Mga kemikal na katangian ng mga di-metal
Alinsunod sa mga numerical na halaga ng kamag-anak na electronegativity tumataas ang oxidizing power ng non-metal sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Nonmetals bilang oxidizing agent
Ang mga katangian ng oxidizing ng mga di-metal ay makikita kapag nakikipag-ugnayan sila:
· may mga metal: 2Na + Cl 2 = 2NaCl;
· may hydrogen: H 2 + F 2 = 2HF;
· na may mga di-metal na may mas mababang electronegativity: 2P + 5S = P 2 S 5;
· may ilang kumplikadong sangkap: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O,
2FeCl 2 + Cl 2 \u003d 2 FeCl 3.
Nonmetals bilang mga ahente ng pagbabawas1. Ang lahat ng hindi metal (maliban sa fluorine) ay nagpapakita ng mga nagpapababang katangian kapag nakikipag-ugnayan sa oxygen:
S + O 2 \u003d SO 2, 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O.
Ang oxygen sa kumbinasyon ng fluorine ay maaari ding magpakita ng positibong estado ng oksihenasyon, ibig sabihin, maging isang ahente ng pagbabawas. Ang lahat ng iba pang mga di-metal ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian. Kaya, halimbawa, ang chlorine ay hindi direktang pinagsama sa oxygen, ngunit ang mga oxide nito (Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 2) ay maaaring makuha nang hindi direkta, kung saan ang chlorine ay nagpapakita ng positibong estado ng oksihenasyon. Ang nitrogen sa mataas na temperatura ay direktang pinagsama sa oxygen at nagpapakita ng mga katangian ng pagbabawas. Ang sulfur ay mas madaling gumanti sa oxygen.
2. Maraming mga di-metal ang nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian kapag nakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap:
ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO 3 conc \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O.
3. Mayroon ding mga ganoong reaksyon kung saan ang parehong non-metal ay parehong oxidizing agent at reducing agent:
Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO.
4. Ang fluorine ay ang pinakakaraniwang non-metal, na hindi nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian, ibig sabihin, ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron sa mga kemikal na reaksyon.
Mga compound ng hindi metalAng mga nonmetals ay maaaring bumuo ng mga compound na may iba't ibang intramolecular bond.
Mga uri ng non-metal compound
Ang mga pangkalahatang formula ng mga compound ng hydrogen sa pamamagitan ng mga pangkat ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ay ibinibigay sa talahanayan:
|
RH 2 |
RH 3 |
RH4 |
RH 3 |
H2R |
||
|
Non-volatile hydrogen compounds |
Mga pabagu-bagong compound ng hydrogen |
|||||
Sa oxygen, ang mga non-metal ay bumubuo ng mga acidic oxide. Sa ilang mga oxide, nagpapakita sila ng pinakamataas na estado ng oksihenasyon na katumbas ng numero ng grupo (halimbawa, SO 2 , N 2 O 5 ), habang sa iba, isang mas mababa (halimbawa, SO 2 , N 2 O 3 ). Ang mga acid oxide ay tumutugma sa mga acid, at sa dalawang oxygen acid ng isang non-metal, ang isa kung saan ito ay nagpapakita ng mas mataas na antas ng oksihenasyon ay mas malakas. Halimbawa, ang nitric acid HNO 3 ay mas malakas kaysa sa nitrous HNO 2 , at ang sulfuric acid H 2 SO 4 ay mas malakas kaysa sa sulfurous H 2 SO 3 .
Mga katangian ng mga compound ng oxygen ng mga di-metal
1. Ang mga katangian ng mas matataas na oksido (iyon ay, mga oksido na kinabibilangan ng isang elemento ng pangkat na ito na may pinakamataas na estado ng oksihenasyon) sa mga yugto mula kaliwa hanggang kanan ay unti-unting nagbabago mula sa basic hanggang sa acidic.
2. Sa mga grupo mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oxide ay unti-unting humina. Ito ay maaaring hatulan ng mga katangian ng mga acid na naaayon sa mga oxide na ito.
