurgy, iaitu, pemulihan logam daripada bijih di suhu tinggi(contohnya, mendapatkan besi dalam proses relau letupan);

hidrometalurgi, iaitu, pemisahan logam daripada larutan garamnya oleh logam yang lebih aktif (contohnya, penghasilan kuprum daripada larutan CuSO 4 melalui tindakan zink, besi atau aluminium).

Logam asli kadangkala ditemui di alam semula jadi (contoh biasa ialah Ag, Au, Pt, Hg), tetapi lebih kerap logam ditemui dalam bentuk sebatian ( bijih logam). Logam berbeza dengan banyaknya di kerak bumi: dari yang paling biasa - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) hingga yang paling jarang - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Sifat kimia logam

1. Logam bertindak balas dengan bukan logam.
2. Logam sebelum hidrogen bertindak balas dengan asid (kecuali asid nitrik dan sulfurik) untuk membebaskan hidrogen
3. Logam aktif bertindak balas dengan air untuk membentuk alkali dan membebaskan hidrogen.
4. Logam aktiviti sederhana bertindak balas dengan air apabila dipanaskan untuk membentuk oksida logam dan hidrogen.
5. Logam selepas hidrogen tidak bertindak balas dengan air dan larutan asid (kecuali kepekatan nitrik dan sulfur)
6. Logam yang lebih aktif menggantikan yang kurang aktif daripada larutan garamnya.
7. Halogen bertindak balas dengan air dan larutan alkali.
8. Halogen aktif (kecuali fluorin) menggantikan halogen kurang aktif daripada larutan garamnya.
9. Halogen tidak bertindak balas dengan oksigen.
10. Logam amfoterik (Al, Be, Zn) bertindak balas dengan larutan alkali dan asid.
11. Magnesium bertindak balas dengan karbon dioksida dan silikon oksida.
12. Logam alkali (kecuali litium) membentuk peroksida dengan oksigen.

Sifat kimia bukan logam

1. Bukan logam bertindak balas dengan logam dan antara satu sama lain.
2. Daripada bukan logam, hanya yang paling aktif bertindak balas dengan air - fluorin, klorin, bromin dan iodin.
3. Fluorin, klorin, bromin dan iodin bertindak balas dengan alkali dengan cara yang sama seperti dengan air, hanya asid tidak terbentuk, tetapi garamnya, dan tindak balas tidak boleh diterbalikkan, tetapi teruskan hingga selesai.

Kaji sifat kimia

Bukan logam ialah unsur yang berbeza secara ketara dalam sifat fizikal dan kimia daripada logam. Mereka dapat menjelaskan secara terperinci sebab perbezaan mereka hanya dalam lewat XIX abad, selepas penemuan struktur elektronik atom. Apakah keistimewaan bukan logam? Apakah kualiti yang mencirikan mereka? Mari kita fikirkan.

Bukan logam - apakah itu?

Pendekatan untuk mengasingkan unsur kepada logam dan bukan logam telah lama wujud dalam komuniti saintifik. 94 unsur pertama dalam jadual berkala Mendeleev biasanya dikelaskan sebagai unsur. Bukan logam Mendeleev merangkumi 22 unsur. Mereka menduduki sudut kanan atas.

Dalam bentuk bebasnya, bukan logam ialah bahan ringkas ciri utama yang merupakan kekurangan ciri ciri logam. Mereka boleh berada dalam semua keadaan pengagregatan. Oleh itu, iodin, fosforus, sulfur, dan karbon didapati dalam bentuk pepejal. Keadaan gas adalah ciri oksigen, nitrogen, fluorin, dll. Hanya bromin adalah cecair.

Secara semula jadi, unsur bukan logam boleh wujud kedua-duanya dalam bentuk bahan mudah, dan dalam bentuk sambungan. Sulfur, nitrogen, dan oksigen ditemui dalam bentuk tidak terikat. Dalam sebatian ia membentuk borat, fosfat, dll. Dalam bentuk ini ia terdapat dalam mineral, air, dan batu.

