თუ D.I. მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ სისტემაში დავხატავთ დიაგონალს ბერილიუმიდან ასტატინამდე, მაშინ ქვედა მარცხენა მხარეს დიაგონალზე იქნება ლითონის ელემენტები (ისინი ასევე მოიცავს მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტებს, რომლებიც ხაზგასმულია ლურჯად) და ზევით. მარჯვნივ - არალითონის ელემენტები (მონიშნულია ყვითლად). დიაგონალთან მდებარე ელემენტებს - ნახევრადმეტალებს ან მეტალოიდებს (B, Si, Ge, Sb და ა.შ.) აქვთ ორმაგი ხასიათი (მონიშნული ვარდისფერში).

როგორც ნახატიდან ჩანს, ელემენტების დიდი უმრავლესობა ლითონებია.

მათი ქიმიური ბუნებით, ლითონები არის ქიმიური ელემენტები, რომელთა ატომები ჩუქნიან ელექტრონებს გარე ან გარე ენერგიის დონეებიდან, რითაც წარმოქმნიან დადებითად დამუხტულ იონებს.

თითქმის ყველა ლითონს აქვს შედარებით დიდი რადიუსი და ელექტრონების მცირე რაოდენობა (1-დან 3-მდე) გარე ენერგეტიკულ დონეზე. ლითონებს ახასიათებთ დაბალი ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები და შემცირების თვისებები.

ყველაზე ტიპიური ლითონები განლაგებულია პერიოდების დასაწყისში (მეორედან დაწყებული), უფრო მარცხნიდან მარჯვნივ, მეტალის თვისებები სუსტდება. ჯგუფში ზემოდან ქვემოდან, მეტალის თვისებები გაუმჯობესებულია, რადგან ატომების რადიუსი იზრდება (ენერგეტიკული დონეების რაოდენობის ზრდის გამო). ეს იწვევს ელემენტების ელექტრონეგატიურობის (ელექტრონების მიზიდვის უნარი) დაქვეითებას და შემცირების თვისებების ზრდას (ქიმიურ რეაქციებში ელექტრონების სხვა ატომებისთვის გადაცემის უნარი).

ტიპიურილითონები არის s-ელემენტები (IA ჯგუფის ელემენტები Li-დან Fr. PA ჯგუფის ელემენტები Mg-დან Ra-მდე). მათი ატომების ზოგადი ელექტრონული ფორმულა არის ns 1-2. მათ ახასიათებთ ჟანგვის მდგომარეობები + I და + II, შესაბამისად.

ტიპიური ლითონის ატომების გარე ენერგეტიკულ დონეზე ელექტრონების მცირე რაოდენობა (1-2) მიუთითებს ამ ელექტრონების ადვილად დაკარგვაზე და ძლიერი შემცირების თვისებების გამოვლენაზე, რაც ასახავს ელექტრონეგატიურობის დაბალ მნიშვნელობებს. ეს გულისხმობს შეზღუდულ ქიმიურ თვისებებს და ტიპური ლითონების მოპოვების მეთოდებს.

ტიპიური ლითონების დამახასიათებელი თვისებაა მათი ატომების მიდრეკილება შექმნან კათიონები და იონური ქიმიური ბმები არალითონის ატომებთან. ტიპიური ლითონების ნაერთები არალითონებთან არის იონური კრისტალები "არამეტალის მეტალის კათიონის ანიონი", მაგალითად, K + Br -, Ca 2 + O 2-. ტიპიური ლითონის კათიონები ასევე შედის ნაერთებში რთული ანიონებით - ჰიდროქსიდები და მარილები, მაგალითად, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

A ჯგუფის ლითონები, რომლებიც ქმნიან ამფოტერულ დიაგონალს Be-Al-Ge-Sb-Po პერიოდულ სისტემაში, ისევე როგორც მათ მიმდებარე ლითონები (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) არ ავლენენ ჩვეულებრივ მეტალურს. თვისებები. მათი ატომების ზოგადი ელექტრონული ფორმულა ns 2 np 0-4 გულისხმობს ჟანგვის მდგომარეობების უფრო მრავალფეროვნებას, საკუთარი ელექტრონების შენარჩუნების უფრო მეტ უნარს, მათი შემცირების უნარის თანდათანობით შემცირებას და ჟანგვის უნარის გამოჩენას, განსაკუთრებით მაღალი ჟანგვის მდგომარეობებში (ტიპიური მაგალითებია ნაერთები Tl III, Pb IV, Bi v. ). მსგავსი ქიმიური ქცევა ასევე დამახასიათებელია უმეტესობისთვის (d-ელემენტები, ე.ი. პერიოდული ცხრილის B-ჯგუფების ელემენტები (ტიპიური მაგალითებია ამფოტერული ელემენტები Cr და Zn).

ორმაგი (ამფოტერული) თვისებების ეს გამოვლინება, როგორც მეტალის (ძირითადი) ასევე არალითონური, გამოწვეულია ქიმიური ბმის ბუნებით. მყარ მდგომარეობაში ატიპიური ლითონების ნაერთები არალითონებთან შეიცავენ უპირატესად კოვალენტურ ბმებს (მაგრამ არამეტალებს შორის კავშირებზე ნაკლებად ძლიერ). ხსნარში ეს ბმები ადვილად იშლება და ნაერთები იშლება იონებად (სრულად ან ნაწილობრივ). მაგალითად, გალიუმის მეტალი შედგება Ga 2 მოლეკულებისგან, მყარ მდგომარეობაში ალუმინის და ვერცხლისწყლის (II) ქლორიდები AlCl 3 და HgCl 2 შეიცავს ძლიერ კოვალენტურ ბმებს, მაგრამ ხსნარში AlCl 3 იშლება თითქმის მთლიანად, ხოლო HgCl 2 - ძალიან მცირე. ზომით (და მაშინაც კი, HgCl + და Cl - იონებში).

ლითონების ზოგადი ფიზიკური თვისებები

კრისტალურ ბადეში თავისუფალი ელექტრონების ("ელექტრონული გაზი") არსებობის გამო, ყველა ლითონი ავლენს შემდეგ დამახასიათებელ ზოგად თვისებებს:

1) პლასტიკური- ფორმის ადვილად შეცვლის, მავთულში დაჭიმვის, თხელ ფურცლებად გადახვევის უნარი.

2) მეტალის ბრწყინვალებადა გამჭვირვალობა. ეს გამოწვეულია თავისუფალი ელექტრონების ურთიერთქმედებით ლითონზე შუქთან.

3) Ელექტრო გამტარობის. იგი აიხსნება თავისუფალი ელექტრონების მიმართული მოძრაობით უარყოფითი პოლუსიდან დადებით პოლუსზე მცირე პოტენციური სხვაობის გავლენით. გაცხელებისას ელექტრული გამტარობა მცირდება, რადგან. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ატომებისა და იონების ვიბრაცია კრისტალური მედის კვანძებში, რაც ართულებს „ელექტრონული აირის“ მიმართულ მოძრაობას.

4) თბოგამტარობა.ეს გამოწვეულია თავისუფალი ელექტრონების მაღალი მობილურობით, რის გამოც ტემპერატურა სწრაფად უთანაბრდება ლითონის მასით. ყველაზე მაღალი თბოგამტარობა ბისმუტსა და ვერცხლისწყალშია.

