Pangkalahatang katangian ng di-metal. Mga kemikal na katangian ng mga simpleng sangkap ng mga metal at di-metal

Kung sa pana-panahong talahanayan ng mga elemento ng D.I. Mendeleev upang gumuhit ng isang dayagonal mula beryllium hanggang astatine, pagkatapos ay sa kaliwa sa ibaba ng dayagonal ay magkakaroon ng mga elemento ng metal (kasama rin dito ang mga elemento ng pangalawang subgroup, na naka-highlight sa asul), at sa tuktok na kanan - mga elemento ng nonmetal (naka-highlight dilaw). Ang mga elemento na matatagpuan malapit sa dayagonal - semimetals o metalloids (B, Si, Ge, Sb, atbp.), Ay may dalang character (na naka-highlight sa kulay rosas).

Tulad ng nakikita mo mula sa figure, ang karamihan ng mga elemento ay mga metal.

Sa pamamagitan ng kanilang likas na kemikal, ang mga metal ay mga elemento ng kemikal na ang mga atomo ay nagbibigay ng mga electron mula sa mga panlabas o pre-external na antas ng enerhiya, kaya bumubuo ng mga positibong sisingilin na mga ion.

Halos lahat ng mga metal ay medyo malaki ang radii at isang maliit na bilang ng mga electron (mula 1 hanggang 3) sa panlabas na antas ng enerhiya. Ang mga metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang halaga ng electronegativity at pagbabawas ng mga katangian.

Ang pinaka-karaniwang mga metal ay matatagpuan sa simula ng mga panahon (simula sa pangalawa), higit pa mula sa kaliwa hanggang kanan, ang mga metal na katangian ay humina. Sa isang pangkat mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga katangian ng metal ay pinahusay, dahil ang radius ng mga atomo ay nagdaragdag (dahil sa isang pagtaas sa bilang ng mga antas ng enerhiya). Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa electronegativity (ang kakayahang maakit ang mga electron) ng mga elemento at isang pagtaas sa pagbabawas ng mga katangian (ang kakayahang magbigay ng mga electron sa iba pang mga atom sa mga reaksyon ng kemikal).

Karaniwan Ang mga metal ay mga elemento ng elemento (mga elemento ng pangkat ng IA mula sa mga elemento ng Li hanggang Fr. ng pangkat ng PA mula Mg hanggang Ra). Ang pangkalahatang electronic formula ng kanilang mga atoms ay ns 1-2. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga estado ng oksihenasyon + I at + II, ayon sa pagkakabanggit.

Ang isang maliit na bilang ng mga elektron (1-2) sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga tipikal na mga atomo ng metal ay nagmumungkahi ng isang bahagyang pagkawala ng mga elektron na ito at ang pagpapakita ng malakas na pagbabawas ng mga katangian, na sumasalamin sa mga mababang halaga ng electronegativity. Samakatuwid ang limitadong mga katangian ng kemikal at pamamaraan ng pagkuha ng mga karaniwang metal.

Ang isang katangian na katangian ng mga tipikal na metal ay ang pagkahilig ng kanilang mga atomo na bumubuo ng mga kation at ionic kemikal na mga bono na may nonmetal atoms. Ang mga bahagi ng karaniwang mga metal na may mga hindi metal ay mga kristal na ionik na "metal cation anion ng hindi metal", halimbawa K + Br -, Ca 2+ O 2-. Ang mga kation ng karaniwang mga metal ay kasama rin sa mga compound na may mga kumplikadong anion - hydroxides at asing-gamot, halimbawa, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

Ang mga metals ng A-group na bumubuo ng isang dayagonal ng amphotericity sa Panahon ng Talahanang Be-Al-Ge-Sb-Po, pati na rin ang mga katabing mga metal (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) ay hindi nagpapakita ng karaniwang mga katangian ng metal. Ang pangkalahatang electronic formula ng kanilang mga atoms ns 2 np 0-4 ipinapalagay ang isang mas malawak na iba't ibang mga estado ng oksihenasyon, isang mas higit na kakayahang mapanatili ang kanilang sariling mga elektron, isang unti-unting pagbaba sa kanilang kakayahang reduktibo at ang hitsura ng kakayahang mag-oxidizing, lalo na sa mga mataas na estado ng oksihenasyon (ang mga karaniwang halimbawa ay mga compound Tl III, Pb IV, Bi v). Ang isang katulad na pag-uugali ng kemikal ay pangkaraniwan para sa karamihan (mga d-elemento, mga elemento ng B-grupo ng Panahon ng Talaan (ang mga tipikal na halimbawa ay mga elemento ng amphoteric Cr at Zn).

