Jika kita menggambar diagonal dari berilium ke astatin dalam tabel periodik elemen D.I. Mendeleev, maka akan ada elemen logam pada diagonal di kiri bawah (mereka juga termasuk elemen subkelompok sekunder, disorot dengan warna biru), dan di atas kanan - elemen non-logam (disorot dengan warna kuning). Elemen yang terletak di dekat diagonal - semilogam atau metaloid (B, Si, Ge, Sb, dll.) Memiliki karakter ganda (disorot dengan warna merah muda).
Seperti dapat dilihat dari gambar, sebagian besar unsur adalah logam.
Berdasarkan sifat kimianya, logam adalah unsur kimia yang atomnya menyumbangkan elektron dari tingkat energi terluar atau pra-luar, sehingga membentuk ion bermuatan positif.
Hampir semua logam memiliki jari-jari yang relatif besar dan sejumlah kecil elektron (dari 1 hingga 3) pada tingkat energi eksternal. Logam dicirikan oleh nilai elektronegativitas yang rendah dan sifat pereduksi.
Logam yang paling khas terletak di awal periode (mulai dari yang kedua), lebih jauh dari kiri ke kanan, sifat logam melemah. Dalam kelompok dari atas ke bawah, sifat logam ditingkatkan, karena jari-jari atom meningkat (karena peningkatan jumlah tingkat energi). Hal ini menyebabkan penurunan keelektronegatifan (kemampuan untuk menarik elektron) unsur dan peningkatan sifat pereduksi (kemampuan untuk menyumbangkan elektron ke atom lain dalam reaksi kimia).
khas logam adalah unsur-s (unsur golongan IA dari Li sampai Fr. unsur golongan PA dari Mg sampai Ra). Rumus elektronik umum atom-atomnya adalah ns 1-2. Mereka dicirikan oleh keadaan oksidasi + I dan + II, masing-masing.
Jumlah elektron yang kecil (1-2) di tingkat energi terluar atom logam khas menunjukkan hilangnya elektron ini dengan mudah dan manifestasi dari sifat pereduksi yang kuat, yang mencerminkan nilai elektronegativitas yang rendah. Ini menyiratkan sifat kimia yang terbatas dan metode untuk mendapatkan logam khas.
Ciri khas logam khas adalah kecenderungan atomnya untuk membentuk kation dan ikatan kimia ionik dengan atom non-logam. Senyawa khas logam dengan nonlogam adalah kristal ionik “kation logam anion nonlogam”, misalnya K + Br -, Ca 2+ O 2-. Kation logam khas juga termasuk dalam senyawa dengan anion kompleks - hidroksida dan garam, misalnya, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.
Logam golongan A yang membentuk diagonal amfoter dalam Sistem Periodik Be-Al-Ge-Sb-Po, serta logam yang berdekatan dengannya (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) biasanya tidak menunjukkan sifat logam. properti. Rumus elektronik umum atom-atomnya tidak 2 np 0-4 menyiratkan variasi bilangan oksidasi yang lebih besar, kemampuan yang lebih besar untuk mempertahankan elektronnya sendiri, penurunan bertahap dalam kemampuan reduksinya dan munculnya kemampuan pengoksidasi, terutama pada bilangan oksidasi tinggi (contoh tipikal adalah senyawa Tl III, Pb IV, Bi v ). Perilaku kimia yang serupa juga merupakan karakteristik dari sebagian besar (elemen d, yaitu elemen dari grup B dari Tabel Periodik (contoh tipikal adalah elemen amfoter Cr dan Zn).
Manifestasi dualitas (amfoterisitas) sifat, baik logam (dasar) dan non-logam, disebabkan oleh sifat ikatan kimia. Dalam keadaan padat, senyawa logam atipikal dengan nonlogam mengandung ikatan kovalen yang dominan (tetapi kurang kuat dibandingkan ikatan antar nonlogam). Dalam larutan, ikatan ini mudah putus, dan senyawa terdisosiasi menjadi ion (seluruhnya atau sebagian). Misalnya, logam galium terdiri dari molekul Ga 2, dalam keadaan padat aluminium dan merkuri (II) klorida AlCl 3 dan HgCl 2 mengandung ikatan kovalen yang kuat, tetapi dalam larutan AlCl 3 berdisosiasi hampir sempurna, dan HgCl 2 - menjadi sangat kecil luas (dan itupun menjadi ion HgCl + dan Cl -).
Sifat fisik umum logam
Karena adanya elektron bebas ("gas elektron") dalam kisi kristal, semua logam menunjukkan sifat umum karakteristik berikut:
1) Plastik- kemampuan untuk dengan mudah mengubah bentuk, meregangkan menjadi kawat, menggulung menjadi lembaran tipis.
2) kilau logam dan opasitas. Hal ini disebabkan interaksi elektron bebas dengan insiden cahaya pada logam.
3) Konduktivitas listrik. Ini dijelaskan oleh pergerakan elektron bebas yang terarah dari kutub negatif ke kutub positif di bawah pengaruh perbedaan potensial yang kecil. Ketika dipanaskan, konduktivitas listrik berkurang, karena. saat suhu naik, getaran atom dan ion di simpul kisi kristal meningkat, yang menyulitkan pergerakan terarah "gas elektron".
4) Konduktivitas termal. Ini karena mobilitas elektron bebas yang tinggi, yang menyebabkan suhu dengan cepat disamakan dengan massa logam. Konduktivitas termal tertinggi adalah pada bismut dan merkuri.
5) Kekerasan. Yang paling sulit adalah chrome (memotong kaca); yang paling lembut - logam alkali - kalium, natrium, rubidium, dan sesium - dipotong dengan pisau.