5) სიხისტე.ყველაზე რთული ქრომია (ჭრის მინას); ყველაზე რბილი - ტუტე ლითონები - კალიუმი, ნატრიუმი, რუბიდიუმი და ცეზიუმი - იჭრება დანით.

6) სიმკვრივე.რაც უფრო მცირეა, მით უფრო მცირეა ლითონის ატომური მასა და მით უფრო დიდია ატომის რადიუსი. ყველაზე მსუბუქია ლითიუმი (ρ=0,53 გ/სმ3); ყველაზე მძიმეა ოსმიუმი (ρ=22,6 გ/სმ3). 5 გ/სმ3-ზე ნაკლები სიმკვრივის ლითონები ითვლება "მსუბუქ ლითონებად".

7) დნობის და დუღილის წერტილები.ყველაზე დნებადი ლითონი არის ვერცხლისწყალი (m.p. = -39°C), ყველაზე ცეცხლგამძლე ლითონი არის ვოლფრამი (t°m. = 3390°C). ლითონები t°pl. 1000°C-ზე ზემოთ ითვლება ცეცხლგამძლე, ქვემოთ - დაბალი დნობის წერტილი.

ლითონების ზოგადი ქიმიური თვისებები

ძლიერი შემცირების საშუალებები: Me 0 – nē → Me n +

რიგი სტრესები ახასიათებს ლითონების შედარებით აქტივობას რედოქს რეაქციებში წყალხსნარებში.

I. ლითონების რეაქცია არალითონებთან

1) ჟანგბადით:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) გოგირდით:
Hg + S → HgS

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

4) აზოტით:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) ფოსფორით:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) წყალბადით (რეაგირებს მხოლოდ ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონები):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. ლითონების რეაქცია მჟავებთან

1) ლითონები, რომლებიც დგანან H-მდე ძაბვის ელექტროქიმიურ სერიაში, ამცირებენ არაჟანგვის მჟავებს წყალბადამდე:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) ჟანგვითი მჟავებით:

ნებისმიერი კონცენტრაციის აზოტის მჟავას და კონცენტრირებული გოგირდმჟავას ლითონებთან ურთიერთქმედებისას წყალბადი არასოდეს გამოიყოფა!

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) + Сu → Сu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. ლითონების ურთიერთქმედება წყალთან

1) აქტიური (ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები) ქმნიან ხსნად ფუძეს (ტუტე) და წყალბადს:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) საშუალო აქტივობის ლითონები იჟანგება წყლით, როდესაც თბება ოქსიდში:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) არააქტიური (Au, Ag, Pt) - ნუ რეაგირებთ.

IV. ნაკლებად აქტიური ლითონების უფრო აქტიური ლითონებით გადაადგილება მათი მარილების ხსნარებიდან:

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

ინდუსტრიაში ხშირად გამოიყენება არა სუფთა ლითონები, არამედ მათი ნარევები - შენადნობებირომელშიც ერთი ლითონის სასარგებლო თვისებები ავსებს მეორის სასარგებლო თვისებებს. ასე რომ, სპილენძს აქვს დაბალი სიმტკიცე და ნაკლებად გამოიყენება მანქანების ნაწილების დასამზადებლად, ხოლო სპილენძის შენადნობები თუთიით ( სპილენძის) უკვე საკმაოდ მძიმეა და ფართოდ გამოიყენება მანქანათმშენებლობაში. ალუმინს აქვს მაღალი გამტარიანობა და საკმარისი სიმსუბუქე (დაბალი სიმკვრივე), მაგრამ ძალიან რბილია. მის საფუძველზე მზადდება შენადნობი მაგნიუმთან, სპილენძთან და მანგანუმთან - დურალუმინი (დურალუმინი), რომელიც ალუმინის სასარგებლო თვისებების დაკარგვის გარეშე იძენს მაღალ სიმტკიცეს და ხდება შესაფერისი თვითმფრინავების ინდუსტრიაში. ფართოდ არის ცნობილი რკინის შენადნობები ნახშირბადთან (და სხვა ლითონების დანამატებით). თუჯისდა ფოლადი.

ლითონები თავისუფალი სახით არის შემცირების აგენტები.თუმცა ზოგიერთი ლითონის რეაქტიულობა დაბალია იმის გამო, რომ ისინი დაფარულია ზედაპირის ოქსიდის ფილმი, სხვადასხვა ხარისხით მდგრადია ისეთი ქიმიური რეაგენტების მოქმედების მიმართ, როგორიცაა წყალი, მჟავების ხსნარები და ტუტეები.

მაგალითად, ტყვია ყოველთვის დაფარულია ოქსიდის ფენით; მისი ხსნარში გადასვლა მოითხოვს არა მხოლოდ რეაგენტის (მაგალითად, განზავებული აზოტის მჟავას) ზემოქმედებას, არამედ გათბობას. ალუმინის ოქსიდის ფილმი ხელს უშლის მის რეაქციას წყალთან, მაგრამ ნადგურდება მჟავებისა და ტუტეების მოქმედებით. ფხვიერი ოქსიდის ფილმი (ჟანგი), რომელიც წარმოიქმნება რკინის ზედაპირზე ტენიან ჰაერში, არ უშლის ხელს რკინის შემდგომ დაჟანგვას.

Გავლენის ქვეშ კონცენტრირებულიმჟავები წარმოიქმნება ლითონებზე მდგრადიოქსიდის ფილმი. ამ ფენომენს ე.წ პასივაცია. ასე რომ, კონცენტრირებული გოგირდის მჟავაპასივირებული (და შემდეგ არ რეაგირებს მჟავასთან) ისეთი ლითონები, როგორიცაა Be, Bi, Co, Fe, Mg და Nb, ხოლო კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში - ლითონები A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th და U.

მჟავე ხსნარებში ჟანგვის აგენტებთან ურთიერთობისას, მეტალების უმეტესობა იქცევა კატიონებად, რომელთა მუხტი განისაზღვრება მოცემული ელემენტის სტაბილური ჟანგვის მდგომარეობით ნაერთებში (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ და Fe 3. +)

მჟავე ხსნარში ლითონების შემცირების აქტივობა გადადის მთელი რიგი სტრესებით. მეტალების უმეტესობა გარდაიქმნება მარილმჟავას და განზავებულ გოგირდმჟავების ხსნარში, მაგრამ Cu, Ag და Hg - მხოლოდ გოგირდის (კონცენტრირებული) და აზოტის მჟავები, ხოლო Pt და Au - "aqua regia".

ლითონების კოროზია

ლითონების არასასურველი ქიმიური თვისებაა მათი, ანუ აქტიური განადგურება (დაჟანგვა) წყალთან შეხებისას და მასში გახსნილი ჟანგბადის გავლენის ქვეშ. (ჟანგბადის კოროზია).მაგალითად, ფართოდ არის ცნობილი წყალში რკინის პროდუქტების კოროზია, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჟანგი და პროდუქტები იშლება ფხვნილად.

ლითონების კოროზია მიმდინარეობს წყალში აგრეთვე გახსნილი CO 2 და SO 2 აირების არსებობის გამო; იქმნება მჟავე გარემო და H + კათიონები გადაადგილდებიან აქტიური ლითონებით წყალბადის H 2 სახით ( წყალბადის კოროზია).