Perbezaan daripada logam

Bukan logam ialah unsur yang berbeza daripada logam penampilan, struktur dan sifat kimia. Mereka mempunyai sebilangan besar elektron tidak berpasangan pada tahap luaran, yang bermaksud mereka lebih aktif dalam tindak balas oksidatif dan lebih mudah melekatkan elektron tambahan kepada diri mereka sendiri.

Perbezaan ciri antara unsur-unsur diperhatikan dalam struktur kekisi kristal. Untuk logam ia adalah logam. Dalam bukan logam ia boleh terdiri daripada dua jenis: atom dan molekul. Kekisi atom memberikan kekerasan bahan dan meningkatkan takat lebur; ia adalah ciri silikon, boron, dan germanium. Klorin, sulfur, dan oksigen mempunyai kekisi molekul. Ia memberi mereka turun naik dan sedikit kekerasan.

Struktur dalaman unsur menentukan sifat fizikalnya. Logam mempunyai ciri kilauan dan kekonduksian arus dan haba yang baik. Mereka keras, mulur, mudah ditempa, dan mempunyai julat warna yang kecil (hitam, warna kelabu, kadang-kadang kekuningan).

Bukan logam ialah benda cair, gas, atau kurang kilauan dan kebolehtempaan. Warnanya sangat berbeza dan boleh menjadi merah, hitam, kelabu, kuning, dll. Hampir semua bukan logam adalah pengalir arus yang lemah (kecuali karbon) dan haba (kecuali fosforus hitam dan karbon).

Sifat kimia bukan logam

Dalam tindak balas kimia, bukan logam boleh memainkan peranan sebagai agen pengoksidaan dan agen penurunan. Apabila berinteraksi dengan logam, mereka menerima elektron, dengan itu mempamerkan sifat pengoksidaan.

Apabila berinteraksi dengan bukan logam lain, mereka berkelakuan berbeza. Dalam tindak balas sedemikian, unsur yang kurang elektronegatif bertindak sebagai agen penurunan, manakala unsur yang lebih elektronegatif bertindak sebagai agen pengoksidaan.

Dengan oksigen, hampir semua (kecuali fluorin) bukan logam bertindak sebagai agen pengurangan. Apabila berinteraksi dengan hidrogen, kebanyakannya adalah agen pengoksida, seterusnya membentuk sebatian meruap.

Sesetengah unsur bukan logam mempunyai keupayaan untuk membentuk beberapa bahan atau pengubahsuaian ringkas. Fenomena ini dipanggil alotropi. Sebagai contoh, karbon wujud dalam bentuk grafit, berlian, karbin dan pengubahsuaian lain. Oksigen mempunyai dua daripadanya - ozon dan oksigen itu sendiri. Fosforus datang dalam bentuk merah, hitam, putih dan logam.

Bukan logam dalam alam semula jadi

Bukan logam terdapat di mana-mana dalam jumlah yang berbeza-beza. Mereka adalah sebahagian daripada kerak bumi, merupakan sebahagian daripada atmosfera, hidrosfera, dan terdapat di Alam Semesta dan dalam organisma hidup. Di angkasa lepas, yang paling biasa ialah hidrogen dan helium.

Di dalam Bumi keadaannya berbeza sama sekali. Komponen terpenting kerak bumi ialah oksigen dan silikon. Mereka membentuk lebih daripada 75% jisimnya. Tetapi jumlah terkecil diambil kira oleh iodin dan bromin.

Termasuk air laut oksigen menyumbang 85.80%, dan hidrogen - 10.67%. Komposisinya juga termasuk klorin, sulfur, boron, bromin, karbon, fluorin dan silikon. Dalam komposisi atmosfera, keutamaan tergolong dalam nitrogen (78%) dan oksigen (21%).

Bukan logam seperti karbon, hidrogen, fosforus, sulfur, oksigen dan nitrogen adalah penting bahan organik. Mereka menyokong aktiviti penting semua makhluk hidup di planet kita, termasuk manusia.

Bukan logam- unsur kimia yang membentuk jasad ringkas yang tidak mempunyai sifat ciri logam. Ciri kualitatif bukan logam ialah keelektronegatifan.