3. Ang pagtaas sa mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oksido ng mga kaukulang elemento sa mga panahon mula kaliwa hanggang kanan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng unti-unting pagtaas sa positibong singil ng mga ion ng mga elementong ito.
4. Sa pangunahing mga subgroup ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal sa direksyon mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oxide ng mga di-metal ay bumababa.
Mga kemikal na katangian ng mga di-metal
Alinsunod sa mga numerical na halaga ng kamag-anak na electronegativity tumataas ang oxidizing power ng non-metal sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Nonmetals bilang oxidizing agent
Ang mga katangian ng oxidizing ng mga di-metal ay makikita kapag nakikipag-ugnayan sila:
· may mga metal: 2Na + Cl 2 = 2NaCl;
· may hydrogen: H 2 + F 2 = 2HF;
· na may mga di-metal na may mas mababang electronegativity: 2P + 5S = P 2 S 5;
· may ilang kumplikadong sangkap: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O,
2FeCl 2 + Cl 2 \u003d 2 FeCl 3.
Nonmetals bilang mga ahente ng pagbabawas1. Ang lahat ng hindi metal (maliban sa fluorine) ay nagpapakita ng mga nagpapababang katangian kapag nakikipag-ugnayan sa oxygen:
S + O 2 \u003d SO 2, 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O.
Ang oxygen sa kumbinasyon ng fluorine ay maaari ding magpakita ng positibong estado ng oksihenasyon, ibig sabihin, maging isang ahente ng pagbabawas. Ang lahat ng iba pang mga di-metal ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian. Kaya, halimbawa, ang chlorine ay hindi direktang pinagsama sa oxygen, ngunit ang mga oxide nito (Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 2) ay maaaring makuha nang hindi direkta, kung saan ang chlorine ay nagpapakita ng positibong estado ng oksihenasyon. Ang nitrogen sa mataas na temperatura ay direktang pinagsama sa oxygen at nagpapakita ng mga katangian ng pagbabawas. Ang sulfur ay mas madaling gumanti sa oxygen.
2. Maraming mga di-metal ang nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian kapag nakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap:
ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO 3 conc \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O.
3. Mayroon ding mga ganoong reaksyon kung saan ang parehong non-metal ay parehong oxidizing agent at reducing agent:
Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO.
4. Ang fluorine ay ang pinakakaraniwang non-metal, na hindi nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian, ibig sabihin, ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron sa mga kemikal na reaksyon.
Mga compound ng hindi metalAng mga nonmetals ay maaaring bumuo ng mga compound na may iba't ibang intramolecular bond.
Mga uri ng non-metal compound
Ang mga pangkalahatang formula ng mga compound ng hydrogen sa pamamagitan ng mga pangkat ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ay ibinibigay sa talahanayan:
|
RH 2 |
RH 3 |
RH4 |
RH 3 |
H2R |
||
|
Non-volatile hydrogen compounds |
Mga pabagu-bagong compound ng hydrogen |
|||||
Sa oxygen, ang mga non-metal ay bumubuo ng mga acidic oxide. Sa ilang mga oxide, nagpapakita sila ng pinakamataas na estado ng oksihenasyon na katumbas ng numero ng grupo (halimbawa, SO 2 , N 2 O 5 ), habang sa iba, isang mas mababa (halimbawa, SO 2 , N 2 O 3 ). Ang mga acid oxide ay tumutugma sa mga acid, at sa dalawang oxygen acid ng isang non-metal, ang isa kung saan ito ay nagpapakita ng mas mataas na antas ng oksihenasyon ay mas malakas. Halimbawa, ang nitric acid HNO 3 ay mas malakas kaysa sa nitrous HNO 2 , at ang sulfuric acid H 2 SO 4 ay mas malakas kaysa sa sulfurous H 2 SO 3 .
Mga katangian ng mga compound ng oxygen ng mga di-metal
1. Ang mga katangian ng mas matataas na oksido (iyon ay, mga oksido na kinabibilangan ng isang elemento ng pangkat na ito na may pinakamataas na estado ng oksihenasyon) sa mga yugto mula kaliwa hanggang kanan ay unti-unting nagbabago mula sa basic hanggang sa acidic.