Ang pagpapakita na ito ng duwalidad (amphotericity) ng mga katangian, parehong metal (basic) at non-metallic, ay dahil sa likas na katangian ng bono ng kemikal. Sa solidong estado, ang mga compound ng mga atypical metal na may mga hindi metal ay naglalaman ng pangunahin na mga covalent bond (ngunit mas malakas kaysa sa mga bono sa pagitan ng mga di-metal). Sa solusyon, ang mga bono na ito ay madaling masira, at ang mga compound ay nagkakaisa sa mga ions (sa kabuuan o sa bahagi). Halimbawa, ang metal na gallium ay binubuo ng mga ga 2 na molekula, sa solidong estado, aluminyo at mercury (II) chlorides AlCl 3 at HgCl 2 ay naglalaman ng malakas na mga covalent na bono, ngunit sa isang solusyon ng AlCl 3 ito ay nagkakaiba-iba ng ganap, at HgCl 2 - sa isang napakaliit na lawak (at pagkatapos ay sa mga ion НgСl + at Сl -).

Pangkalahatang pisikal na katangian ng mga metal

Dahil sa pagkakaroon ng mga libreng elektron ("elektron gas") sa kristal na sala-sala, ang lahat ng mga metal ay nagpapakita ng mga sumusunod na katangian ng pangkalahatang katangian:

1) Plastik - ang kakayahang madaling baguhin ang hugis, mag-inat sa kawad, gumulong sa manipis na mga sheet.

2) Metallic kinang at opacity. Ito ay dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga libreng elektron na may magaan na insidente sa metal.

3) Elektronikong kondaktibiti... Ipinapaliwanag ito ng direktang paggalaw ng mga libreng elektron mula sa negatibo hanggang sa positibong poste sa ilalim ng impluwensya ng isang maliit na potensyal na pagkakaiba. Kapag pinainit, bumababa ang koryente na conductivity, dahil na may pagtaas ng temperatura, ang mga panginginig ng boses ng mga atoms at ion sa mga node ng kristal na sala-sala ay tumitindi, na nagpapalala sa paggalaw ng direksyon ng "elektron gas".

4) Thermal conductivity. Ito ay sanhi ng mataas na kadaliang mapakilos ng mga libreng elektron, dahil sa kung saan mayroong isang mabilis na pagkakapantay-pantay ng temperatura sa masa ng metal. Ang Bismuth at mercury ay may pinakamataas na thermal conductivity.

5) Katigasan. Ang pinakamahirap ay ang chrome (pinutol ang baso); ang pinakamalambot - mga alkali na metal - potassium, sodium, rubidium at cesium - ay pinutol gamit ang isang kutsilyo.

6) Density. Ang mas maliit ang atomic mass ng metal at mas malaki ang radius ng atom, mas maliit ito. Ang pinagaan ay lithium (ρ \u003d 0.53 g / cm3); ang pinakapabigat ay osmium (ρ \u003d 22.6 g / cm3). Ang mga metal na may isang density na mas mababa sa 5 g / cm3 ay itinuturing na "light metal".

7) Mga pagkatunaw at kumukulo na puntos. Ang pinakamababang metal na natutunaw ay mercury (natutunaw na point \u003d -39 ° C), ang pinaka refractory metal ay tungsten (natutunaw na punto \u003d 3390 ° C). Mga metal na may t ° pl. sa itaas ng 1000 ° C ay itinuturing na refractory, sa ibaba - mababang-melting.

Pangkalahatang mga kemikal na katangian ng mga metal

Malalakas na pagbabawas ng mga ahente: Ako 0 - nē → Me n +

Ang isang bilang ng mga stress ay sumasalamin sa paghahambing na aktibidad ng mga metal sa mga reaksyon ng redox sa may tubig na solusyon.

I. Mga reaksyon ng mga metal na may mga hindi metal

1) Sa oxygen:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Sa kulay abo:
Hg + S → HgS

3) Sa mga halogens:
Ni + Cl 2 - t ° → NiCl 2

4) Sa nitrogen:
3Ca + N 2 - t ° → Ca 3 N 2

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

6) Sa haydrodyen (tanging alkali at alkalina na metal na reaksyon ng reaksyon):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. Mga reaksyon ng mga metal na may mga acid

1) Ang mga metals sa serye ng electrochemical ng mga boltahe hanggang H ay bawasan ang non-oxidizing acid sa hydrogen:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Sa mga acidid na oxidizing:

Sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay ng nitric acid ng anumang konsentrasyon at puro sulpuriko na may mga metal ang hydrogen ay hindi pinakawalan!

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

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

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

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

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg (HINDI 3) 2 + NH 4 HINDI 3 + 3H 2 O

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

III. Pakikipag-ugnay ng mga metal sa tubig

1) Aktibo (alkali at alkalina na metal na metal) ay bumubuo ng isang natutunaw na base (alkali) at hydrogen:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

2) Ang mga metals ng medium na aktibidad ay na-oxidized ng tubig kapag pinainit sa oxide:

Zn + H 2 O - t ° → ZnO + H 2

3) Hindi Aktibo (Au, Ag, Pt) - huwag mag-reaksyon.