კონტაქტის წერტილი ორ განსხვავებულ ლითონს შორის შეიძლება იყოს განსაკუთრებით კოროზიული ( კონტაქტის კოროზია).წყალში მოთავსებულ ერთ ლითონს, როგორიცაა Fe, და მეორე მეტალს შორის, როგორიცაა Sn ან Cu, ჩნდება გალვანური წყვილი. ელექტრონების ნაკადი მიდის უფრო აქტიური ლითონისგან, რომელიც მარცხნივ არის ძაბვის სერიაში (Re), ნაკლებად აქტიურ მეტალზე (Sn, Cu) და უფრო აქტიური ლითონი ნადგურდება (კოროზირდება).

ამის გამოა, რომ ქილების დაკონსერვებული ზედაპირი ჟანგდება ნოტიო ატმოსფეროში შენახვისას და დაუდევრად დამუშავებისას (რკინა სწრაფად იშლება მცირე ნაკაწრის გაჩენის შემდეგაც კი, რაც იძლევა რკინის შეხებას ტენთან). პირიქით, რკინის ვედროს გალვანზირებული ზედაპირი დიდხანს არ ჟანგდება, რადგან ნაკაწრები რომც იყოს, რკინა კი არ კოროზირდება, არამედ თუთია (რკინაზე უფრო აქტიური ლითონი).

მოცემული ლითონისთვის კოროზიის წინააღმდეგობა გაძლიერებულია, როდესაც იგი დაფარულია უფრო აქტიური მეტალით ან როდესაც ისინი შერწყმულია; მაგალითად, რკინის დაფარვა ქრომით ან რკინის შენადნობი ქრომით აცილებს რკინის კოროზიას. ქრომირებული რკინა და ქრომის შემცველი ფოლადი ( უჟანგავი ფოლადი) აქვს მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა.

ელექტრომეტალურგია, ანუ ლითონების მიღება დნობის (ყველაზე აქტიური ლითონებისთვის) ან მარილის ხსნარების ელექტროლიზით;

პირომეტალურგია, ე.ი. ლითონების გამომუშავება მადნებიდან მაღალ ტემპერატურაზე (მაგალითად, აფეთქებული ღუმელის პროცესში რკინის წარმოება);

ჰიდრომეტალურგიაე.ი. ლითონების გამოყოფა მათი მარილების ხსნარებიდან უფრო აქტიური ლითონებით (მაგალითად, სპილენძის წარმოება CuSO 4 ხსნარიდან თუთიის, რკინის ან ალუმინის მოქმედებით).

ბუნებრივი ლითონები ზოგჯერ გვხვდება ბუნებაში (ტიპიური მაგალითებია Ag, Au, Pt, Hg), მაგრამ უფრო ხშირად ლითონები ნაერთების სახითაა ( ლითონის მადნები). დედამიწის ქერქში გავრცელების მიხედვით ლითონები განსხვავდებიან: ყველაზე გავრცელებული - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) უიშვიათესი - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

არამეტალები არის ქიმიური ელემენტები, რომლებსაც აქვთ ტიპიური არამეტალური თვისებები და განლაგებულია პერიოდული ცხრილის ზედა მარჯვენა კუთხეში. რა თვისებები აქვს ამ ელემენტებს და რასთან რეაგირებენ არამეტალები?

არალითონები: ზოგადი მახასიათებლები

არამეტალები ლითონებისგან იმით განსხვავდებიან, რომ მათ აქვთ მეტი ელექტრონი გარე ენერგეტიკულ დონეზე. აქედან გამომდინარე, მათი ჟანგვის თვისებები უფრო გამოხატულია, ვიდრე ლითონები. არალითონებს ახასიათებთ მაღალი ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები და მაღალი შემცირების პოტენციალი.

არამეტალები მოიცავს ქიმიურ ელემენტებს, რომლებიც აგრეგაციის აირისებრ, თხევად ან მყარ მდგომარეობაში არიან. ასე, მაგალითად, აზოტი, ჟანგბადი, ფტორი, ქლორი, წყალბადი არის აირები; იოდი, გოგირდი, ფოსფორი - მყარი; ბრომი არის თხევადი (ოთახის ტემპერატურაზე). სულ 22 არალითონია.

ბრინჯი. 1. არალითონები - აირები, მყარი, სითხეები.

ატომის ბირთვის მუხტის მატებასთან ერთად შეიმჩნევა ქიმიური ელემენტების თვისებების ცვლილების ნიმუში მეტალიდან არალითონამდე.

არალითონების ქიმიური თვისებები

არამეტალების წყალბადის თვისებები ძირითადად აქროლადი ნაერთებია, რომლებიც წყალხსნარებში მჟავეა. მათ აქვთ მოლეკულური სტრუქტურები, ასევე კოვალენტური პოლარული ბმა. ზოგიერთი, როგორიცაა წყალი, ამიაკი ან წყალბადის ფტორი, ქმნიან წყალბადურ კავშირებს. ნაერთები წარმოიქმნება არამეტალების წყალბადთან უშუალო ურთიერთქმედებით. მაგალითი:

S + H 2 \u003d H 2 S (350 გრადუსამდე, ბალანსი გადატანილია მარჯვნივ)

წყალბადის ყველა ნაერთს აქვს აღმდგენი თვისებები, მათი შემცირების ძალა იზრდება მარჯვნიდან მარცხნივ პერიოდულად და ზემოდან ქვემოდან ჯგუფში. ასე რომ, წყალბადის სულფიდი იწვის დიდი რაოდენობით ჟანგბადით:

2H 2 S + 3O 3 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O + 1158 კჯ.

დაჟანგვა შეიძლება სხვაგვარად წარიმართოს. ასე რომ, უკვე ჰაერში, გოგირდწყალბადის წყალხსნარი ხდება მოღრუბლული გოგირდის წარმოქმნის შედეგად:

H 2 S + 3O 2 \u003d 2S + 2H 2 O

არამეტალების ნაერთები ჟანგბადთან, როგორც წესი, არის მჟავა ოქსიდები, რომლებიც შეესაბამება ჟანგბადის შემცველ მჟავებს (ოქსო მჟავებს). ტიპიური არალითონების ოქსიდების სტრუქტურა მოლეკულურია.

რაც უფრო მაღალია არალითონის დაჟანგვის მდგომარეობა, მით უფრო ძლიერია შესაბამისი ჟანგბადის შემცველი მჟავა. ასე რომ, ქლორი უშუალოდ არ ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, მაგრამ აყალიბებს უამრავ ოქსიმჟავას, რომელიც შეესაბამება ამ მჟავების ოქსიდებს, ანჰიდრიდებს.

ამ მჟავების ყველაზე ცნობილი მარილებია გაუფერულება CaOCl 2 (ჰიპოქლორის და მარილმჟავების შერეული მარილი), ბერტოლეტის მარილი KClO 3 (კალიუმის ქლორატი).