2. Sa mga grupo mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oxide ay unti-unting humina. Ito ay maaaring hatulan ng mga katangian ng mga acid na naaayon sa mga oxide na ito.
3. Ang pagtaas sa mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oksido ng mga kaukulang elemento sa mga panahon mula kaliwa hanggang kanan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng unti-unting pagtaas sa positibong singil ng mga ion ng mga elementong ito.
4. Sa pangunahing mga subgroup ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal sa direksyon mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga acidic na katangian ng mas mataas na mga oxide ng mga di-metal ay bumababa.
1. Ang mga metal ay tumutugon sa mga di-metal.
2Ako+ n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Ang mga alkali na metal, maliban sa lithium, ay bumubuo ng mga peroxide:
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2
2. Ang mga metal na tumatayo sa hydrogen ay tumutugon sa mga acid (maliban sa nitric at sulfuric conc.) sa paglabas ng hydrogen
Ako + HCl → asin + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Ang mga aktibong metal ay tumutugon sa tubig upang bumuo ng alkali at maglalabas ng hydrogen.
2Ako+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + n H2
Ang produkto ng metal oxidation ay ang hydroxide nito - Me (OH) n (kung saan ang n ay ang oxidation state ng metal).
Halimbawa:
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2
4. Ang mga intermediate activity na metal ay tumutugon sa tubig kapag pinainit upang bumuo ng metal oxide at hydrogen.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Ang produkto ng oksihenasyon sa naturang mga reaksyon ay metal oxide Me 2 O n (kung saan ang n ay ang estado ng oksihenasyon ng metal).
3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2
5. Ang mga metal na nakatayo pagkatapos ng hydrogen ay hindi tumutugon sa mga solusyon sa tubig at acid (maliban sa nitric at sulfuric conc.)
6. Ang mga mas aktibong metal ay nagpapalit ng mga hindi gaanong aktibo mula sa mga solusyon ng kanilang mga asin.
CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu
Mga aktibong metal - pinalitan ng zinc at iron ang tanso sa sulfate at nabuo ang mga asing-gamot. Ang zinc at iron ay na-oxidized, at ang tanso ay naibalik.
7. Ang mga halogens ay tumutugon sa tubig at alkali na solusyon.
Ang fluorine, hindi tulad ng ibang mga halogen, ay nag-oxidize ng tubig:
2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .
sa lamig: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O chloride at hypochlorite ay nabuo
pag-init: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O ay bumubuo ng loride at chlorate
8 Ang mga aktibong halogens (maliban sa fluorine) ay humalili sa mga hindi gaanong aktibong halogens mula sa mga solusyon ng kanilang mga asin.
9. Ang mga halogen ay hindi tumutugon sa oxygen.
10. Ang mga amphoteric na metal (Al, Be, Zn) ay tumutugon sa mga solusyon ng alkalis at acids.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O
11. Ang Magnesium ay tumutugon sa carbon dioxide at silicon oxide.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2+2Mg=Si+2MgO
12. Ang mga alkali metal (maliban sa lithium) ay bumubuo ng mga peroxide na may oxygen.
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2
3. Pag-uuri ng mga inorganikong compound
Mga simpleng sangkap - mga sangkap na ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng parehong uri (mga atomo ng parehong elemento). Sa mga reaksiyong kemikal, hindi sila mabulok upang makabuo ng iba pang mga sangkap.
Mga Kumplikadong Sangkap (o mga compound ng kemikal) - mga sangkap na ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng iba't ibang uri (mga atom ng iba't ibang elemento ng kemikal). Sa mga reaksiyong kemikal, nabubulok ang mga ito upang bumuo ng maraming iba pang mga sangkap.
Ang mga simpleng sangkap ay nahahati sa dalawang malalaking grupo: mga metal at di-metal.