6) Kepadatan. Semakin kecil, semakin kecil massa atom logam dan semakin besar jari-jari atom. Yang paling ringan adalah litium (ρ=0,53 g/cm3); yang terberat adalah osmium (ρ=22,6 g/cm3). Logam yang memiliki massa jenis kurang dari 5 g/cm3 dianggap "logam ringan".
7) Titik leleh dan titik didih. Logam yang paling mudah melebur adalah merkuri (m.p. = -39°C), logam yang paling tahan api adalah tungsten (t°m. = 3390°C). Logam dengan t°pl. di atas 1000 ° C dianggap tahan api, di bawah - titik leleh rendah.
Sifat kimia umum logam
Agen pereduksi kuat: Me 0 – nē → Me n +
Sejumlah tekanan mencirikan aktivitas komparatif logam dalam reaksi redoks dalam larutan berair. 
I. Reaksi logam dengan non-logam
1) Dengan oksigen:
2Mg + O2 → 2MgO
2) Dengan belerang:
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 fosfor:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2
6) Dengan hidrogen (hanya logam alkali dan alkali tanah yang bereaksi):
2Li + H2 → 2LiH
Ca + H 2 → CaH 2
II. Reaksi logam dengan asam
1) Logam yang berdiri dalam rangkaian elektrokimia tegangan hingga H mereduksi asam non-pengoksidasi menjadi 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 asam pengoksidasi:
Dalam interaksi asam nitrat dengan konsentrasi berapa pun dan asam sulfat pekat 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 (c) + 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) + u → u (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
AKU AKU AKU. Interaksi logam dengan air
1) Aktif (logam alkali dan alkali tanah) membentuk basa larut (alkali) dan hidrogen:
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
2) Logam dengan aktivitas sedang dioksidasi oleh air ketika dipanaskan menjadi oksida:
Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2
3) Tidak aktif (Au, Ag, Pt) - tidak bereaksi.
IV. Perpindahan oleh logam yang lebih aktif dari logam yang kurang aktif dari larutan garamnya:
Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2
Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4
Dalam industri, bukan logam murni yang sering digunakan, tetapi campurannya - paduan di mana sifat menguntungkan dari satu logam dilengkapi dengan sifat menguntungkan yang lain. Jadi, tembaga memiliki kekerasan yang rendah dan sedikit digunakan untuk pembuatan bagian-bagian mesin, sedangkan paduan tembaga dengan seng ( kuningan) sudah cukup keras dan banyak digunakan dalam teknik mesin. Aluminium memiliki keuletan tinggi dan cukup ringan (kepadatan rendah), tetapi terlalu lunak. Atas dasar itu, paduan dengan magnesium, tembaga dan mangan disiapkan - duralumin (duralumin), yang, tanpa kehilangan sifat berguna aluminium, memperoleh kekerasan tinggi dan menjadi cocok di industri pesawat terbang. Paduan besi dengan karbon (dan penambahan logam lain) dikenal luas besi cor dan baja.
Logam dalam bentuk bebas adalah agen pereduksi. Namun, reaktivitas beberapa logam rendah karena fakta bahwa mereka ditutupi dengan film oksida permukaan, untuk berbagai tingkat tahan terhadap aksi reagen kimia seperti air, larutan asam dan alkali.
Misalnya, timbal selalu ditutupi dengan film oksida; transisinya ke dalam larutan tidak hanya membutuhkan paparan reagen (misalnya, asam nitrat encer), tetapi juga pemanasan. Film oksida pada aluminium mencegah reaksinya dengan air, tetapi dihancurkan di bawah aksi asam dan basa. Film oksida longgar (karat), terbentuk pada permukaan besi di udara lembab, tidak mengganggu oksidasi besi lebih lanjut.
Di bawah pengaruh pekat asam terbentuk pada logam berkelanjutan film oksida. Fenomena ini disebut kepasifan. Jadi, dalam konsentrasi asam sulfat dipasifkan (dan kemudian tidak bereaksi dengan asam) logam seperti Be, Bi, Co, Fe, Mg dan Nb, dan dalam asam nitrat pekat - logam A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , T dan U
Ketika berinteraksi dengan oksidator dalam larutan asam, sebagian besar logam berubah menjadi kation, yang muatannya ditentukan oleh keadaan oksidasi yang stabil dari unsur tertentu dalam senyawa (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ dan Fe 3 +)
Aktivitas reduksi logam dalam larutan asam ditransmisikan oleh serangkaian tegangan. Sebagian besar logam diubah menjadi larutan dengan asam klorida dan asam sulfat encer, tetapi Cu, Ag dan Hg - hanya dengan asam sulfat (terkonsentrasi) dan nitrat, dan Pt dan Au - dengan "aqua regia".
Korosi logam
Sifat kimia yang tidak diinginkan dari logam adalah mereka, yaitu, penghancuran aktif (oksidasi) pada kontak dengan air dan di bawah pengaruh oksigen terlarut di dalamnya. (korosi oksigen). Misalnya, korosi produk besi dalam air dikenal luas, akibatnya karat terbentuk, dan produk hancur menjadi bubuk.
Korosi logam berlangsung dalam air juga karena adanya gas CO2 dan SO2 terlarut; lingkungan asam dibuat, dan kation H + digantikan oleh logam aktif dalam bentuk hidrogen H 2 ( korosi hidrogen).
Titik kontak antara dua logam yang berbeda dapat sangat korosif ( korosi kontak). Antara satu logam, seperti Fe, dan logam lain, seperti Sn atau Cu, ditempatkan dalam air, pasangan galvanik muncul. Aliran elektron bergerak dari logam yang lebih aktif, yaitu ke kiri dalam rangkaian tegangan (Re), ke logam yang kurang aktif (Sn, Cu), dan logam yang lebih aktif dihancurkan (korosi).