ოქსიდებში აზოტი ავლენს დადებით ჟანგვის მდგომარეობებს +1, +2, +3, +4, +5. პირველი ორი ოქსიდი N 2 O და NO არ არის მარილის წარმომქმნელი და არის აირები. N 2 O 3 (აზოტის ოქსიდი III) - არის აზოტის მჟავას HNO 2 ანჰიდრიდი. აზოტის ოქსიდი IV - ყავისფერი აირი NO 2 - გაზი, რომელიც კარგად იხსნება წყალში და წარმოქმნის ორ მჟავას. ეს პროცესი შეიძლება გამოისახოს განტოლებით:

2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 (აზოტის მჟავა) + HNO 2 (აზოტის მჟავა) - რედოქსის დისპროპორციული რეაქცია

ბრინჯი. 2. აზოტის მჟავა.

აზოტის მჟავას ანჰიდრიდი N 2 O 5 არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც ადვილად ხსნადია წყალში. მაგალითი:

N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3

აზოტის მჟავას მარილებს მარილები ეწოდება, ისინი წყალში ხსნადია. კალიუმის, კალციუმის, ნატრიუმის მარილები გამოიყენება აზოტოვანი სასუქების წარმოებისთვის.

ფოსფორი აყალიბებს ოქსიდებს, გვიჩვენებს ჟანგვის მდგომარეობებს +3 და +5. ყველაზე სტაბილური ოქსიდი არის ფოსფორის ანჰიდრიდი P 2 O 5 , რომელიც ქმნის მოლეკულურ გისოსს P 4 O 10 დიმერებით მის კვანძებში. ფოსფორის მჟავას მარილები გამოიყენება ფოსფატულ სასუქებად, მაგალითად, ამოფოსი NH 4 H 2 PO 4 (ამონიუმის დიჰიდროფოსფატი).

არალითონების განლაგების ცხრილი

ჯგუფი	მე	III	IV	ვ	VI	VII	VIII
Პირველი პერიოდი	ჰ						ის
მეორე პერიოდი		ბ	C	ნ	ო	ფ	ნე
მესამე პერიოდი			სი	პ	ს	კლ	არ
მეოთხე პერიოდი				როგორც	სე	ძმ	კრ
მეხუთე პერიოდი					თე	მე	Xe
მეექვსე პერიოდი						ზე	Rn

თუ ლითონის ელემენტების უმეტესობა არ არის შეღებილი, გარდა მხოლოდ სპილენძისა და ოქროსა, მაშინ თითქმის ყველა არამეტალს აქვს საკუთარი ფერი: ფტორი - ნარინჯისფერ-ყვითელი, ქლორი - მომწვანო-ყვითელი, ბრომი - აგურის წითელი, იოდი - მეწამული, გოგირდი. - ყვითელი, ფოსფორი შეიძლება იყოს თეთრი, წითელი და შავი, ხოლო თხევადი ჟანგბადი - ლურჯი.

ყველა არალითონი არ ატარებს სითბოს და ელექტრულ დენს, რადგან მათ არ აქვთ თავისუფალი მუხტის მატარებლები - ელექტრონები, ისინი ყველა გამოიყენება ქიმიური ბმების შესაქმნელად. არალითონის კრისტალები არაპლასტიკური და მყიფეა, ვინაიდან ნებისმიერი დეფორმაცია იწვევს ქიმიური ბმების განადგურებას. არამეტალების უმეტესობას არ აქვს მეტალის ბზინვარება.

არალითონების ფიზიკური თვისებები მრავალფეროვანია და განპირობებულია სხვადასხვა ტიპის კრისტალური გისოსებით.

1.4.1 ალოტროპია

ალოტროპია - ქიმიური ელემენტების არსებობა ორი ან მეტი მოლეკულური ან კრისტალური ფორმით. მაგალითად, ალოტროპები არის ჩვეულებრივი ჟანგბადი O 2 და ოზონი O 3; ამ შემთხვევაში, ალოტროპია განპირობებულია მოლეკულების წარმოქმნით სხვადასხვა რაოდენობის ატომებით. ყველაზე ხშირად, ალოტროპია დაკავშირებულია სხვადასხვა მოდიფიკაციის კრისტალების წარმოქმნასთან. ნახშირბადი არსებობს ორი განსხვავებული კრისტალური ალოტროპული ფორმით: ბრილიანტი და გრაფიტი. ადრე ითვლებოდა, რომ ე.წ. ნახშირბადის ამორფული ფორმები, ნახშირი და ჭვარტლი, ასევე მისი ალოტროპული მოდიფიკაციებია, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ მათ აქვთ იგივე კრისტალური სტრუქტურა, როგორც გრაფიტი. გოგირდი გვხვდება ორი კრისტალური მოდიფიკაციით: რომბული (a-S) და მონოკლინიკური (b-S); ცნობილია მისი სულ მცირე სამი არაკრისტალური ფორმა: l-S, m-S და იისფერი. ფოსფორისთვის კარგად არის შესწავლილი თეთრი და წითელი მოდიფიკაციები, ასევე აღწერილია შავი ფოსფორი; -77 ° C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე, არსებობს სხვა სახის თეთრი ფოსფორი. ნაპოვნია As, Sn, Sb, Se და მაღალი ტემპერატურის დროს რკინის და მრავალი სხვა ელემენტის ალოტროპული მოდიფიკაციები.

1.5. არალითონების ქიმიური თვისებები

არალითონურ ქიმიურ ელემენტებს შეუძლიათ გამოავლინონ როგორც ჟანგვის, ასევე აღმდგენი თვისებები, ეს დამოკიდებულია ქიმიურ ტრანსფორმაციაზე, რომელშიც ისინი მონაწილეობენ.

ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტის - ფტორის ატომებს არ შეუძლიათ ელექტრონების შემოწირულობა, ის ყოველთვის ავლენს მხოლოდ ჟანგვის თვისებებს, სხვა ელემენტებს ასევე შეუძლიათ გამოავლინონ შემცირების თვისებები, თუმცა გაცილებით ნაკლები ზომით, ვიდრე ლითონები. ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტებია ფტორი, ჟანგბადი და ქლორი, წყალბადი, ბორი, ნახშირბადი, სილიციუმი, ფოსფორი, დარიშხანი და თელურიუმი, ავლენენ უპირატესად შემცირების თვისებებს. შუალედური რედოქს თვისებები აქვს აზოტს, გოგირდს, იოდს.

ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ურთიერთქმედება ლითონებთან:

2Na + Cl 2 \u003d 2NaCl,

6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N,

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

ამ შემთხვევაში, არალითონები ავლენენ ჟანგვის თვისებებს, ისინი იღებენ ელექტრონებს, ქმნიან უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებს.

ურთიერთქმედება სხვა არამეტალებთან:

წყალბადთან ურთიერთქმედებისას არამეტალების უმეტესობა ავლენს ჟანგვის თვისებებს, წარმოქმნის აქროლად წყალბადის ნაერთებს - კოვალენტურ ჰიდრიდებს:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3,

H 2 + Br 2 = 2HBr;

ჟანგბადთან ურთიერთქმედებისას ყველა არალითონი, გარდა ფტორისა, ავლენს შემცირების თვისებებს:

S + O 2 \u003d SO 2,

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;

ფტორთან ურთიერთქმედებისას ფტორი არის ჟანგვის აგენტი, ხოლო ჟანგბადი არის შემამცირებელი აგენტი:

2F 2 + O 2 \u003d 2OF 2;

არამეტალები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, უფრო ელექტროუარყოფითი ლითონი ასრულებს ჟანგვის აგენტის როლს, ნაკლებად ელექტროუარყოფითი - აღმდგენი აგენტის როლს:

S + 3F 2 \u003d SF 6,

გამოყენება. არალითონების ქიმიური თვისებები

წყალბადის ქიმიური თვისებები

1. ლითონებით

(Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba) → ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებით, გაცხელებისას წარმოქმნის მყარ არასტაბილურ ნივთიერებებს ჰიდრიდებს, სხვა ლითონები არ რეაგირებენ.