Mga metal - isang pangkat ng mga elemento na may katangian na mga katangian ng metal: ang mga solido (maliban sa mercury) ay may metal na kinang, ay mahusay na konduktor ng init at kuryente, malleable (bakal (Fe), tanso (Cu), aluminyo (Al), mercury ( Hg), ginto (Au), pilak (Ag), atbp.).
di-metal - isang pangkat ng mga elemento: solid, likido (bromine) at mga gas na sangkap na walang metal na kinang, ay mga insulator, malutong.
At ang mga kumplikadong sangkap, sa turn, ay nahahati sa apat na grupo, o mga klase: mga oxide, base, acid at asin.
mga oksido - ito ay mga kumplikadong sangkap, ang komposisyon ng mga molekula na kinabibilangan ng mga atomo ng oxygen at ilang iba pang sangkap.
Mga pundasyon - Ito ay mga kumplikadong sangkap kung saan ang mga metal na atom ay konektado sa isa o higit pang hydroxyl group.
Mula sa punto ng view ng teorya ng electrolytic dissociation, ang mga base ay kumplikadong mga sangkap, ang dissociation kung saan sa isang may tubig na solusyon ay gumagawa ng mga metal cations (o NH4 +) at hydroxide - anions OH-.
mga acid - ito ay mga kumplikadong sangkap na ang mga molekula ay kinabibilangan ng mga atomo ng hydrogen na maaaring palitan o palitan ng mga atomo ng metal.
asin - Ito ay mga kumplikadong sangkap na ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng metal at mga residue ng acid. Ang asin ay isang produkto ng bahagyang o kumpletong pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen ng isang acid ng isang metal.
di-metal- mga elemento ng kemikal na bumubuo ng mga simpleng katawan na walang katangiang katangian ng mga metal. Ang isang kalidad na katangian ng mga di-metal ay electronegativity.
Electronegativity- ito ay ang kakayahang i-polarize ang isang kemikal na bono, upang hilahin ang mga karaniwang pares ng elektron patungo sa sarili nito.
22 elemento ay inuri bilang non-metal.
1st period
3rd period
ika-4 na yugto
5th period
ika-6 na yugto
Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang mga di-metal na elemento ay pangunahing matatagpuan sa kanang itaas na bahagi ng periodic table.
Ang istraktura ng mga atomo ng mga di-metal
Ang isang katangiang katangian ng mga di-metal ay higit pa (kumpara sa mga metal) na mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng kanilang mga atomo. Tinutukoy nito ang kanilang higit na kakayahang magdagdag ng mga karagdagang electron at nagpapakita ng mas mataas na aktibidad ng oxidative kaysa sa mga metal. Ang mga partikular na malakas na katangian ng oxidizing, ibig sabihin, ang kakayahang mag-attach ng mga electron, ay ipinakita ng mga di-metal na nasa ika-2 at ika-3 na yugto ng mga pangkat VI-VII. Kung ihahambing natin ang pag-aayos ng mga electron sa mga orbital sa mga atomo ng fluorine, chlorine at iba pang mga halogens, maaari nating hatulan ang kanilang mga natatanging katangian. Ang fluorine atom ay walang libreng orbital. Samakatuwid, ang mga fluorine atom ay maaari lamang magpakita ng I at ang estado ng oksihenasyon ay 1. Ang pinakamalakas na ahente ng oxidizing ay fluorine. Sa mga atomo ng iba pang mga halogens, halimbawa, sa chlorine atom, mayroong mga libreng d-orbital sa parehong antas ng enerhiya. Dahil dito, ang pag-alis ng mga electron ay maaaring mangyari sa tatlong magkakaibang paraan. Sa unang kaso, ang chlorine ay maaaring magpakita ng isang estado ng oksihenasyon ng +3 at bumuo ng hydrochloric acid HClO2, na tumutugma sa mga asing-gamot - halimbawa, potassium chlorite KClO2. Sa pangalawang kaso, ang chlorine ay maaaring bumuo ng mga compound kung saan ang chlorine ay +5. Kasama sa mga compound na ito ang HClO3 at ang -, halimbawa, potassium chlorate KClO3 (bertoletova). Sa ikatlong kaso, ang chlorine ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon ng +7, halimbawa, sa perchloric acid HClO4 at sa mga asing-gamot nito, perchlorates (sa potassium perchlorate KClO4).