Karena hal inilah permukaan kaleng (besi berlapis timah) berkarat jika disimpan dalam suasana lembab dan ditangani dengan tidak hati-hati (besi dengan cepat runtuh bahkan setelah goresan kecil muncul, memungkinkan kontak besi dengan uap air). Sebaliknya, permukaan ember besi yang digalvanis tidak berkarat untuk waktu yang lama, karena meskipun ada goresan, bukan besi yang menimbulkan korosi, tetapi seng (logam yang lebih aktif daripada besi).
Ketahanan korosi untuk logam tertentu ditingkatkan ketika dilapisi dengan logam yang lebih aktif atau ketika menyatu; misalnya, melapisi besi dengan kromium atau membuat paduan besi dengan kromium menghilangkan korosi besi. Besi dan baja berlapis krom yang mengandung krom ( besi tahan karat) memiliki ketahanan korosi yang tinggi.
elektrometalurgi, yaitu, memperoleh logam dengan elektrolisis lelehan (untuk logam paling aktif) atau larutan garam;
pirometalurgi, yaitu, pemulihan logam dari bijih pada suhu tinggi (misalnya, produksi besi dalam proses tanur tinggi);
hidrometalurgi, yaitu, isolasi logam dari larutan garamnya oleh logam yang lebih aktif (misalnya, produksi tembaga dari larutan CuSO 4 oleh aksi seng, besi atau aluminium).
Logam asli kadang-kadang ditemukan di alam (contoh tipikal adalah Ag, Au, Pt, Hg), tetapi lebih sering logam dalam bentuk senyawa ( Bijih logam). Menurut prevalensi di kerak bumi, logam berbeda: dari yang paling umum - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) hingga yang paling langka - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.
Non-logam adalah unsur kimia yang memiliki sifat khas non-logam dan terletak di sudut kanan atas Tabel Periodik. Sifat apa yang melekat pada unsur-unsur ini, dan dengan apa nonlogam bereaksi?
Non-logam: karakteristik umum
Nonlogam berbeda dari logam karena mereka memiliki lebih banyak elektron di tingkat energi terluarnya. Oleh karena itu, sifat pengoksidasinya lebih menonjol daripada logam. Non-logam dicirikan oleh nilai elektronegativitas yang tinggi dan potensial reduksi yang tinggi.
Non-logam termasuk unsur-unsur kimia yang berada dalam keadaan agregasi gas, cair atau padat. Jadi, misalnya, nitrogen, oksigen, fluor, klor, hidrogen adalah gas; yodium, belerang, fosfor - padat; bromin adalah cairan (pada suhu kamar). Ada 22 non-logam secara total.
Beras. 1. Non-logam - gas, padatan, cairan.
Dengan peningkatan muatan inti atom, pola perubahan sifat unsur-unsur kimia dari logam menjadi non-logam diamati.
Sifat kimia non-logam
Sifat hidrogen dari non-logam terutama adalah senyawa yang mudah menguap, yang dalam larutan berair bersifat asam. Mereka memiliki struktur molekul serta ikatan polar kovalen. Beberapa, seperti air, amonia, atau hidrogen fluorida, membentuk ikatan hidrogen. Senyawa terbentuk oleh interaksi langsung non-logam dengan hidrogen. Contoh:
S + H 2 \u003d H 2 S (hingga 350 derajat, keseimbangan digeser ke kanan)
Semua senyawa hidrogen memiliki sifat pereduksi, dengan daya reduksinya meningkat dari kanan ke kiri dalam satu periode dan dari atas ke bawah dalam satu golongan. Jadi, hidrogen sulfida terbakar dengan sejumlah besar oksigen:
2H 2 S + 3O 3 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O + 1158 kJ.
Oksidasi dapat berlangsung dengan cara yang berbeda. Jadi, sudah di udara, larutan hidrogen sulfida berair menjadi keruh sebagai akibat dari pembentukan belerang:
H 2 S + 3O 2 \u003d 2S + 2H 2 O
Senyawa non-logam dengan oksigen, sebagai aturan, adalah oksida asam, yang sesuai dengan asam yang mengandung oksigen (asam okso). Struktur oksida non-logam tipikal adalah molekuler.
Semakin tinggi keadaan oksidasi non-logam, semakin kuat asam yang mengandung oksigen yang sesuai. Jadi, klorin tidak berinteraksi langsung dengan oksigen, tetapi membentuk sejumlah asam okso, yang sesuai dengan oksida, anhidrida asam ini.
Yang paling terkenal adalah garam dari asam-asam ini seperti pemutih CaOCl 2 (garam campuran asam hipoklorit dan asam klorida), garam bertolet KClO 3 (kalium klorat).
Nitrogen dalam oksida menunjukkan bilangan oksidasi positif +1, +2, +3, +4, +5. Dua oksida pertama N 2 O dan NO tidak membentuk garam dan merupakan gas. N 2 O 3 (nitrat oksida III) - adalah anhidrida dari asam nitrit HNO 2. Nitric oxide IV - brown gas NO 2 - gas yang larut dengan baik dalam air, membentuk dua asam. Proses ini dapat dinyatakan dengan persamaan:
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 (asam nitrat) + HNO 2 (asam nitrat) - reaksi disproporsionasi redoks
Beras. 2. Asam nitrat.
Asam nitrat anhidrida N 2 O 5 adalah zat kristal putih yang mudah larut dalam air. Contoh:
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
Garam asam nitrat disebut sendawa, mereka larut dalam air. Garam kalium, kalsium, natrium digunakan untuk memproduksi pupuk nitrogen.