IV. Ang paglalagay ng hindi gaanong aktibong mga metal mula sa mga solusyon ng kanilang mga asing-gamot sa pamamagitan ng mas aktibong mga metal:

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4

Ang industriya ay madalas na gumagamit ng hindi purong metal, ngunit ang kanilang mga mixtures - haluang metal, kung saan ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng isang metal ay pupunan ng mga kapaki-pakinabang na katangian ng isa pa. Kaya, ang tanso ay may isang mababang tigas at walang gaanong gamit para sa paggawa ng mga bahagi ng makina, habang ang mga haluang metal na tanso-zinc ( tanso) ay lubos na solid at malawak na ginagamit sa mechanical engineering. Ang aluminyo ay may mataas na pag-agas at sapat na magaan (mababang density), ngunit masyadong malambot. Sa batayan nito, ang isang haluang metal na may magnesium, tanso at mangganeso ay inihanda - duralumin (duralumin), na, nang hindi nawawala ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng aluminyo, nakakakuha ng mataas na tigas at nagiging angkop sa konstruksyon ng sasakyang panghimpapawid. Ang mga alloys na bakal na may carbon (at mga additives ng iba pang mga metal) ay malawak na kilala cast ironat bakal.

Libreng mga metal ay pagbabawas ng mga ahente. Gayunpaman, ang reaktibo ng ilang mga metal ay mababa dahil sa ang katunayan na sila ay pinahiran film ng oxide sa ibabaw, sa iba't ibang antas ng paglaban sa pagkilos ng mga kemikal tulad ng tubig, solusyon ng mga acid at alkalis.

Halimbawa, ang tingga ay palaging sakop ng isang film na oxide; para sa paglipat nito sa solusyon, hindi lamang ang pagkilos ng isang reagent (halimbawa, paghalo ng nitric acid) ay kinakailangan, kundi pati na rin ang pagpainit. Ang isang film na oxide sa aluminyo ay pinipigilan itong umepekto sa tubig, ngunit nawasak ito ng mga acid at alkalis. Loose oxide film (kalawang) nabuo sa ibabaw ng bakal sa mahalumigmig na hangin ay hindi makagambala sa karagdagang oksihenasyon ng bakal.

Sa ilalim ng impluwensiya puro nabuo ang mga acid sa metal matatag film ng oxide. Ang kababalaghan na ito ay tinatawag passivation... Kaya, sa puro sulpuriko acid tulad ng mga metal tulad ng Be, Bi, Co, Fe, Mg at Nb ay passivated (at pagkatapos ay hindi gumanti sa acid), at sa puro nitrik acid - mga metal na A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th at U.

Kapag nakikipag-ugnay sa mga oxidants sa acidic solution, ang karamihan sa mga metal ay na-convert sa mga cations, ang singil kung saan ay tinutukoy ng matatag na estado ng oksihenasyon ng isang naibigay na elemento sa mga compound (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ at Fe 3+)

Ang pagbabawas ng aktibidad ng mga metal sa isang acidic solution ay ipinadala sa pamamagitan ng isang serye ng mga boltahe. Karamihan sa mga metal ay na-convert sa isang solusyon na may hydrochloric at dilute sulfuric acid, ngunit ang Cu, Ag at Hg - tanging asupre (puro) at nitric acid, at ang Pt at Au - "aqua regia".

Pagkarumi ng mga metal

Ang hindi kanais-nais na pag-aari ng kemikal ng mga metal ay kanilang, iyon ay, aktibong pagkawasak (oksihenasyon) sa pakikipag-ugnay sa tubig at sa ilalim ng impluwensya ng oxygen na natunaw dito (kaagnasan ng oxygen). Halimbawa, ang kaagnasan ng mga produktong bakal sa tubig ay malawak na kilala, bilang isang resulta kung saan nabuo ang kalawang, at ang mga produkto ay durog sa pulbos.

Ang kaagnasan ng mga metal ay nangyayari sa tubig dahil din sa pagkakaroon ng mga natunaw na gas ng CO 2 at KAYA 2; isang acidic na kapaligiran ay nilikha, at ang mga H + cations ay inilipat ng mga aktibong metal sa anyo ng hydrogen H 2 ( kaagnasan ng hydrogen).

Ang lugar ng pakikipag-ugnay ng dalawang magkakaibang mga metal ( contact corrosion). Isang pares ng galvanic na lumitaw sa pagitan ng isang metal, tulad ng Fe, at isa pang metal, tulad ng Sn o Cu, na inilagay sa tubig. Ang daloy ng mga electron ay mula sa mas aktibong metal, na nasa kaliwa sa mga serye ng mga boltahe (Pe), hanggang sa hindi gaanong aktibong metal (Sn, Cu), at ang mas aktibong metal ay nawasak (nakuratan).

Ito ay dahil dito na ang mga de-latang ibabaw ng mga lata ng lata (lata-pinahiran na bakal) ay kalawang kapag nakaimbak sa isang kahalumigmigan na kapaligiran at hindi pinapansin ang paghawak sa kanila (ang bakal ay mabilis na gumuho pagkatapos ng hitsura ng kahit isang maliit na gasgas na nagbibigay-daan sa bakal na makipag-ugnay sa kahalumigmigan). Sa kabaligtaran, ang galvanized na ibabaw ng isang bakal na timba ay hindi kalawang sa mahabang panahon, dahil kahit na sa pagkakaroon ng mga gasgas, hindi ito bakal na nagwawasto, ngunit ang zinc (isang mas aktibong metal kaysa sa bakal).