2K + H2 = 2KH (კალიუმის ჰიდრიდი)

Ca + H2 = CaH2

2. არამეტალებით

ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან ნორმალურ პირობებში, გაცხელებისას ის რეაგირებს ფოსფორთან, სილიციუმთან და ნახშირბადთან, წნევის ქვეშ მყოფ აზოტთან და კატალიზატორთან.

2Н2 + O2 = 2Н2O Н2 + Cl2 = 2HCl

3Н2 + N2↔ 2NH3 H2 + S = H2S

3. წყალთან ურთიერთქმედება

არ რეაგირებს წყალთან

4. ურთიერთქმედება ოქსიდებთან

ამცირებს ლითონების (არააქტიური) და არამეტალების ოქსიდებს მარტივ ნივთიერებებად:

CuO + H2 = Cu + H2O 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O

SiO2 + H2 = Si + H2O

5. ურთიერთქმედება მჟავებთან

არ რეაგირებს მჟავებთან

6. ურთიერთქმედება ტუტესთან

არ რეაგირებს ტუტეებთან

7. ურთიერთქმედება მარილთან

აღადგენს არააქტიურ ლითონებს მარილებისგან

CuCl2 + H2 = Cu + 2HCl

ჟანგბადის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

ნორმალურ პირობებში ტუტე ლითონებით - ოქსიდები და პეროქსიდები (ლითიუმი - ოქსიდი, ნატრიუმი - პეროქსიდი, კალიუმი, ცეზიუმი, რუბიდიუმი - სუპეროქსიდი

4Li + O2 = 2Li2O (ოქსიდი)

2Na + O2 = Na2O2 (ზეჟანგი)

K+O2=KO2 (სუპეროქსიდი)

ძირითადი ქვეჯგუფების დანარჩენ ლითონებთან ერთად, ნორმალურ პირობებში, წარმოქმნის ოქსიდებს ჟანგვის მდგომარეობით, ჯგუფის რიცხვის ტოლი.

2 თანa+O2=2თანaO

4Al + O2 = 2Al2O3

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

მეორადი ქვეჯგუფების ლითონებთან, ნორმალურ პირობებში და გაცხელებისას წარმოქმნის სხვადასხვა ხარისხის დაჟანგვის ოქსიდებს, ხოლო რკინით, რკინის ქერცლს.ფე3 ო4 ( FeO∙ ფე2 ო3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4 4Cu + O2 = 2Cu2+¹O (წითელი);

2Cu + O2 = 2Cu⁺²O (შავი); 2Zn + O2 = ZnO

4Cr + 3О2 = 2Cr2⁺³О3

აყალიბებს ოქსიდებს - ხშირად შუალედური ჟანგვის მდგომარეობის

C + ო₂(ყოფილი)=CO₂; C+ ო₂ (კვირა) =CO

S + O2 = SO2N₂ + O2 = 2NO - Q

3. წყალთან ურთიერთქმედება

არ რეაგირებს წყალთან

4. ურთიერთქმედება ოქსიდებთან

აჟანგებს ქვედა ოქსიდებს უფრო მაღალი ჟანგვის მდგომარეობის მქონე ოქსიდებად

Fe⁺2O + O2 = Fe2⁺3O3; C⁺2O + O2 = C⁺4O2

5. ურთიერთქმედება მჟავებთან

უწყლო ანოქსიური მჟავები (ორობითი ნაერთები) იწვის ჟანგბადის ატმოსფეროში

2H2S + O2 = 2S + 2H2O 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

ჟანგბადის შემცველობაში ის ზრდის არალითონის დაჟანგვის ხარისხს.

2HN⁺3O2 + O2 = 2HN⁺5O3

6. ურთიერთქმედება ბაზებთან

ჟანგავს არასტაბილურ ჰიდროქსიდებს წყალხსნარებში უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობამდე

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

7. ურთიერთქმედება მარილთან და ორობით ნაერთებთან

შედის წვის რეაქციებში.

4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

კატალიზური დაჟანგვა

NH3 + O2 = NO + H2O

ჰალოგენების ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

ნორმალურ პირობებში ტუტესთან ერთადფ, კლ, ძმანთება:

2 ნა + კლ2 = 2 NaCl(ქლორიდი)

ტუტე დედამიწა და ალუმინი რეაგირებენ ნორმალურ პირობებში:

თანa+Cl2=თანaCl2 2Al+3Cl2 = 2AlCl3

მეორადი ქვეჯგუფების ლითონები ამაღლებულ ტემპერატურაზე

Cu + Cl2 = Cu⁺²Cl2

2Cu + I2 = 2Cu⁺1I (სპილენძის (II) იოდიდი არ არის!)

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺3Cl3 რკინის (III) ქლორიდი

ფტორი რეაგირებს ლითონებთან (ხშირად ფეთქებად), ოქროსა და პლატინის ჩათვლით.

2Au + 3F2 = 2AuF

2. ურთიერთქმედება არალითონებთან

ისინი უშუალოდ არ ურთიერთობენ ჟანგბადთან (გარდა F2-ისა), ისინი რეაგირებენ გოგირდთან, ფოსფორთან, სილიციუმთან. ბრომისა და იოდის ქიმიური აქტივობა ნაკლებად გამოხატულია, ვიდრე ფტორისა და ქლორის:

H2+ფ2 = 2Nფ ; სი + 2 ფ2 = SiF4.; 2 პ + 3 კლ2 = 2 პ⁺³ კლ3; 2 პ + 5 კლ2 = 2 პ⁺⁵ კლ5; ს + 3 ფ2 = ს⁺⁶ ფ6;

S + Cl2 = S⁺²Cl2

ფ₂

რეაგირებს ჟანგბადთან:ფ2 + ო2 = ო⁺² ფ2

რეაგირებს სხვა ჰალოგენებთან:კლ₂ + ფ₂ = 2 კლ⁺¹ ფ¯¹

რეაგირებს ინერტულ აირებთანაც კი 2ფ₂ + Xe= Xe⁺⁸ ფ₄¯¹.

3. წყალთან ურთიერთქმედება

ფტორი ნორმალურ პირობებში აყალიბებს ჰიდროფლუორმჟავას + + O2

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

ქლორი, როდესაც ტემპერატურა იზრდება, წარმოქმნის მარილმჟავას + O2,

2Сl2 + 2H2O → 4HCl + O2

ნ.ო. - "ქლორიანი წყალი"

Сl2 + Н2О ↔ НCl + НClO (ჰიდროქლორინის და ჰიპოქლორის მჟავები)

ბრომი ნორმალურ პირობებში წარმოქმნის "ბრომიან წყალს"

Br2 + H2O ↔ HBr + HBrO (ჰიდრობრომული და ჰიპობრომმჟავები

იოდი → არანაირი რეაქცია

I2 + H2O ≠

5. ურთიერთქმედება ოქსიდებთან

რეაგირებს მხოლოდ ფტორი F2, ანაცვლებს ჟანგბადს ოქსიდიდან და წარმოქმნის ფტორებს

SiO2‾² + 2F2⁰ = SiF4‾¹ + O2⁰

6. ურთიერთქმედება მჟავებთან.