Keelektronegatifan- ini adalah keupayaan untuk polarisasi ikatan kimia, menarik pasangan elektron sepunya kepada diri mereka sendiri.

Terdapat 22 unsur yang dikelaskan sebagai bukan logam.

tempoh 1

tempoh ke-3

tempoh ke-4

tempoh ke-5

tempoh ke-6

Seperti yang dapat dilihat dari jadual, unsur bukan logam terutamanya terletak di bahagian atas kanan jadual berkala.

Struktur atom bukan logam

Ciri ciri bukan logam ialah bilangan elektron yang lebih besar (berbanding dengan logam) dalam tahap tenaga luar atomnya. Ini menentukan keupayaan mereka yang lebih besar untuk melekatkan elektron tambahan dan mempamerkan aktiviti oksidatif yang lebih tinggi daripada logam. Sifat pengoksidaan yang sangat kuat, iaitu keupayaan untuk menambah elektron, ditunjukkan oleh bukan logam yang terletak dalam tempoh ke-2 dan ke-3 kumpulan VI-VII. Jika kita membandingkan susunan elektron dalam orbital dalam atom fluorin, klorin dan halogen lain, maka kita boleh menilai mereka sifat tersendiri. Atom fluorin tidak mempunyai orbital bebas. Oleh itu, atom fluorin hanya boleh mempamerkan I dan keadaan pengoksidaan ialah 1. Agen pengoksidaan terkuat ialah fluorin. Dalam atom halogen lain, contohnya dalam atom klorin, terdapat orbital d bebas pada tahap tenaga yang sama. Terima kasih kepada ini, pasangan elektron boleh berlaku dalam tiga cara yang berbeza. Dalam kes pertama, klorin boleh menunjukkan keadaan pengoksidaan +3 dan membentuk asid klorus HClO2, yang sepadan dengan garam - contohnya, kalium klorit KClO2. Dalam kes kedua, klorin boleh membentuk sebatian di mana klorin adalah +5. Sebatian tersebut termasuk HClO3 dan ee, contohnya kalium klorat KClO3 (Bertoletova). Dalam kes ketiga, klorin mempamerkan keadaan pengoksidaan +7, contohnya dalam asid perklorik HClO4 dan garamnya, perklorat (dalam kalium perklorat KClO4).

Struktur molekul bukan logam. Sifat fizikal bukan logam

Dalam keadaan gas pada suhu bilik ialah:

· hidrogen - H2;

· nitrogen - N2;

· oksigen - O2;

fluorin - F2;

· radon - Rn).

Dalam cecair - bromin - Br.

Dalam pepejal:

boron - B;

· karbon - C;

· silikon - Si;

· fosforus - P;

· selenium - Se;

telurium - Te;

Ia lebih kaya untuk bukan logam dan warna: merah untuk fosforus, coklat untuk bromin, kuning untuk sulfur, kuning-hijau untuk klorin, ungu untuk wap iodin, dll.

Bukan logam yang paling tipikal mempunyai struktur molekul, manakala yang kurang tipikal mempunyai struktur bukan molekul. Ini menerangkan perbezaan dalam sifat mereka.

Komposisi dan sifat bahan mudah - bukan logam

Bukan logam membentuk kedua-dua molekul monoatomik dan diatomik. KEPADA monatomik Bukan logam termasuk gas lengai yang boleh dikatakan tidak bertindak balas walaupun dengan bahan yang paling aktif. terletak dalam kumpulan VIII jadual berkala, dan formula kimia bagi bahan ringkas yang sepadan adalah seperti berikut: He, Ne, Ar, Kr, Xe dan Rn.