Ang resistensya ng kaagnasan para sa isang naibigay na metal ay pinahusay kapag pinahiran ito ng isang mas aktibong metal o kapag sila ay nag-iisa; sa gayon, ang plating iron na may kromium o paggawa ng isang haluang metal-chromium ay nagtatanggal ng kaagnasan ng bakal. Ang bakal at bakal na may lamat na kromo hindi kinakalawang na Bakal), magkaroon ng mataas na resistensya ng kaagnasan.

electrometallurgy, i.e., pagkuha ng mga metal sa pamamagitan ng electrolysis ng mga natutunaw (para sa pinaka-aktibong metal) o solusyon sa asin;

pyrometallurgy, i.e., ang pagbawi ng mga metal mula sa ores sa mataas na temperatura (halimbawa, pagkuha ng bakal sa isang sabog na sabog);

hydrometallurgy, i.e., ang paghihiwalay ng mga metal mula sa mga solusyon ng kanilang mga asing-gamot na may mas aktibong mga metal (halimbawa, pagkuha ng tanso mula sa isang solusyon sa CuSO 4 sa pamamagitan ng pagkilos ng zinc, iron o aluminyo).

Ang mga katutubong metal ay kung minsan ay matatagpuan sa kalikasan (karaniwang mga halimbawa ay Ag, Au, Pt, Hg), ngunit mas madalas na ang mga metal ay nasa anyo ng mga compound ( metal ores). Sa mga tuntunin ng laganap sa crust ng lupa, ang mga metal ay naiiba: mula sa pinaka-karaniwang - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) hanggang sa pinakasikat - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Mga kemikal na katangian ng mga metal

1. Ang mga metal ay gumanti sa di-metal.
2. Ang mga metals bago ang reaksyon ng hydrogen sa mga acid (maliban sa nitric at sulfuric conc.) Sa pagpapakawala ng hydrogen
3. Ang mga aktibong metal ay gumanti sa tubig upang makabuo ng alkali at makabuo ng hydrogen.
4. Ang mga katamtamang aktibong metal ay gumanti sa tubig kapag pinainit upang makabuo ng metal oxide at hydrogen.
5. Ang mga metal sa likod ng hydrogen ay hindi gumanti sa mga solusyon sa tubig at acid (maliban sa nitric at sulfuric conc.)
6. Ang mas aktibong mga riles ay nagpapabaya sa hindi gaanong aktibong metal mula sa mga solusyon ng kanilang mga asing-gamot.
7. Ang mga Halogens ay gumanti sa solusyon sa tubig at alkali.
8. Ang mga aktibong halogens (maliban para sa fluorine) ay nagpapalayo ng hindi gaanong aktibong mga halogen mula sa mga solusyon ng kanilang mga asing-gamot.
9. Ang mga Halogens ay hindi gumanti sa oxygen.
10. Ang mga amphoteric metal (Al, Be, Zn) ay gumanti sa mga solusyon ng alkalis at mga acid.
11. Nag-reaksyon ang Magnesium sa carbon dioxide at silicon oxide.
12. Ang mga metal na Alkali (maliban sa lithium) ay bumubuo ng mga peroksida na may oxygen.

Mga kemikal na katangian ng di-metal

1. Ang mga di-metal na reaksyon sa mga metal at sa bawat isa.
2. Sa mga di-metal, tanging ang mga aktibong aktibo lamang ang gumanti sa tubig - fluorine, chlorine, bromine at yodo.
3. Ang fluorine, chlorine, bromine at yodo ay gumanti sa alkalis sa parehong paraan tulad ng sa tubig, hindi lamang ang mga acid ay nabuo, ngunit ang kanilang mga asing-gamot, at ang mga reaksyon ay hindi mababalik, ngunit magpatuloy hanggang sa huli.

Pag-aralan ang mga katangian ng kemikal

Ang mga di-metal ay mga elemento na naiiba sa pisikal at kemikal na mga katangian mula sa mga metal. Ang dahilan para sa kanilang pagkakaiba ay maipaliwanag nang detalyado lamang sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, pagkatapos matuklasan ang elektronikong istruktura ng atom. Ano ang kakaiba ng di-metal? Anong mga katangian ang katangian ng kanilang panahon? Alamin natin ito.

Ano ang mga di-metal?

Ang diskarte sa paghihiwalay ng mga elemento sa mga metal at di-metal ay matagal nang umiiral sa pamayanang pang-agham. Ang mga elemento ng 94 ay karaniwang tinutukoy sa una sa pana-panahong talahanayan ng Mendeleev. Ang mga di-metal na Mendeleev ay may kasamang 22 elemento. Sa pagsakop nila sa kanang kanang sulok.