Fosfor membentuk oksida, menunjukkan bilangan oksidasi +3 dan +5. Oksida yang paling stabil adalah fosfat anhidrida P 2 O 5 , yang membentuk kisi molekul dengan dimer P 4 O 10 pada simpulnya. Garam asam fosfat digunakan sebagai pupuk fosfat, misalnya ammofos NH 4 H 2 PO 4 (amonium dihidrogen fosfat).
Tabel susunan non-logam
| Kelompok | Saya | AKU AKU AKU | IV | V | VI | VII | VIII |
| Periode pertama | H | Dia | |||||
| Periode kedua | B | C | N | HAI | F | tidak | |
| Periode ke tiga | Si | P | S | Cl | Ar | ||
| Periode keempat | Sebagai | Se | br | kr | |||
| Periode kelima | Te | Saya | Xe | ||||
| Periode keenam | Pada | Rn |
Jika sebagian besar unsur logam tidak diwarnai, kecuali hanya tembaga dan emas, maka hampir semua nonlogam memiliki warnanya sendiri: fluor - kuning jingga, klor - kuning kehijauan, brom - merah bata, yodium - ungu, belerang - kuning, fosfor bisa putih, merah dan hitam, dan oksigen cair - biru.
Semua non-logam tidak menghantarkan panas dan arus listrik, karena mereka tidak memiliki pembawa muatan bebas - elektron, mereka semua digunakan untuk membentuk ikatan kimia. Kristal non-logam bersifat non-plastik dan rapuh, karena deformasi apa pun mengarah pada penghancuran ikatan kimia. Sebagian besar non-logam tidak memiliki kilau logam.
Sifat fisik non-logam beragam dan disebabkan oleh berbagai jenis kisi kristal.
1.4.1 Alotropi
ALLOTROPY - keberadaan unsur-unsur kimia dalam dua atau lebih bentuk molekul atau kristal. Misalnya, alotrop adalah oksigen biasa O 2 dan ozon O 3; dalam hal ini, alotropi disebabkan oleh pembentukan molekul dengan jumlah atom yang berbeda. Paling sering, alotropi dikaitkan dengan pembentukan kristal dari berbagai modifikasi. Karbon ada dalam dua bentuk alotropik kristal yang berbeda: berlian dan grafit. Sebelumnya, diyakini bahwa yang disebut. bentuk amorf dari karbon, arang dan jelaga, juga merupakan modifikasi alotropiknya, tetapi ternyata memiliki struktur kristal yang sama dengan grafit. Sulfur terjadi dalam dua modifikasi kristal: belah ketupat (a-S) dan monoklinik (b-S); setidaknya tiga bentuk non-kristalnya diketahui: l-S, m-S dan ungu. Untuk fosfor, modifikasi putih dan merah telah dipelajari dengan baik, fosfor hitam juga telah dijelaskan; pada suhu di bawah -77 ° C, ada jenis fosfor putih lainnya. Modifikasi alotropik As, Sn, Sb, Se, dan pada suhu tinggi besi dan banyak elemen lainnya telah ditemukan.
1.5. Sifat kimia non-logam
Unsur kimia non-logam dapat menunjukkan sifat pengoksidasi dan pereduksi, tergantung pada transformasi kimia di mana mereka mengambil bagian.
Atom dari unsur yang paling elektronegatif - fluor - tidak dapat menyumbangkan elektron, selalu hanya menunjukkan sifat pengoksidasi, unsur lain juga dapat menunjukkan sifat pereduksi, meskipun pada tingkat yang jauh lebih rendah daripada logam. Oksidator terkuat adalah fluor, oksigen dan klorin, hidrogen, boron, karbon, silikon, fosfor, arsenik, dan telurium menunjukkan sifat pereduksi yang dominan. Sifat redoks menengah memiliki nitrogen, belerang, yodium.
Interaksi dengan zat sederhana
Interaksi dengan logam:
2Na + Cl 2 \u003d 2NaCl,
6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N,
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
dalam kasus ini, non-logam menunjukkan sifat pengoksidasi, mereka menerima elektron, membentuk partikel bermuatan negatif.
Interaksi dengan non-logam lainnya:
Berinteraksi dengan hidrogen, sebagian besar non-logam menunjukkan sifat pengoksidasi, membentuk senyawa hidrogen yang mudah menguap - hidrida kovalen:
3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3,
H2 + Br2 = 2HBr;
Berinteraksi dengan oksigen, semua non-logam, kecuali fluor, menunjukkan sifat pereduksi:
S + O 2 \u003d SO 2,
4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;
Saat berinteraksi dengan fluor, fluor adalah zat pengoksidasi, dan oksigen adalah zat pereduksi:
2F 2 + O 2 \u003d 2OF 2;
Non-logam berinteraksi satu sama lain, logam yang lebih elektronegatif berperan sebagai oksidator, yang kurang elektronegatif - peran sebagai reduktor:
S + 3F 2 \u003d SF 6,
MENGGUNAKAN. SIFAT KIMIA NON-LOGAMSIFAT KIMIA HIDROGEN
1. DENGAN LOGAM
(Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba) → dengan logam alkali dan alkali tanah, ketika dipanaskan, membentuk zat padat yang tidak stabil hidrida, logam lain tidak bereaksi.
2K + H₂ = 2KH (kalium hidrida)
Ca + H₂ = CaH
2. DENGAN NON LOGAM
dengan oksigen, halogen dalam kondisi normal, ketika dipanaskan, ia bereaksi dengan fosfor, silikon dan karbon, dengan nitrogen di bawah tekanan dan katalis.