Beberapa bukan logam terbentuk diatomik molekul. Ini adalah H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (elemen kumpulan VII jadual berkala), serta oksigen O2 dan nitrogen N2. daripada triatomik molekul terdiri daripada gas ozon (O3). Bagi bahan bukan logam yang berada dalam keadaan pepejal, agak sukar untuk mencipta formula kimia. Atom karbon dalam grafit bersambung antara satu sama lain dalam pelbagai cara. Sukar untuk mengasingkan satu molekul dalam struktur yang diberikan. Apabila menulis formula kimia untuk bahan tersebut, seperti dalam kes logam, andaian diperkenalkan bahawa bahan tersebut hanya terdiri daripada atom. , dalam kes ini, ditulis tanpa indeks: C, Si, S, dll. Bahan mudah seperti oksigen, mempunyai komposisi kualitatif yang sama (kedua-duanya terdiri daripada unsur yang sama - oksigen), tetapi berbeza dalam bilangan atom dalam molekul , mempunyai sifat yang berbeza. Oleh itu, oksigen tidak mempunyai bau, manakala ozon mempunyai bau pedas yang kita hidu semasa ribut petir. Sifat bukan logam keras, grafit dan berlian, yang juga mempunyai komposisi kualitatif yang sama, tetapi struktur yang berbeza, berbeza dengan ketara (grafit rapuh, keras). Oleh itu, sifat sesuatu bahan ditentukan bukan sahaja olehnya komposisi berkualiti tinggi, tetapi juga berapa banyak atom yang terkandung dalam molekul bahan dan bagaimana ia disambungkan antara satu sama lain. dalam bentuk jasad ringkas berada dalam keadaan gas pepejal (kecuali bromin - cecair). Mereka tidak mempunyai ciri-ciri fizikal wujud dalam logam. Bukan logam keras tidak mempunyai kilauan biasa logam, ia biasanya rapuh, dan ia menghantar haba dengan buruk (kecuali grafit). Boron B kristal (seperti silikon kristal) mempunyai takat lebur yang sangat tinggi (2075°C) dan kekerasan yang tinggi. Kekonduksian elektrik boron meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu, yang memungkinkan untuk menggunakannya secara meluas dalam teknologi semikonduktor. Penambahan boron kepada keluli dan aloi aluminium, kuprum, nikel, dsb. meningkatkan sifat mekanikalnya. Borides (sebatian dengan logam tertentu, contohnya titanium: TiB, TiB2) diperlukan dalam pembuatan bahagian enjin jet, bilah turbin gas. Seperti yang dapat dilihat dari Skim 1, karbon - C, silikon - Si, - B mempunyai struktur yang serupa dan mempunyai beberapa sifat umum. Sebagai bahan mudah, ia terdapat dalam dua bentuk - kristal dan amorf. Bentuk kristal unsur-unsur ini sangat keras, dengan takat lebur yang tinggi. Kristal mempunyai sifat semikonduktor. Semua unsur ini membentuk sebatian dengan logam - , dan (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Sebahagian daripada mereka mempunyai kekerasan yang lebih besar, contohnya Fe3C, TiB. digunakan untuk menghasilkan asetilena.

Sifat kimia bukan logam

Selaras dengan nilai berangka elektronegativiti relatif, bukan logam pengoksidaan meningkat dalam susunan berikut: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Bukan logam sebagai agen pengoksidaan

Sifat pengoksidaan bukan logam menampakkan diri semasa interaksinya:

· dengan logam: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

· dengan hidrogen: H2 + F2 = 2HF;

· dengan bukan logam yang mempunyai keelektronegatifan yang lebih rendah: 2P + 5S = P2S5;

· dengan beberapa bahan kompleks: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3.

Bukan logam sebagai agen penurunan

1. Semua bukan logam (kecuali fluorin) mempamerkan sifat pengurangan apabila berinteraksi dengan oksigen:

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

Oksigen dalam kombinasi dengan fluorin juga boleh menunjukkan keadaan pengoksidaan positif, iaitu, menjadi agen pengurangan. Semua bukan logam lain mempamerkan sifat pengurangan. Sebagai contoh, klorin tidak bergabung secara langsung dengan oksigen, tetapi secara tidak langsung adalah mungkin untuk mendapatkan oksidanya (Cl2O, ClO2, Cl2O2), di mana klorin menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Pada suhu tinggi, nitrogen secara langsung bergabung dengan oksigen dan mempamerkan sifat mengurangkan. Sulfur bertindak balas dengan lebih mudah dengan oksigen.