Sa libreng form, ang mga di-metal ay mga simpleng sangkap, ang pangunahing tampok na kung saan ay ang kawalan ng mga katangian ng metal na katangian. Maaari silang maging sa lahat ng mga estado ng pagsasama-sama. Kaya, ang yodo, posporus, asupre, carbon ay matatagpuan sa anyo ng mga solido. Ang gaseous state ay tipikal para sa oxygen, nitrogen, fluorine, atbp Ang bromine lamang ang isang likido.

Sa likas na katangian, ang mga elemento ng nonmetal ay maaaring umiiral pareho sa anyo ng mga simpleng sangkap at sa anyo ng mga compound. Sulfur, nitrogen, oxygen ay matatagpuan sa walang batayang anyo. Sa mga compound, bumubuo sila ng mga borates, pospeyt, atbp Tulad nito, naroroon sila sa mga mineral, tubig, at mga bato.

Pagkakaiba mula sa mga metal

Ang mga di-metal ay mga elemento na naiiba sa mga metal sa hitsura, istraktura at mga katangian ng kemikal. Mayroon silang isang malaking bilang ng mga hindi bayad na mga electron sa panlabas na antas, na nangangahulugang mas aktibo sila sa mga reaksyon ng oxidative at mas madaling maglakip ng karagdagang mga electron sa kanilang sarili.

Ang isang katangian na pagkakaiba sa pagitan ng mga elemento ay sinusunod sa istraktura ng kristal na sala-sala. Para sa mga metal, ito ay metal. Sa mga di-metal, maaari itong maging ng dalawang uri: atomic at molekular. Ang atomic na sala-sala ay nagbibigay ng mga sangkap na tigas at pinatataas ang pagkatunaw; ito ay katangian ng silikon, boron, at germanium. Ang klorin, asupre, oxygen ay may molekular na sala-sala. Nagbibigay ito sa kanila ng pagkasumpungin at isang maliit na tigas.

Ang panloob na istraktura ng mga elemento ay tumutukoy sa kanilang mga pisikal na katangian. Ang mga metal ay may katangian na kinang, magandang kasalukuyang at kondaktibiti ng init. Ang mga ito ay mahirap, plastik, malalungkot, at may isang maliit na hanay ng kulay (itim, shade ng grey, minsan madilaw-dilaw).

Ang mga di-metal ay likido, gas, o kawalan ng ningning at kakayahang umangkin. Ang kanilang mga kulay ay nag-iiba nang malaki at maaaring maging pula, itim, kulay-abo, dilaw, atbp Halos lahat ng mga di-metal ay hindi maganda ang kondaktibo (maliban sa carbon) at init (maliban sa itim na posporus at carbon).

Mga kemikal na katangian ng di-metal

Sa mga reaksyon ng kemikal, ang mga di-metal ay maaaring maglaro ng parehong pag-oxidizing at pagbabawas ng mga ahente. Kapag nakikipag-ugnay sa mga metal, kumukuha sila ng mga electron, sa gayon ay nagpapakita ng mga katangian ng pag-oxidizing.

Kapag nakikipag-ugnay sa iba pang mga di-metal, kumikilos sila sa iba't ibang paraan. Sa ganitong mga reaksyon, ang isang hindi gaanong elemento ng electronegative ay kumikilos bilang isang pagbabawas ng ahente, isang mas electronegative isa ay kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing.

Sa oxygen, halos lahat (maliban sa fluorine) na hindi mga metal ay nagpapakilala sa kanilang sarili bilang pagbabawas ng mga ahente. Kapag nakikipag-ugnay sa hydrogen, marami ang mga ahente sa pag-oxidizing, na kalaunan ay bumubuo ng pabagu-bago na mga compound.

Ang ilan sa mga elemento ng di-metal ay may kakayahang makabuo ng ilang mga simpleng sangkap o pagbabago. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na allotropy. Halimbawa, umiiral ang carbon sa anyo ng grapayt, brilyante, carbyne, at iba pang mga pagbabago. Ang Oxygen ay may dalawa sa kanila - ozon at oxygen mismo. Ang posporus ay pula, itim, puti at metal.

Non-metal sa kalikasan

Ang mga di-metal ay matatagpuan sa lahat ng dako sa iba't ibang mga halaga. Ang mga ito ay bahagi ng crust ng lupa, ay bahagi ng kapaligiran, hydrosphere, ay naroroon sa Uniberso at sa mga nabubuhay na organismo. Sa kalawakan, ang pinakakaraniwan ay ang hydrogen at helium.

Ang sitwasyon ay naiiba sa loob ng Daigdig. Ang pinakamahalagang mga nasasakupan ng crust ng lupa ay oxygen at silikon. Binubuo nila ang higit sa 75% ng masa nito. Ngunit ang pinakamaliit na halaga ay yodo at bromine.