2Н₂ + O₂ = 2Н₂O + Cl₂ = 2HCl
3Н₂ + N₂↔ 2NH₃ H₂ + S = H₂S
3. INTERAKSI DENGAN AIR
Tidak bereaksi dengan air
4. INTERAKSI DENGAN OKSIDA
Mengurangi oksida logam (tidak aktif) dan non-logam menjadi zat sederhana:
CuO + H₂ = Cu + H₂O 2NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O
SiO₂ + H₂ = Si + H₂O
5. INTERAKSI DENGAN ASAM
Tidak bereaksi dengan asam
6. INTERAKSI DENGAN ALKALI
Tidak bereaksi dengan basa
7. INTERAKSI DENGAN GARAM
Mengembalikan logam tidak aktif dari garam
CuCl + H₂ = Cu + 2HCl
SIFAT KIMIA OKSIGEN
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
Dengan logam alkali dalam kondisi normal - oksida dan peroksida (litium - oksida, natrium - peroksida, kalium, sesium, rubidium - superoksida
4Li + O2 = 2Li2O (oksida)
2Na + O2 = Na2O2 (peroksida)
K+O2=KO2 (superoksida)
Dengan sisa logam dari subkelompok utama, dalam kondisi normal, ia membentuk oksida dengan bilangan oksidasi yang sama dengan nomor golongan
2 Dengana+O2=2DenganaO
4Al + O2 = 2Al2O3
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
Dengan logam dari subkelompok sekunder, dalam kondisi normal dan ketika dipanaskan, ia membentuk oksida dari berbagai tingkat oksidasi, dan dengan besi, kerak besiFe3 HAI4 ( FeO∙ Fe2 HAI3)
3Fe + 2O2 = Fe3O4 4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (merah);
2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (hitam); 2Zn + O₂ = ZnO
4Cr + 3О2 = 2Cr2⁺³О3
membentuk oksida - seringkali dalam keadaan oksidasi menengah
C + HAI(ex)=BERSAMA₂; C+ HAI(minggu) =BERSAMA
S + O₂ = SO₂N₂ + O₂ = 2NO - Q
3. INTERAKSI DENGAN AIR
Tidak bereaksi dengan air
4. INTERAKSI DENGAN OKSIDA
Mengoksidasi oksida yang lebih rendah menjadi oksida dengan tingkat oksidasi yang lebih tinggi
Fe⁺²O + O2 = Fe2⁺³O3; C⁺²O + O2 = C⁺⁴O2
5. INTERAKSI DENGAN ASAM
Asam anoksik anhidrat (senyawa biner) terbakar dalam atmosfer oksigen
2H2S + O2 = 2S + 2H2O 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
Dalam oksigen yang mengandung, meningkatkan tingkat oksidasi non-logam.
2HN⁺³O2 + O2 = 2HN⁺⁵O3
6. INTERAKSI DENGAN DASAR
Mengoksidasi hidroksida yang tidak stabil dalam larutan berair ke tingkat oksidasi yang lebih tinggi
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
7. INTERAKSI DENGAN GARAM DAN SENYAWA BINER
Masuk ke dalam reaksi pembakaran.
4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
oksidasi katalitik
NH3 + O2 = NO + H2O
SIFAT KIMIA HALOGENS
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
Dengan alkali dalam kondisi normal, denganF, Cl, brmenyalakan:
2 tidak + Cl2 = 2 NaCl(khlorida)
Alkali tanah dan aluminium bereaksi dalam kondisi normal:
Dengana+Cl2=DenganaCl2 2Al+3Cl2 = 2AlCl3
Logam dari subkelompok sekunder pada suhu tinggi
Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl
2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I (tidak ada tembaga (II) iodida!)
2Fe + 12 = 2Fe⁺³Cl3 besi (III) klorida
Fluor bereaksi dengan logam (sering eksplosif), termasuk emas dan platinum.
2Au + 3F₂ = 2AuF
2. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
Mereka tidak berinteraksi langsung dengan oksigen (kecuali untuk F₂), mereka bereaksi dengan belerang, fosfor, silikon. Aktivitas kimia brom dan yodium kurang menonjol dibandingkan dengan fluor dan klorin:
H2 +F2 = 2NF ; Si + 2 F2 = SiF4.; 2 P + 3 Cl2 = 2 P⁺³ Cl3; 2 P + 5 Cl2 = 2 P⁺⁵ Cl5; S + 3 F2 = S⁺⁶ F6;
S + Cl2 = S⁺²Cl2
F₂
Bereaksi dengan oksigen:F2 + HAI2 = HAI⁺² F2
Bereaksi dengan halogen lain:Cl₂ + F₂ = 2 Cl⁺¹ F¯¹
Bereaksi bahkan dengan gas inert 2F₂ + Xe= Xe⁺⁸ F₄¯¹.
3. INTERAKSI DENGAN AIR
Fluor dalam kondisi normal membentuk asam fluorida + + O₂
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
Klorin, ketika suhu naik, membentuk asam klorida + O₂,
2Сl₂ + 2H₂O → 4HCl + O₂
di no. - "air klorin"
l2 + 2О Cl + ClO (asam klorida dan asam hipoklorit)
Brom dalam kondisi normal membentuk "air brom"
Br2 + H2O HBr + HBrO (asam hidrobrom dan hipobrom
Yodium → tidak ada reaksi
I2 + H₂O
5. INTERAKSI DENGAN OKSIDA
Hanya fluor F₂ REAKSI, menggantikan oksigen dari oksida, membentuk fluorida
SiO2‾² + 2F2⁰ = SiF4‾¹ + O2⁰
6. INTERAKSI DENGAN ASAM.
bereaksi dengan asam bebas oksigen, menggantikan non-logam yang kurang aktif.
H2S‾² + I2⁰ → S⁰↓+ 2HI‾
7. INTERAKSI DENGAN ALKALI
Fluor membentuk fluorida + oksigen dan air
2F2 + 4NaOH = 4NaF¯¹ + O2 + 2H2O
Klorin, bila dipanaskan, membentuk klorida, klorat dan air.