რეაგირებს უჟანგბადო მჟავებთან, ანაცვლებს ნაკლებად აქტიურ არამეტალებს.

H2S‾² + I2⁰ → S⁰↓+ 2HI‾

7. ურთიერთქმედება ტუტესთან

ფტორი აყალიბებს ფტორს + ჟანგბადს და წყალს

2F2 + 4NaOH = 4NaF¯¹ + O2 + 2H2O

ქლორი გაცხელებისას წარმოქმნის ქლორიდს, ქლორატს და წყალს.

3 კლ₂ + 6 KOH = 5 KCl¯¹ + KCl⁺⁵ ო3 + 3 ჰ2 ო

სიცივეში ქლორიდი, ჰიპოქლორატი და წყალი, კალციუმის ჰიდროქსიდის მათეთრებელი და წყალი

Cl2 + 2KOH-(ცივი)= KCl¯¹ + KCl+1O + H2O

Cl2 + Ca(OH) 2 = CaOCl2 (მათეთრებელი - ქლორიდის, ჰიპოქლორიტის და ჰიდროქსიდის ნარევი) + H2O

ბრომი გაცხელებისას → ბრომიდი, ბრომი და წყალი

3Br2 + 6KOH =5KBr¯¹ + KBr ⁺5O3 + 3H2O

იოდი გაცხელებისას → იოდიდი, იოდატი და წყალი

3I2 + 6NaOH = 5NaI¯¹ + NaI ⁺5O3 + 3H2O

9. ურთიერთქმედება მარილთან

ნაკლებად აქტიური ჰალოგენების მარილების გადაადგილება

2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2
2KCl + Br2 ≠
2KCl + F2 → 2KF + Cl2
2KBr + J2≠

მარილებში არალითონების დაჟანგვა უფრო მაღალ ჟანგვის მდგომარეობამდე

2Fe⁺²Cl2 + Cl2⁰ → 2Fe⁺3Cl 3 ‾¹

Na2S⁺4O3 + Br2⁰ + 2H2O →Na2S⁺6O4 + 2HBr‾

გოგირდის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

რეაგირებს ტუტე ლითონებთან გაცხელებისას, ვერცხლისწყალთან ნორმალურ პირობებში: გოგირდთან - სულფიდებთან:

2K + S = K2S

2Cr + 3S = Cr2⁺3S3 Fe + S = Fe⁺²S

2. ურთიერთქმედება არალითონებთან

წყალბადით გაცხელებისას,გჟანგბადი (გოგირდის დიოქსიდი)გჰალოგენები (იოდის გარდა), ნახშირბადთან, აზოტთან და სილიციუმთან ერთად და არ რეაგირებს

S + Cl2 = S⁺²Cl2; S + O2 =S⁺4O2

H2 + S = H2S¯²; 2P + 3S = P2S3¯²

თან+ 3S = CS2¯²

წყალთან, ოქსიდებთან, მარილთან ერთად

არ რეაგირებს

3. ურთიერთქმედება მჟავებთან

იჟანგება გოგირდის მჟავით გოგირდის დიოქსიდისა და წყლის გაცხელებისას

2H2SO4 (კონც) = 2H2O + 3S⁺4O2

გოგირდმჟავას, აზოტის ოქსიდზე (+4) და წყალში გაცხელებისას აზოტის მჟავა

S + 6HNO3(კონც) =H2SO4 + 6N⁺4O2 + 2H2O

4. ურთიერთქმედება ტუტესთან

გაცხელებისას წარმოქმნის სულფიტს, სულფიდს + წყალს

3S + 6KOH = K2SO3 + 2K2S + 3H2O

აზოტის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

რეაქციები მიმდინარეობს გაცხელებისას (გამონაკლისი: ლითიუმი აზოტით ნორმალურ პირობებში):

აზოტით – ნიტრიდები

6Li + N2 = 3Li2N (ლითიუმის ნიტრიდი) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (მაგნიუმის ნიტრიდი) 2Cr + N2 = 2CrN

ამ ნაერთებში რკინას აქვს +2 ჟანგვის მდგომარეობა

2. ურთიერთქმედება არალითონებთან

(სამმაგი ბმის გამო, აზოტი ძალიან არააქტიურია). ნორმალურ პირობებში ის არ რეაგირებს ჟანგბადთან. ჟანგბადთან რეაგირებს მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე (ელექტრული რკალი), ბუნებაში - ჭექა-ქუხილის დროს.

N2+O2=2NO (ელ. რკალი, 3000 0C)

წყალბადით მაღალ წნევაზე, ამაღლებულ ტემპერატურაზე და კატალიზატორის თანდასწრებით:

t,p,kat

3N2+3H2 ↔ 2NH3

წყალთან, ოქსიდებთან, მჟავებთან, ტუტეებთან და მარილთან ერთად

არ რეაგირებს

ფოსფორის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

რეაქციები მიმდინარეობს ფოსფორ-ფოსფიდებით გაცხელებისას

3Ca + 2P = K3P2, ამ ნაერთებში რკინას აქვს +2 დაჟანგვის მდგომარეობა

2. ურთიერთქმედება არალითონებთან

წვა ჟანგბადში

4P + 5O2 = 2P2⁺5O5 4P + 3O2 = 2P2+3O3

გაცხელებისას ჰალოგენებით და გოგირდით

2P + 3Cl2 = 2P+3Cl3 2P + 5Cl2 = 2P+5Cl5; 2P + 5S = P2+5S5

არ ურთიერთქმედებს უშუალოდ წყალბადთან, ნახშირბადთან, სილიციუმთან

წყალთან და ოქსიდებთან ერთად

არ რეაგირებს

3. ურთიერთქმედება მჟავებთან

კონცენტრირებული აზოტის მჟავა აზოტის ოქსიდით (+4), განზავებული აზოტის ოქსიდით (+2) და ფოსფორის მჟავით

3P + 5HNO3(კონს.) =3H3PO4 + 5N⁺4O2

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5N⁺²O

კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით წარმოიქმნება ფოსფორის მჟავა, გოგირდის ოქსიდი (+4) და წყალი.

3P + 5H2SO4(კონს.) =3H3PO4 + 5S⁺4O2+ 2H2O

4. ურთიერთქმედება ტუტესთან

ტუტე ხსნარებით წარმოქმნის ფოსფინს და ჰიპოფოსფიტს

4P⁰ + 3NaOH + 3H2O = P¯³H 3 + 3 NaH 2 პ ⁺1ო 2

5. ურთიერთქმედება მარილთან

5. ურთიერთქმედება მარილთან

ძლიერი ჟანგვის აგენტებით, ავლენს შემცირების თვისებებს

3P⁰ + 5NaN⁺5O3 = 5NaN⁺3O2 + P2+5O5

ნახშირბადის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

რეაქციები ხდება გაცხელებისას

ლითონები - d-ელემენტები წარმოიქმნება არასტოქიომეტრიული შემადგენლობის ნახშირბადის ნაერთებთან, როგორიცაა მყარი ხსნარები: WC, ZnC, TiC - გამოიყენება ზემყარი ფოლადების მისაღებად.