Sa komposisyon ng seawater, ang mga account ng oxygen para sa 85.80%, at hydrogen - 10.67%. Kasama rin sa komposisyon nito ang chlorine, asupre, boron, bromine, carbon, fluorine at silikon. Ang komposisyon ng kapaligiran ay pinangungunahan ng nitrogen (78%) at oxygen (21%).

Ang mga di-metal tulad ng carbon, hydrogen, posporus, asupre, oxygen at nitrogen ay mahalagang mga organikong sangkap. Sinusuportahan nila ang mahahalagang aktibidad ng lahat ng nabubuhay na nilalang sa ating planeta, kabilang ang mga tao.

Mga Nonmetals - mga elemento ng kemikal na bumubuo ng mga simpleng katawan na walang mga katangian na katangian ng mga metal. Ang isang husay na katangian ng mga di-metal ay electronegativity.

Elektronegorya - ito ang kakayahang polarahin ang isang bono ng kemikal, upang hilahin ang mga karaniwang pares ng elektron.

Kasama sa mga di-metal na 22 elemento.

1st period

Ika-3 yugto

Ika-4 na panahon

Ika-5 panahon

Ika-6 na panahon

Tulad ng nakikita mo mula sa talahanayan, ang mga hindi elemento ng metal ay pangunahin na matatagpuan sa kanang itaas na bahagi ng pana-panahong talahanayan.

Atomikong istraktura ng mga di-metal

Ang isang katangian na katangian ng mga di-metal ay ang mas malaki (sa paghahambing sa mga metal) na mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng kanilang mga atoms. Tinutukoy nito ang kanilang higit na kakayahang maglagay ng mga karagdagang elektron at magpakita ng isang mas mataas na aktibidad ng oxidative kaysa sa mga metal. Lalo na malakas na mga katangian ng pag-oxidizing, iyon ay, ang kakayahang mag-attach ng mga electron, ay ipinapakita ng mga di-metal na matatagpuan sa ika-2 at ika-3 yugto ng mga grupo ng VI-VII. Kung ihahambing namin ang pag-aayos ng mga electron sa orbitals sa mga atoms ng fluorine, klorin at iba pang mga halogens, pagkatapos ay maaaring hatulan ng isa ang kanilang natatanging katangian. Ang atom fluorine ay walang libreng orbitals. Samakatuwid, ang mga fluomine atom ay maaaring ipakita lamang ako at ang estado ng oksihenasyon - 1. Ang pinakamalakas na ahente ng oxidizing ay fluorine... Sa mga atomo ng iba pang mga halogens, halimbawa, sa atom ng klorin, may mga libreng d-orbitals sa parehong antas ng enerhiya. Dahil dito, ang pag-steaming ng mga electron ay maaaring mangyari sa tatlong magkakaibang paraan. Sa unang kaso, ang klorin ay maaaring magpakita ng isang estado ng oksihenasyon ng +3 at bumubuo ng hydrochloric acid HClO2, na tumutugma sa mga asin - halimbawa, potassium chlorite KClO2. Sa pangalawang kaso, ang klorin ay maaaring bumuo ng mga compound kung saan ang klorin ay +5. Ang nasabing mga compound ay kinabibilangan ng HClO3 at kanya - halimbawa ng potassium chlorate KClO3 (Bertoletov's). Sa ikatlong kaso, ipinapakita ng klorin ang isang estado ng oksihenasyon ng +7, halimbawa, sa perchloric acid HClO4 at sa mga asing-gamot nito, perchlorates (sa potassium perchlorate KClO4).

Mga molekular na istruktura ng di-metal. Mga pisikal na katangian ng di-metal

Sa isang estado ng gas sa temperatura ng silid ay:

Hydrogen - H2;

Nitrogen - N2;

Oxygen - O2;

Fluorine - F2;

Radon - Rn).

Sa likido - bromine - Br.

Sa solid:

Boron - B;

· Carbon - C;

Silicon - Si;

Phosphorus - P;

Selenium - Se;

Tellurium - Te;

Ito ay mas mayaman sa mga di-metal at kulay: pula - sa posporus, kayumanggi - sa bromine, dilaw - sa asupre, dilaw-berde - sa murang luntian, lila - sa singaw ng yodo, atbp.

Ang pinaka-karaniwang hindi metal na metal ay may isang istraktura ng molekular, habang ang hindi gaanong tipikal na mga di-molekular. Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba sa kanilang mga katangian.

Komposisyon at mga katangian ng mga simpleng sangkap - di-metal

Ang mga non-metal ay bumubuo ng parehong monatomic at diatomic molekula. TO monatomic ang mga di-metal ay nagsasama ng mga inert gas na halos hindi gumanti kahit na ang mga pinaka-aktibong sangkap. ay matatagpuan sa pangkat ng VIII ng pana-panahong sistema, at ang mga kemikal na pormula ng kaukulang mga simpleng sangkap ay ang mga sumusunod: Siya, Ne, Ar, Kr, Xe at Rn.