3 Cl₂ + 6 KOH = 5 KCl¯¹ + KCl⁺⁵ HAI3 + 3 H2 HAI
Dalam dingin, klorida, hipoklorat dan air, dengan pemutih kalsium hidroksida dan air
Cl2 + 2KOH-(dingin)= KCl¯¹ + KCl⁺¹O + H2O
Cl2 + Ca(OH) 2 = CaOCl2 (pemutih - campuran klorida, hipoklorit dan hidroksida) + H2O
Brom saat dipanaskan → bromida, bromat dan dan air
3Br2 + 6KOH =5KBr¯¹ + KBr O3 + 3H2O
Yodium saat dipanaskan → iodida, iodat dan air
3I2 + 6NaOH = 5NaI¯¹ + NaI O3 + 3H2O
9. INTERAKSI DENGAN GARAM
Perpindahan halogen yang kurang aktif dari garam
2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2
2KCl + Br2
2KCl + F2 → 2KF + Cl2
2KBr + J2≠
Oksidasi non-logam dalam garam ke tingkat oksidasi yang lebih tinggi
2Fe⁺²Cl2 + Cl2⁰ → 2Fe⁺³Cl 3 ‾¹
Na2S⁺⁴O3 + Br2⁰ + 2H2O →Na2S⁺⁶O4 + 2HBr‾
SIFAT-SIFAT KIMIA SULFUR
1. INTERAKSI DENGAN LOGAMbereaksi ketika dipanaskan bahkan dengan logam alkali, dengan merkuri dalam kondisi normal: dengan belerang - sulfida:
2K + S = K2S
2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S
2. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
Ketika dipanaskan dengan hidrogen,coksigen (sulfur dioksida)chalogen (kecuali yodium), dengan karbon, nitrogen dan silikon dan tidak bereaksi
S + Cl₂ = S⁺²Cl ; S + O₂ = S⁺⁴O₂
H₂ + S = H₂S¯² ; 2P + 3S = P₂S₃¯²
Dengan+ 3S = CS₂¯²
DENGAN AIR, OKSIDA, GARAM
TIDAK REAKSI
3. INTERAKSI DENGAN ASAM
Dioksidasi oleh asam sulfat ketika dipanaskan menjadi sulfur dioksida dan air
2H2SO4 (konsentrasi) = 2H2O + 3S⁺⁴O2
Asam nitrat ketika dipanaskan menjadi asam sulfat, oksida nitrat (+4) dan air
S + 6HNO3(konsentrasi) =H2SO4 + 6N⁺⁴O2 + 2H2O
4. INTERAKSI DENGAN ALKALI
Membentuk sulfit ketika dipanaskan, sulfida + air
3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O
SIFAT KIMIA NITROGEN
1. INTERAKSI DENGAN LOGAMreaksi berlangsung saat dipanaskan (pengecualian: litium dengan nitrogen dalam kondisi normal):
Dengan nitrogen - nitrida
6Li + N2 = 3Li2N (litium nitrida) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (magnesium nitrida) 2Cr + N2 = 2CrN
Besi dalam senyawa ini memiliki bilangan oksidasi +2
2. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
(karena ikatan rangkap tiga, nitrogen sangat tidak aktif). Dalam kondisi normal, ia tidak bereaksi dengan oksigen. Bereaksi dengan oksigen hanya pada suhu tinggi (busur listrik), di alam - selama badai petir
N2+O2=2NO (surel. busur, 3000 0C)
Dengan hidrogen pada tekanan tinggi, suhu tinggi dan dengan adanya katalis:
t,p,kat
3N2+3H2 2NH3
DENGAN AIR, OKSIDA, ASAM, ALKA DAN GARAM
TIDAK REAKSI
SIFAT KIMIA FOSFOR
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
reaksi berlangsung ketika dipanaskan dengan fosfor - fosfida
3Ca + 2P = K3P2, Besi dalam senyawa ini memiliki bilangan oksidasi +2
2. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
Pembakaran dalam oksigen
4P + 5O₂ = 2P₂⁺⁵O₅ 4P + 3O₂ = 2P₂⁺³O₃
Dengan halogen dan belerang saat dipanaskan
2P + 3Cl₂ = 2P⁺³Cl 2P + 5Cl = 2P⁺⁵Cl; 2P + 5S = P₂⁺⁵S₅
Tidak berinteraksi langsung dengan hidrogen, karbon, silikon
DENGAN AIR DAN OKSIDA
TIDAK REAKSI
3. INTERAKSI DENGAN ASAM
Dengan asam nitrat pekat oksida nitrat (+4), dengan oksida nitrat encer (+2) dan asam fosfat
3P + 5HNO₃(conc) =3H₃PO₄ + 5N⁺⁴O₂
3P + 5HNO₃ + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5N⁺²O
Dengan asam sulfat pekat, asam fosfat, sulfur oksida (+4) dan air terbentuk
3P + 5H₂SO₄(conc.) =3H₃PO₄ + 5S⁺⁴O₂+ 2H₂O
4. INTERAKSI DENGAN ALKALI
Membentuk fosfin dan hipofosfit dengan larutan alkali
4P⁰ + 3NaOH + 3H2O = P¯³H 3 + 3NaH 2 P 1HAI 2
5. INTERAKSI DENGAN GARAM
5. INTERAKSI DENGAN GARAM
Dengan zat pengoksidasi kuat, menunjukkan sifat pereduksi
3P⁰ + 5NaN⁺⁵O₃ = 5NaN⁺³O₂ + P₂⁺⁵O₅
SIFAT KIMIA KARBON
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
reaksi berlangsung jika dipanaskan
Logam - bentuk elemen d dengan senyawa karbon dengan komposisi non-stoikiometrik seperti larutan padat: WC, ZnC, TiC - digunakan untuk mendapatkan baja superkeras
dengan karbon karbida 2Li + 2C = Li2C2,
Ca + 2C = CaC2
2. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
Dari halogen, ia langsung bereaksi hanya dengan fluor, dengan sisanya saat dipanaskan.