ნახშირბადის კარბიდებით 2Li + 2C = Li2C2,

Ca + 2C = CaC2

2. ურთიერთქმედება არალითონებთან

ჰალოგენებიდან ის უშუალოდ რეაგირებს მხოლოდ ფტორთან, დანარჩენთან გაცხელებისას.

С + 2F2 = CF4.

ურთიერთქმედება ჟანგბადთან:

2C + O2 ( ნაკლებობა) \u003d 2C⁺²O (ნახშირბადის მონოქსიდი),

С + О2(ყოფილი) = С⁺4О2 (ნახშირორჟანგი).

სხვა არალითონებთან ურთიერთქმედება ამაღლებულ ტემპერატურაზე, არ ურთიერთქმედებს ფოსფორთან

C + Si = SiC¯4; C + N2 = C2+44N2;

C + 2H2 = C¯4H4; C + 2S = C⁺4S2;

3. წყალთან ურთიერთქმედება

ცხელი ნახშირის მეშვეობით წყლის ორთქლის გავლისას წარმოიქმნება ნახშირბადის მონოქსიდი და წყალბადი (სინთეზური აირი

C + H2O = CO + H2

4. ურთიერთქმედება ოქსიდებთან

ნახშირბადი ამცირებს ლითონებს და არამეტალებს ოქსიდებიდან მარტივ ნივთიერებამდე გაცხელებისას (კარბოთერმია), ამცირებს ნახშირორჟანგში დაჟანგვის ხარისხს

2ZnO + C = 2Zn + CO; 4თან+ Fe₃O4 = 3Fe + 4CO;

P2O5 + C = 2P + 5CO; 2თან+ SiO2 = Si + 2CO;

თან+ C⁺4O2 = 2C⁺²O

5. ურთიერთქმედება მჟავებთან

იჟანგება კონცენტრირებული აზოტის და გოგირდის მჟავებით ნახშირორჟანგამდე

C +2H2SO4(conc)=C+4O2+ 2S+4O2+ 2H2O; C+4HNO3 (კონს.) = C⁺4O2 + 4N⁺4O2 + 2H2O.

ტუტე და მარილი

არ რეაგირებს

სილიკონის ქიმიური თვისებები

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან

რეაქციები მიმდინარეობს გაცხელებისას: აქტიური ლითონები რეაგირებენ სილიციუმთან - სილიციდებთან

4Cs + Si = Cs4Si,

1. ურთიერთქმედება არალითონებთან

ჰალოგენებიდან პირდაპირ მხოლოდ ფტორთან ერთად.

გაცხელებისას რეაგირებს ქლორთან

Si + 2F2 = SiF4; Si + 2Cl2 = SiCl4;

Si + O2 = SiO2; Si+C=SiC; 3Si + 2N2 = Si3N;

არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან

3. ურთიერთქმედება მჟავებთან

ურთიერთქმედებს მხოლოდ ჰიდროფლუორული და აზოტის მჟავების ნარევთან, წარმოქმნის ჰექსაფტოროსილიუმის მჟავას

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O

ურთიერთქმედება წყალბადის ჰალოგენებთან (ეს არ არის მჟავები) - ცვლის წყალბადს, წარმოიქმნება სილიციუმის ჰალოგენები და წყალბადი

ნორმალურ პირობებში რეაგირებს წყალბადის ფტორთან.

Si + 4HF = SiF4 + 2H2

4. ურთიერთქმედება ტუტესთან

ის იშლება ტუტეებში გაცხელებისას, წარმოქმნის სილიკატს და წყალბადს:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2

ლექცია 24

არამეტალები.

ლექციის გეგმა:

არალითონები მარტივი ნივთიერებებია

არამეტალების პოზიცია პერიოდულ სისტემაში

არალითონური ელემენტების რაოდენობა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ლითონის ელემენტები, ათ ქიმიურ ელემენტს (H, C, N, P, O, S, F, Cl, Br, I) აქვს ტიპიური არამეტალური თვისებები. ექვსი ელემენტი, რომლებსაც ჩვეულებრივ არალითონებად მოიხსენიებენ, ავლენენ ორმაგ (როგორც მეტალის, ასევე არამეტალის) თვისებებს (B, Si, As, Se, Te, At). და კიდევ 6 ელემენტი ახლახან შევიდა არალითონების სიაში. ეს არის ეგრეთ წოდებული კეთილშობილი (ან ინერტული) აირები (He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn). ასე რომ, ცნობილი ქიმიური ელემენტებიდან 22 ჩვეულებრივ კლასიფიცირდება როგორც არალითონები.

ელემენტები, რომლებიც ავლენენ არამეტალურ თვისებებს პერიოდულ სისტემაში, განლაგებულია ბორი-ასტატის დიაგონალის ზემოთ (სურ. 26).

არამეტალების უმეტესობის ატომებს, ლითონის ატომებისგან განსხვავებით, აქვთ ელექტრონების დიდი რაოდენობა გარე ელექტრონულ შრეზე - 4-დან 8-მდე. გამონაკლისს წარმოადგენს წყალბადის, ჰელიუმის, ბორის ატომები, რომლებსაც აქვთ 1, 2 და 3 ელექტრონი. გარე დონე, შესაბამისად.

არამეტალებს შორის მხოლოდ ორი ელემენტი - წყალბადი (1s 1) და ჰელიუმი (1s 2) მიეკუთვნება s-ოჯახს, ყველა დანარჩენი ეკუთვნის. რ-ოჯახი .

ტიპიური არამეტალების (A) ატომებს ახასიათებთ მაღალი ელექტრონეგატიურობა და მაღალი ელექტრონების აფინურობა, რაც განსაზღვრავს მათ უნარს შექმნან უარყოფითად დამუხტული იონები შესაბამისი ინერტული აირების ელექტრონული კონფიგურაციებით:

A 0 + nê → A n -

ეს იონები არის არამეტალების იონური ნაერთების ნაწილი ტიპიური ლითონებით. არამეტალებს ასევე აქვთ უარყოფითი დაჟანგვის მდგომარეობები კოვალენტურ ნაერთებში სხვა ნაკლებად ელექტროუარყოფით არამეტალებთან (კერძოდ, წყალბადთან).

არამეტალების ატომებს კოვალენტურ ნაერთებში უფრო ელექტროუარყოფითი არალითონებით (კერძოდ, ჟანგბადთან) აქვთ დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა. არამეტალის უმაღლესი დადებითი ჟანგვის მდგომარეობა, ჩვეულებრივ, ჯგუფის რიცხვის ტოლირომელშიც ის მდებარეობს.