Ang ilang mga di-metal na form diatomic mga molekula. Ito ang H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (mga elemento ng pangkat VII ng pana-panahong talahanayan), pati na rin ang oxygen O2 at nitrogen N2. Ng triatomic ang mga molekula ay binubuo ng osono gas (O3). Para sa mga sangkap ng di-metal sa isang solidong estado, sa halip mahirap magsulat ng isang kemikal na formula. Ang mga carbon atoms sa grapayt ay konektado sa bawat isa sa iba't ibang paraan. Mahirap na ibukod ang isang solong molekula sa mga naibigay na istruktura. Kapag sinusulat ang mga pormula ng kemikal ng naturang mga sangkap, tulad ng sa mga metal, ang palagay ay ginawa na ang mga naturang sangkap ay binubuo lamang ng mga atomo. , sa parehong oras, ang mga ito ay nakasulat nang walang mga indeks: C, Si, S, atbp. Ang mga simpleng sangkap na tulad ng oxygen, pagkakaroon ng parehong husay na komposisyon (parehong binubuo ng parehong elemento - oxygen), ngunit naiiba sa bilang ng mga atoms sa molekula. may iba't ibang mga katangian. Kaya, ang oxygen ay walang amoy, habang ang ozon ay may isang nakakahumaling amoy na nararamdaman namin sa panahon ng isang bagyo. Ang mga katangian ng matigas na hindi metal, grapayt at brilyante, na mayroon ding parehong husay na husay, ngunit iba't ibang mga istraktura, naiiba nang magkakaiba (grapayt, mahirap). Kaya, ang mga pag-aari ng isang sangkap ay natutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng husay na komposisyon nito, kundi pati na rin kung gaano karaming mga atom ang nakapaloob sa isang molekula ng isang sangkap at kung paano nauugnay ang bawat isa. sa anyo ng mga simpleng katawan ay nasa isang matatag na estado ng gas (hindi kasama ang bromine - likido). Wala silang mga pisikal na katangian ng mga metal. Ang mga solidong di-metal ay hindi nagtataglay ng ningning na katangian ng mga metal, kadalasang sila ay marupok, nagsasagawa ng hindi maganda at init (maliban sa grapayt). Ang crystalline boron B (tulad ng mala-kristal na silikon) ay may napakataas na punto ng pagtunaw (2075 ° C) at mataas na tigas. Ang electrical conductivity ng boron ay nagdaragdag nang malaki sa pagtaas ng temperatura, na ginagawang posible na malawakang magamit ito sa teknolohiyang semiconductor. Ang pagdaragdag ng boron sa bakal at sa haluang metal ng aluminyo, tanso, nikel, atbp ay nagpapabuti sa kanilang mga mekanikal na katangian. Ang mga Borides (mga compound na may ilang mga metal, halimbawa, titan: TiB, TiB2) ay kinakailangan sa paggawa ng mga bahagi para sa mga jet engine, gas turbine blades. Tulad ng makikita mula sa Scheme 1, carbon - C, silikon - Si, - B ay may katulad na istraktura at may ilang mga karaniwang katangian. Bilang mga simpleng sangkap, matatagpuan ang mga ito sa dalawang pagbabago - mala-kristal at amorphous. Ang mga pagbabago sa crystalline ng mga elementong ito ay napakahirap, na may mataas na mga punto ng pagkatunaw. Ang crystalline ay may mga semiconducting na katangian. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay bumubuo ng mga compound na may mga metal -, at (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Ang ilan sa kanila ay may mas mataas na tigas, halimbawa Fe3C, TiB. ginamit upang makabuo ng acetylene.

Mga kemikal na katangian ng di-metal

Alinsunod sa mga numerical na halaga ng mga kamag-anak na electronegativities, ang mga oxidative non-metal ay nagdaragdag sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.

Mga di-metal bilang mga oxidant

Ang mga katangian ng oxidizing ng mga di-metal ay ipinahayag kapag nakikipag-ugnay sila:

Sa mga metal: 2Na + Cl2 \u003d 2NaCl;

Sa hydrogen: H2 + F2 \u003d 2HF;

· Sa mga di-metal na may mas mababang electronegativity: 2P + 5S \u003d P2S5;

Sa ilang mga kumplikadong sangkap: 4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O,

2FeCl2 + Cl2 \u003d 2 FeCl3.

Mga di-metal bilang pagbabawas ng mga ahente

1. Ang lahat ng mga di-metal (maliban sa fluorine) ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian kapag nakikipag-ugnay sa oxygen:

S + O2 \u003d SO2, 2H2 + O2 \u003d 2H2O.

Ang oxygen na may pagsasama sa fluorine ay maaari ring magpakita ng isang positibong estado ng oksihenasyon, iyon ay, maaari itong maging isang pagbabawas ng ahente. Ang lahat ng iba pang mga di-riles ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian. Kaya, halimbawa, ang klorin ay hindi pinagsama nang direkta sa oxygen, ngunit ang mga oxides na ito (Cl2O, ClO2, Cl2O2) ay maaaring makuha nang hindi direkta, kung saan nagpapakita ang klorin ng isang positibong estado ng oksihenasyon. Sa mataas na temperatura, ang nitrogen ay direktang pinagsasama sa oxygen at nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian. Ang sulphur ay gumanti nang mas madali sa oxygen.