2. Banyak bukan logam mempamerkan sifat pengurangan apabila berinteraksi dengan bahan kompleks:

ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO3 conc = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

3. Terdapat juga tindak balas di mana bukan logam adalah kedua-dua agen pengoksida dan agen penurunan:

Cl2 + H2O = HCl + HClO.

4. Fluorin ialah bukan logam yang paling tipikal, yang tidak mempunyai sifat pengurangan, iaitu keupayaan untuk menderma elektron dalam tindak balas kimia.

Sebatian bukan logam

Bukan logam boleh membentuk sebatian dengan ikatan intramolekul yang berbeza.

Jenis sebatian bukan logam

Formula am sebatian hidrogen mengikut kumpulan sistem berkala unsur kimia diberikan dalam jadual:

Jumlah chalcogens.

Dalam subkumpulan utama kumpulan keenam jadual berkala unsur. I. Mendeleev mengandungi unsur: oksigen (O), sulfur (S), selenium (Se), (Te) dan (Po). Unsur-unsur ini secara kolektif dipanggil chalcogens, yang bermaksud "pembentuk bijih".

Dalam subkumpulan chalcogens, dari atas ke bawah, dengan peningkatan cas atom, sifat unsur secara semula jadi berubah: sifat bukan logamnya berkurangan dan sifat logamnya meningkat. Jadi - bukan logam biasa, dan polonium - logam (radioaktif).

Selenium kelabu

Pengeluaran fotosel dan penerus arus elektrik

Dalam teknologi semikonduktor

Peranan biologi chalcogens

Sera bermain peranan penting dalam kehidupan tumbuhan, haiwan dan manusia. Dalam organisma haiwan, sulfur adalah sebahagian daripada hampir semua protein, protein dan protein yang mengandungi sulfur, serta vitamin B1 dan hormon insulin. Dengan kekurangan sulfur, pertumbuhan bulu melambatkan pada biri-biri, dan bulu yang lemah dicatatkan pada burung.

Tumbuhan yang paling banyak mengambil sulfur ialah kubis, salad, dan bayam. Polong kacang dan kacang, lobak, lobak, bawang, lobak pedas, labu, dan timun juga kaya dengan sulfur; Bit juga miskin sulfur.

Dari segi sifat kimia, selenium dan tellurium sangat mirip dengan sulfur, tetapi dari segi sifat fisiologi mereka adalah antagonisnya. Jumlah selenium yang sangat kecil diperlukan untuk fungsi normal badan. Selenium mempunyai kesan positif pada sistem kardiovaskular, sel darah merah, dan meningkatkan sifat imun badan. Jumlah selenium yang meningkat menyebabkan penyakit pada haiwan, yang ditunjukkan dalam kurus dan mengantuk. Kekurangan selenium dalam badan membawa kepada gangguan jantung, organ pernafasan, bengkak badan dan mungkin berlaku. Selenium mempunyai kesan yang ketara terhadap haiwan. Sebagai contoh, rusa, yang mempunyai ketajaman penglihatan yang tinggi, mengandungi 100 kali lebih selenium dalam retina berbanding bahagian lain badan. DALAM flora Semua tumbuhan mengandungi banyak selenium. Tumbuhan itu terkumpul terutamanya dalam jumlah yang besar.

Peranan fisiologi telurium untuk tumbuhan, haiwan dan manusia telah dikaji kurang daripada selenium. Telah diketahui bahawa tellurium adalah kurang toksik berbanding dengan selenium dan sebatian tellurium dalam badan dengan cepat dikurangkan kepada telurium unsur, yang seterusnya bergabung dengan bahan organik.

Ciri umum unsur subkumpulan nitrogen

Subkumpulan utama kumpulan kelima termasuk nitrogen (N), fosforus (P), arsenik (As), antimoni (Sb) dan (Bi).

Dari atas ke bawah dalam subkumpulan dari nitrogen ke bismut, sifat bukan logam berkurangan, manakala sifat logam dan jejari atom meningkat. Nitrogen, fosforus, arsenik adalah bukan logam, tetapi tergolong dalam logam.

Subkumpulan nitrogen