Mga istruktura ng mga non-metal na molekula. Mga pisikal na katangian ng mga di-metal
Sa 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;
silikon - Si;
posporus - P;
siliniyum - Se;
Tellurium - Te;
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 pinakakaraniwang non-metal ay may molekular na istraktura, habang ang hindi gaanong tipikal ay may di-molecular na istraktura. Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba sa kanilang mga katangian.
Komposisyon at katangian ng mga simpleng sangkap - non-metal
Ang mga di-metal ay bumubuo ng parehong monatomic at diatomic na molekula. Upang monatomic Kasama sa mga non-metal ang mga inert gas na halos hindi tumutugon kahit na sa mga pinaka-aktibong sangkap. ay matatagpuan sa pangkat VIII ng periodic system, at ang mga pormula ng kemikal ng kaukulang simpleng mga sangkap ay ang mga sumusunod: He, Ne, Ar, Kr, Xe at Rn.
Nabubuo ang ilang hindi metal diatomic mga molekula. Ang mga ito ay H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (mga elemento ng pangkat VII ng periodic system), pati na rin ang oxygen O2 at nitrogen N2. Mula sa triatomic ang mga molekula ay binubuo ng ozone (O3) gas. Para sa mga non-metal substance na nasa solid state, medyo mahirap gumawa ng chemical formula. Ang mga carbon atom sa grapayt ay konektado sa isa't isa sa iba't ibang paraan. Mahirap ihiwalay ang isang indibidwal na molekula sa mga ibinigay na istruktura. Kapag nagsusulat ng mga pormula ng kemikal ng mga naturang sangkap, tulad ng sa kaso ng mga metal, ipinakilala ang pagpapalagay na ang mga naturang sangkap ay binubuo lamang ng mga atomo. , sa parehong oras, ay nakasulat nang walang mga indeks: C, Si, S, atbp. Ang ganitong mga simpleng sangkap, tulad ng oxygen, na may parehong husay na komposisyon (parehong binubuo ng parehong elemento - oxygen), ngunit naiiba sa bilang ng mga atomo sa ang molekula, ay may iba't ibang katangian. Kaya, ang oxygen ay walang amoy, habang ang ozone ay may masangsang na amoy na nararamdaman natin sa panahon ng bagyo. Ang mga katangian ng solid non-metal, grapayt at brilyante, na mayroon ding parehong husay na komposisyon, ngunit magkaibang istraktura, naiiba nang husto (grapayt ay malutong, matigas). Kaya, ang mga katangian ng isang sangkap ay natutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng husay na komposisyon nito, kundi pati na rin sa kung gaano karaming mga atomo ang nakapaloob sa isang molekula ng substansiya at kung paano sila magkakaugnay. sa anyo ng mga simpleng katawan ay nasa isang solidong estado ng gas (hindi kasama ang bromine - likido). Wala silang pisikal na katangian ng mga metal. Ang mga solidong non-metal ay walang kinang na katangian ng mga metal, kadalasang malutong ang mga ito, at mahina ang init (maliban sa grapayt). Ang crystalline boron B (tulad ng crystalline na silicon) ay may napakataas na punto ng pagkatunaw (2075°C) at mataas ang tigas. Ang electrical conductivity ng boron ay tumataas nang malaki sa pagtaas ng temperatura, na ginagawang posible na malawakang gamitin ito sa teknolohiya ng semiconductor. Ang pagdaragdag ng boron sa bakal at mga haluang metal ng aluminyo, tanso, nikel, atbp. ay nagpapabuti sa kanilang mga mekanikal na katangian. Ang mga boride (mga compound na may ilang mga metal, halimbawa, na may titanium: TiB, TiB2) ay kinakailangan sa paggawa ng mga bahagi ng jet engine, gas turbine blades. Tulad ng makikita mula sa Scheme 1, ang carbon - C, silicon - Si, - B ay may katulad na istraktura at may ilang karaniwang katangian. Bilang mga simpleng sangkap, nangyayari ang mga ito sa dalawang pagbabago - mala-kristal at walang hugis. Ang mga mala-kristal na pagbabago ng mga elementong ito ay napakahirap, na may mataas na mga punto ng pagkatunaw. Ang kristal ay may mga katangian ng semiconductor. Ang lahat ng mga elementong 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, tulad ng Fe3C, TiB. ginagamit sa paggawa ng acetylene.