2. Maraming mga di-metal na nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian kapag nakikipag-ugnay sa mga kumplikadong sangkap:

ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO3 conc \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H2О.

3. Mayroon ding mga reaksyon kung saan ang isang hindi metal ay parehong isang ahente ng oxidizing at isang pagbabawas ng ahente:

Cl2 + H2O \u003d HCl + HClO.

4. Ang fluorine ay ang pinaka-karaniwang hindi metal, na hindi nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian, ibig sabihin, ang kakayahang magbigay ng mga electron sa mga reaksyon ng kemikal.

Mga nonmetal compound

Ang mga di-metal ay maaaring bumuo ng mga compound na may iba't ibang mga intramolecular bond.

Mga uri ng mga di-metal na compound

Ang mga pangkalahatang pormula ng mga compound ng hydrogen sa pamamagitan ng mga grupo ng mga pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ay ibinibigay sa talahanayan:

Kabuuang mga chalcogenes.

Sa pangunahing subgroup ng ikaanim na pangkat ng mga pana-panahong talahanayan ng mga elemento. I. Mendeleev, mayroong mga elemento: oxygen (O), asupre (S), selenium (Se), (Te) at (Po). Ang mga elementong ito ay kolektibong tinatawag na chalcogenes, na nangangahulugang "ore-form".

Sa subgroup ng mga chalcogenes, mula sa itaas hanggang sa ibaba, na may pagtaas sa singil ng atom, ang mga katangian ng mga elemento ay natural na nagbabago: ang kanilang mga di-metal na katangian ay bumababa at ang kanilang mga katangian ng metal ay nadaragdagan. Kaya ang isang karaniwang hindi metal, at ang polonium ay isang metal (radioactive).

Grey seleniyum

Paggawa ng mga photovoltaic cells at electric kasalukuyang mga rectifier

Sa teknolohiyang semiconductor

Ang biological na papel ng chalcogenes

Ang sulfur ay may mahalagang papel sa buhay ng mga halaman, hayop at tao. Sa mga organismo ng hayop, ang asupre ay kasama sa halos lahat ng mga protina, sa mga naglalaman ng asupre, at din sa komposisyon ng bitamina B1 at ang hormon na insulin. Sa kakulangan ng asupre, ang lana ay nagpapabagal sa mga tupa, at ang hindi magandang balahibo ay nabanggit sa mga ibon.

Sa mga halaman, ang pinaka-natupok na asupre ay repolyo, litsugas, spinach. Pods ng mga gisantes at beans, labanos, turnips, sibuyas, malunggay, kalabasa, mga pipino ay mayaman din sa asupre; mahirap sa asupre at beets.

Sa mga tuntunin ng mga katangian ng kemikal, selenium at tellurium ay halos kapareho ng asupre, ngunit sa mga tuntunin ng mga katangian ng physiological sila ang mga antagonist. Ang napakaliit na halaga ng siliniyum ay kinakailangan para sa normal na paggana ng katawan. Ang selenium ay may positibong epekto sa cardiovascular system, mga pulang selula ng dugo, pinatataas ang mga katangian ng immune sa katawan. Ang isang pagtaas ng dami ng selenium ay nagdudulot ng sakit sa mga hayop, na nahayag sa emaciation at antok. Ang kakulangan ng selenium sa katawan ay humahantong sa pagkagambala ng puso, mga organo sa paghinga, bumangon ang katawan at maaaring mangyari kahit na. Ang selenium ay may makabuluhang epekto sa mga hayop. Halimbawa, sa usa, na nakikilala sa pamamagitan ng mataas na visual acuity, ang retina ay naglalaman ng 100 beses na mas seleniyum kaysa sa iba pang mga bahagi ng katawan. Sa mundo ng halaman, ang lahat ng mga halaman ay naglalaman ng maraming siliniyum. Lalo na ang isang malaking halaman ay naiipon ito.

Ang papel na pang-physiological ng tellurium para sa mga halaman, hayop at tao ay hindi gaanong pinag-aralan kaysa sa siliniyum. Ito ay kilala na ang tellurium ay hindi gaanong nakakalason kaysa sa selenium, at ang mga compound ng tellurium sa katawan ay mabilis na nabawasan sa elemental tellurium, na kung saan ay pinagsama ang mga organikong sangkap.

Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng subgroup ng nitrogen

Ang pangunahing subgroup ng ikalimang pangkat ay may kasamang nitrogen (N), posporus (P), arsenic (As), antimonyo (Sb) at (Bi).

Mula sa itaas hanggang sa ibaba, sa subgroup mula sa nitrogen hanggang bismuth, bumababa ang mga di-metal na katangian, habang ang mga metal na katangian at ang radius ng mga atoms ay tumataas. Ang nitrogen, posporus, arsenic ay hindi mga metal, at nabibilang sa mga metal.

Nitrogen subgroup