+ 2F₂ = CF₄.
Interaksi dengan oksigen:
2C + O₂ (kurang) \u003d 2C⁺²O (karbon monoksida),
+ (ex) = (karbon dioksida).
Interaksi dengan non-logam lain pada suhu tinggi, tidak berinteraksi dengan fosfor
C + Si = SiC¯⁴ ; C + N₂ = C₂⁺⁴N₂ ;
C + 2H₂ = C¯⁴H₄ ; C + 2S = C⁺⁴S₂;
3. INTERAKSI DENGAN AIR
Bagian dari uap air melalui batubara panas - karbon monoksida dan hidrogen terbentuk (gas sintesis
C + H₂O = CO + H
4. INTERAKSI DENGAN OKSIDA
KARBON MENGURANGI LOGAM DAN NON LOGAM DARI OKSIDA MENJADI BAHAN SEDERHANA SAAT PANAS (KARBOTERMI), mengurangi derajat oksidasi pada karbon dioksida
2ZnO + C = 2Zn + CO; 4Dengan+ Fe₃O₄ = 3Fe + 4CO;
P₂O₅ + C = 2P + 5CO; 2Dengan+ SiO₂ = Si + 2CO;
Dengan+ C⁺⁴O₂ = 2C⁺²O
5. INTERAKSI DENGAN ASAM
Dioksidasi oleh asam nitrat dan sulfat pekat menjadi karbon dioksida
C +2H2SO4(conc)=C⁺⁴O2+ 2S⁺⁴O2+ 2H2O; C+4HNO3 (conc) = C⁺⁴O2 + 4N⁺⁴O2 + 2H2O.
DENGAN ALKALI DAN GARAM
TIDAK REAKSI
SIFAT KIMIA SILIKON
1. INTERAKSI DENGAN LOGAM
reaksi berlangsung ketika dipanaskan: logam aktif bereaksi dengan silikon - silisida
4Cs + Si = Cs4Si,
1. INTERAKSI DENGAN NON-LOGAM
Dari halogen langsung hanya dengan fluor.
Bereaksi dengan klorin saat dipanaskan
Si + 2F2 = SiF4; Si + 2Cl2 = SiCl4;
Si + O₂ = SiO; Si+C=SiC; 3Si + 2N₂ = Si₃N;
Tidak berinteraksi dengan hidrogen
3. INTERAKSI DENGAN ASAM
hanya berinteraksi dengan campuran asam fluorida dan asam nitrat, membentuk asam heksafluorosilikat
3Si + 4HNO + 18HF = 3H₂ + 4NO + 8H₂O
Interaksi dengan hidrogen halida (ini bukan asam) - menggantikan hidrogen, silikon halida dan hidrogen terbentuk
Bereaksi dengan hidrogen fluorida dalam kondisi normal.
Si + 4HF = SiF₄ + 2H₂
4. INTERAKSI DENGAN ALKALI
Ini larut ketika dipanaskan dalam alkali, membentuk silikat dan hidrogen:
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂
Kuliah 24
Bukan logam.
Rencana kuliah:
Nonlogam adalah zat sederhana
Kedudukan unsur nonlogam dalam sistem periodik
Jumlah unsur nonlogam jauh lebih sedikit daripada unsur logam Sepuluh unsur kimia (H, C, N, P, O, S, F, Cl, Br, I) memiliki sifat non-logam yang khas. Enam unsur, yang biasanya disebut nonlogam, menunjukkan sifat ganda (logam dan nonlogam) (B, Si, As, Se, Te, At). Dan 6 elemen lagi baru-baru ini dimasukkan dalam daftar non-logam. Inilah yang disebut gas mulia (atau inert) (He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn). Jadi, 22 unsur kimia yang diketahui biasanya diklasifikasikan sebagai non-logam.
Unsur-unsur yang menunjukkan sifat non-logam dalam sistem periodik terletak di atas diagonal boron-astat (Gbr. 26).
Atom-atom sebagian besar non-logam, tidak seperti atom logam, memiliki sejumlah besar elektron pada lapisan elektron terluar - dari 4 hingga 8. Pengecualiannya adalah atom hidrogen, helium, boron, yang memiliki 1, 2 dan 3 elektron pada tingkat luar, masing-masing.
Di antara non-logam, hanya dua elemen - hidrogen (1s 1) dan helium (1s 2) milik keluarga s, sisanya milik R-keluarga .
Atom non-logam (A) khas dicirikan oleh elektronegativitas tinggi dan afinitas elektron tinggi, yang menentukan kemampuannya untuk membentuk ion bermuatan negatif dengan konfigurasi elektronik dari gas inert yang sesuai:
A 0 + nê → A n -
Ion-ion ini merupakan bagian dari senyawa ionik nonlogam dengan tipikal logam. Non-logam juga memiliki bilangan oksidasi negatif dalam senyawa kovalen dengan non-logam lain yang kurang elektronegatif (khususnya, dengan hidrogen).
Atom nonlogam dalam senyawa kovalen dengan nonlogam yang lebih elektronegatif (khususnya dengan oksigen) memiliki bilangan oksidasi positif. Bilangan oksidasi positif tertinggi dari non-logam, biasanya, sama dengan nomor kelompok di mana ia berada.