Mga kemikal na katangian ng mga di-metal
Alinsunod sa mga numerical na halaga ng mga kamag-anak na electronegativities, ang oxidizing nonmetals ay tumataas sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Nonmetals bilang oxidizing agent
Ang mga katangian ng oxidizing ng mga di-metal ay makikita kapag nakikipag-ugnayan sila:
may mga metal: 2Na + Cl2 = 2NaCl;
May hydrogen: H2 + F2 = 2HF;
Sa mga di-metal na may mas mababang electronegativity: 2P + 5S = P2S5;
Sa ilang kumplikadong sangkap: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.
Nonmetals bilang mga ahente ng pagbabawas
1. Lahat ng hindi metal (maliban sa fluorine) ay nagpapakita ng mga katangiang nagpapababa kapag nakikipag-ugnayan sa oxygen:
S + O2 = SO2, 2H2 + O2 = 2H2O.
Ang oxygen sa kumbinasyon ng fluorine ay maaari ding magpakita ng positibong estado ng oksihenasyon, ibig sabihin, maging isang ahente ng pagbabawas. Ang lahat ng iba pang mga di-metal ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian. Kaya, halimbawa, ang chlorine ay hindi direktang pinagsama sa oxygen, ngunit ang mga oxide nito (Cl2O, ClO2, Cl2O2) ay maaaring makuha nang hindi direkta, kung saan ang chlorine ay nagpapakita ng positibong estado ng oksihenasyon. Ang nitrogen sa mataas na temperatura ay direktang pinagsama sa oxygen at nagpapakita ng mga katangian ng pagbabawas. Ang sulfur ay mas madaling gumanti sa oxygen.
2. Maraming mga di-metal ang nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian kapag nakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap:
ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO3 conc \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
3. Mayroon ding mga ganoong reaksyon kung saan ang parehong non-metal ay parehong oxidizing agent at reducing agent:
Cl2 + H2O = HCl + HClO.
4. Ang fluorine ay ang pinakakaraniwang di-metal, na walang mga katangian ng pagbabawas, ibig sabihin, ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron sa mga reaksiyong kemikal.
Mga compound ng hindi metal
Ang mga nonmetals ay maaaring bumuo ng mga compound na may iba't ibang intramolecular bond.
Mga uri ng non-metal compound
Ang mga pangkalahatang pormula ng mga compound ng hydrogen ayon sa mga pangkat ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ay ibinibigay sa talahanayan:
|
Mga pabagu-bagong compound ng hydrogen |
kabuuang chalcogens.
Sa pangunahing subgroup ng ikaanim na pangkat ng Periodic Table of the Elements. I. Ang Mendeleev ay ang mga elemento: oxygen (O), sulfur (S), selenium (Se), (Te) at (Po). Ang mga elementong ito ay sama-samang kilala bilang chalcogens, na nangangahulugang "pagbubuo ng mga ores".
Sa subgroup ng mga chalcogens, 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 metal na katangian ay tumaas. Gayundin ang isang tipikal na non-metal, at ang polonium ay isang metal (radioactive).
kulay abong siliniyum
Produksyon ng mga photocell at electric current rectifier
sa teknolohiya ng semiconductor
Ang biological na papel ng chalcogens
Ang sulfur ay may mahalagang papel sa buhay ng mga halaman, hayop at tao. Sa mga organismo ng hayop, ang asupre ay bahagi ng halos lahat ng mga protina, sa mga naglalaman ng asupre - at, pati na rin sa komposisyon ng bitamina B1 at ang hormone na insulin. Sa kakulangan ng asupre sa mga tupa, ang paglaki ng lana ay bumabagal, at ang mahinang balahibo ay napapansin sa mga ibon.