არალითონები მარტივი ნივთიერებებია

არალითონის ელემენტების მცირე რაოდენობის მიუხედავად, მათი როლი და მნიშვნელობა როგორც დედამიწაზე, ისე კოსმოსში უზარმაზარია. მზის და სხვა ვარსკვლავების მასის 99% არის არალითონური წყალბადი და ჰელიუმი. დედამიწის საჰაერო გარსი შედგება არამეტალის ატომებისგან - აზოტი, ჟანგბადი და კეთილშობილი გაზები. დედამიწის ჰიდროსფეროს წარმოქმნის სიცოცხლისათვის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ნივთიერება - წყალი, რომლის მოლეკულები შედგება არამეტალების წყალბადისა და ჟანგბადისგან. ცოცხალ ნივთიერებაში ჭარბობს 6 არალითონი - ნახშირბადი, ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, ფოსფორი, გოგირდი.

ნორმალურ პირობებში, არალითონური ნივთიერებები არსებობს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში:

1) აირები: წყალბადი H 2, ჟანგბადი O 2, აზოტი N 2, ფტორი F 2, ქლორი C1 2, ინერტული აირები: He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn

2) სითხე: ბრომი Br 2

3) მყარი ნივთიერებები იოდი I 2, ნახშირბადი C, სილიციუმი Si, გოგირდი S, ფოსფორი P და ა.შ.

შვიდი არალითონის ელემენტი ქმნის მარტივ ნივთიერებებს, რომლებიც არსებობენ E 2 დიატომური მოლეკულების სახით (წყალბადი H 2, ჟანგბადი O 2, აზოტი N 2, ფტორი F 2, ქლორი C1 2, ბრომი Br 2, იოდი I 2).

ვინაიდან არამეტალების ბროლის ბადეში ატომებს შორის თავისუფალი ელექტრონები არ არის, ისინი ფიზიკური თვისებებით განსხვავდებიან ლითონებისგან:

¾ არ აქვს პრიალა;

¾ მყიფე, განსხვავებული სიხისტე;

¾ ცუდად ატარებს სითბოს და ელექტროენერგიას.

არალითონის მყარი ნივთიერებები პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში; აირისებრ O 2 , N 2 , H 2 და ჰალოგენებს აქვთ ძალიან დაბალი ხსნადობა წყალში.

ახასიათებს რიგი არალითონები ალოტროპია- ერთი ელემენტის არსებობის ფენომენი რამდენიმე მარტივი ნივთიერების სახით. ალოტროპული მოდიფიკაციები ცნობილია ჟანგბადით (ჟანგბადი O 2 და ოზონი O 3), გოგირდი (რომბული, მონოკლინიკური და პლასტიკური), ფოსფორი (თეთრი, წითელი და შავი), ნახშირბადი (გრაფიტი, ბრილიანტი და კარაბინი და ა.შ.), სილიციუმი (კრისტალური და ამორფული).

არალითონების ქიმიური თვისებები

ქიმიური აქტივობის მიხედვით არალითონები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ერთმანეთისგან. ასე რომ, აზოტი და კეთილშობილი აირები ქიმიურ რეაქციებში შედიან მხოლოდ ძალიან მძიმე პირობებში (მაღალი წნევა და ტემპერატურა, კატალიზატორის არსებობა).

ყველაზე რეაქტიული არამეტალებია ჰალოგენები, წყალბადი და ჟანგბადი. გოგირდი, ფოსფორი და განსაკუთრებით ნახშირბადი და სილიციუმი რეაქტიულია მხოლოდ ამაღლებულ ტემპერატურაზე.

ქიმიურ რეაქციებში არამეტალები ავლენენ როგორც ჟანგვის, ასევე აღმდგენი თვისებებს. ყველაზე მაღალი ჟანგვის უნარი დამახასიათებელია ჰალოგენებისა და ჟანგბადისთვის. ისეთ არალითონებში, როგორიცაა წყალბადი, ნახშირბადი, სილიციუმი, ჭარბობს შემცირების თვისებები.

I. არალითონების ჟანგვის თვისებები:

1. ურთიერთქმედება ლითონებთან.ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ორობითი ნაერთები: ჟანგბადთან - ოქსიდებთან, წყალბადთან - ჰიდრიდებთან, აზოტთან - ნიტრიდებთან, ჰალოგენებთან - ჰალოგენებთან და ა.შ.:

2Cu + O 2 → 2CuO

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3

2. ურთიერთქმედება წყალბადთან.არამეტალები ასევე მოქმედებენ როგორც ჟანგვის აგენტები წყალბადთან რეაქციებში, ქმნიან აქროლად წყალბადის ნაერთებს:

H 2 + C1 2 → 2HC1

N 2 + 3H 2 → t, p, კატა. 2NH3

3. ურთიერთქმედება არალითონებთან.არამეტალები ასევე ავლენენ ჟანგვის თვისებებს ნაკლებად ელექტროუარყოფითი არალითონების რეაქციებში:

2P + 5C1 2 → 2PC1 5;

C + 2S → CS 2 .

4. ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან.არამეტალების ჟანგვის თვისებები ასევე შეიძლება გამოვლინდეს რთულ ნივთიერებებთან რეაქციებში. მაგალითად, წყალი იწვის ფტორის ატმოსფეროში:

2F 2 + 2H 2 O → 4HF + O 2.

II. არალითონების თვისებების შემცირება

1. ურთიერთქმედება არალითონებთან. არამეტალებს შეუძლიათ გამოავლინონ შემცირების თვისებები უფრო დიდი ელექტრონეგატიურობის მქონე არალითონებთან მიმართებაში და, პირველ რიგში, ფტორთან და ჟანგბადთან მიმართებაში:

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5;

N 2 + O 2 → 2NO

2. ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან.ზოგიერთი არალითონი შეიძლება იყოს შემცირების აგენტი, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოიყენონ მეტალურგიულ წარმოებაში:

C + ZnO → Zn + CO;

5H 2 + V 2 O 5 → 2V + 5H 2 O.

SiO 2 + 2C → Si + 2CO.

არამეტალები ავლენენ შემცირების თვისებებს რთულ ნივთიერებებთან ურთიერთობისას - ძლიერ ჟანგვის აგენტებთან, მაგალითად:

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.

არალითონების მიღების ზოგადი მეთოდები

ზოგიერთი არალითონი ბუნებაში გვხვდება თავისუფალ მდგომარეობაში: ეს არის გოგირდი, ჟანგბადი, აზოტი, კეთილშობილი აირები. უპირველეს ყოვლისა, მარტივი ნივთიერებები - არალითონები ჰაერის ნაწილია.

დიდი რაოდენობით აირისებრი ჟანგბადი და აზოტი მიიღება ჰაერის გასწორებით (გამოყოფით).

ყველაზე აქტიური არალითონები - ჰალოგენები - მიიღება დნობის ან ნაერთებიდან ხსნარების ელექტროლიზით. ინდუსტრიაში, ელექტროლიზის დახმარებით, ერთდროულად მიიღება სამი ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტი დიდი რაოდენობით: ფტორის უახლოესი ანალოგი არის ქლორი, წყალბადი და ნატრიუმის ჰიდროქსიდი. გამოყენებული ელექტროლიტი არის ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარი, რომელიც შედის უჯრედში ზემოდან.

უფრო დეტალურად, არალითონების მიღების მეთოდებს მოგვიანებით განვიხილავთ შესაბამის ლექციებში.