Nonlogam adalah zat sederhana
Meskipun sejumlah kecil elemen non-logam, peran dan pentingnya mereka baik di Bumi maupun di luar angkasa sangat besar. 99% massa Matahari dan bintang-bintang lainnya adalah hidrogen dan helium non-logam. Cangkang udara Bumi terdiri dari atom non-logam - nitrogen, oksigen, dan gas mulia. Hidrosfer bumi dibentuk oleh salah satu zat terpenting bagi kehidupan - air, yang molekulnya terdiri dari hidrogen dan oksigen non-logam. Dalam materi hidup, 6 non-logam mendominasi - karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor, belerang.
Dalam kondisi normal, zat non-logam ada dalam keadaan agregasi yang berbeda:
1) gas: hidrogen H 2, oksigen O 2, nitrogen N 2, fluor F 2, klorin C1 2, gas inert: He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn
2) cair: brom Br 2
3) zat padat yodium I 2, karbon C, silikon Si, belerang S, fosfor P, dll.
Tujuh unsur bukan logam membentuk zat sederhana yang ada dalam bentuk molekul diatomik E 2 (hidrogen H 2, oksigen O 2, nitrogen N 2, fluor F 2, klor C1 2, bromin Br 2, yodium I 2).
Karena tidak ada elektron bebas antara atom dalam kisi kristal non-logam, mereka berbeda dalam sifat fisik dari logam:
tidak memiliki kilap;
rapuh, memiliki kekerasan yang berbeda;
menghantarkan panas dan listrik dengan buruk.
Padatan non-logam praktis tidak larut dalam air; gas O 2 , N 2 , H 2 dan halogen memiliki kelarutan yang sangat rendah dalam air.
Sejumlah non-logam dicirikan: alotropi- fenomena keberadaan satu unsur dalam bentuk beberapa zat sederhana. Modifikasi alotropik dikenal untuk oksigen (oksigen O2 dan ozon O3), belerang (belah ketupat, monoklinik dan plastik), fosfor (putih, merah dan hitam), karbon (grafit, berlian dan karabin, dll.), silikon (kristal dan amorf).
Sifat kimia non-logam
Menurut aktivitas kimia non-logam berbeda secara signifikan satu sama lain. Jadi, nitrogen dan gas mulia masuk ke dalam reaksi kimia hanya dalam kondisi yang sangat keras (tekanan dan suhu tinggi, adanya katalis).
Nonlogam yang paling reaktif adalah halogen, hidrogen, dan oksigen. Sulfur, fosfor, dan terutama karbon dan silikon, hanya reaktif pada suhu tinggi.
Non-logam dalam reaksi kimia menunjukkan sifat pengoksidasi dan pereduksi. Kapasitas pengoksidasi tertinggi adalah karakteristik halogen dan oksigen. Dalam non-logam seperti hidrogen, karbon, silikon, sifat pereduksi mendominasi.
I. Sifat pengoksidasi non-logam:
1. Interaksi dengan logam. Dalam hal ini, senyawa biner terbentuk: dengan oksigen - oksida, dengan hidrogen - hidrida, nitrogen - nitrida, halogen - halida, dll .:
2Cu + O 2 → 2CuO
2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3
2. Interaksi dengan hidrogen. Non-logam juga bertindak sebagai oksidator dalam reaksi dengan hidrogen, membentuk senyawa hidrogen yang mudah menguap:
H 2 + C1 2 → 2HC1
N 2 + 3H 2 → t, p, cat. 2NH3
3. Interaksi dengan non-logam. Non-logam juga menunjukkan sifat pengoksidasi dalam reaksi dengan non-logam yang kurang elektronegatif:
2P + 5C1 2 → 2PC1 5 ;
C + 2S → CS 2 .
4. Interaksi dengan zat kompleks. Sifat pengoksidasi nonlogam juga dapat memanifestasikan dirinya dalam reaksi dengan zat kompleks. Misalnya, air terbakar dalam atmosfer fluor:
2F 2 + 2H 2 O → 4HF + O 2.
II. Sifat pereduksi nonlogam
1. Interaksi dengan non-logam. Non-logam dapat menunjukkan sifat pereduksi dalam kaitannya dengan non-logam dengan elektronegativitas yang lebih besar, dan terutama dalam kaitannya dengan fluor dan oksigen:
4P + 5O 2 → 2P 2 O 5;
N 2 + O 2 → 2NO
2. Interaksi dengan zat kompleks. Beberapa non-logam dapat menjadi agen pereduksi, yang memungkinkan mereka untuk digunakan dalam produksi metalurgi:
C + ZnO → Zn + CO;
5H 2 + V 2 O 5 → 2V + 5H 2 O.
SiO 2 + 2C → Si + 2CO.
Non-logam menunjukkan sifat pereduksi ketika berinteraksi dengan zat kompleks - zat pengoksidasi kuat, misalnya:
3S + 2KSlO 3 → 3SO 2 + 2KS1;
6P + 5KSlO 3 → ZR 2 O 5 + 5KS1.
C + 2H 2 SO 4 → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O → ZH 3 RO 4 + 5NO.
Metode umum untuk mendapatkan non-logam
Beberapa non-logam ditemukan di alam dalam keadaan bebas: ini adalah belerang, oksigen, nitrogen, gas mulia. Pertama-tama, zat sederhana - non-logam adalah bagian dari udara.
Sejumlah besar gas oksigen dan nitrogen diperoleh dengan rektifikasi udara (pemisahan).
Non-logam paling aktif - halogen - diperoleh dengan elektrolisis lelehan atau larutan dari senyawa. Dalam industri, dengan bantuan elektrolisis, tiga produk terpenting diperoleh secara bersamaan dalam jumlah besar: analog terdekat dari fluor adalah klorin, hidrogen, dan natrium hidroksida. Elektrolit yang digunakan adalah larutan natrium klorida yang dimasukkan ke dalam sel dari atas.
Secara lebih rinci, metode untuk memperoleh non-logam akan dibahas kemudian dalam kuliah yang relevan.