Sa mga halaman, ang repolyo, lettuce, at spinach ay kumakain ng pinakamaraming asupre. Ang mga pods ng mga gisantes at beans, labanos, singkamas, sibuyas, malunggay, pumpkins, cucumber ay mayaman din sa asupre; mahirap sa asupre at beets.
Sa mga tuntunin ng mga katangian ng kemikal, ang selenium at tellurium ay halos kapareho sa asupre, ngunit sa mga tuntunin ng mga katangian ng pisyolohikal sila ay mga antagonist nito. Napakaliit na halaga ng selenium ay kailangan para sa normal na paggana ng katawan. Ang selenium ay may positibong epekto sa cardiovascular system, pulang dugo, pinatataas ang immune properties ng katawan. Ang mas mataas na halaga ng selenium ay nagdudulot ng sakit sa mga hayop, na ipinapakita sa payat at pag-aantok. Ang kakulangan ng selenium sa katawan ay humahantong sa pagkagambala sa puso, respiratory organs, ang katawan ay tumataas at maaaring mangyari pa. Ang selenium ay may malaking 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 selenium kaysa sa iba pang bahagi ng katawan. Sa kaharian ng halaman, lahat ng halaman ay naglalaman ng maraming selenium. Ang halaman ay nag-iipon lalo na sa malalaking halaga nito.
Ang pisyolohikal na papel ng tellurium para sa mga halaman, hayop, at tao ay hindi gaanong pinag-aralan kaysa sa selenium. 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 na tellurium, na kung saan ay pinagsama sa mga organikong sangkap.
Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng nitrogen subgroup
Ang pangunahing subgroup ng ikalimang pangkat ay kinabibilangan ng nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) at (Bi).
Mula sa itaas hanggang sa ibaba, sa subgroup mula nitrogen hanggang bismuth, bumababa ang mga hindi metal na katangian, habang tumataas ang mga katangian ng metal at atomic radius. Ang nitrogen, phosphorus, arsenic ay hindi metal, ngunit nabibilang sa mga metal.
Subgroup ng nitrogen
|
Mga katangian ng paghahambing |
7 N nitrogen |
15 P posporus |
33 Bilang arsenic |
51 Sb antimony |
83 Bi bismuth |
|||||
|
Elektronikong istraktura |
…4f145d106S26p3 |
|||||||||
|
Katayuan ng oksihenasyon |
1, -2, -3, +1, +2, +3, +4, +5 |
3, +1, +3, +4,+5 |
||||||||
|
Electro- negatibiti |
||||||||||
|
Ang pagiging likas |
Sa malayang estado - sa kapaligiran (N2 - ), sa nakatali na estado - sa komposisyon ng NaNO3 - ; KNO3 - Indian saltpeter |
Ca3(PO4)2 ay phosphorite, Ca5(PO4)3(OH) ay hydroxylapatite, Ca5(PO4)3F ay fluorapatite |
||||||||
|
Nabubuo ang mga allotropic sa ilalim ng normal na kondisyon |
Nitrogen (isang anyo) |
NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH - (ammonium hydroxide); PH3 + H2O ↔ PH4OH ↔ PH4+ + OH- (phosphonium hydroxide). Ang biological na papel ng nitrogen at phosphorus Ang nitrogen ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa buhay ng halaman, dahil ito ay bahagi ng mga amino acid, protina at chlorophyll, B bitamina, at pag-activate ng mga enzyme. Samakatuwid, ang kakulangan ng nitrogen sa lupa ay may negatibong epekto sa mga halaman, at pangunahin sa nilalaman ng chlorophyll sa mga dahon, kaya naman namumutla sila. kumonsumo ng mula 50 hanggang 250 kg ng nitrogen bawat 1 ektarya ng lugar ng lupa. Karamihan sa nitrogen ay matatagpuan sa mga bulaklak, mga batang dahon at prutas. Ang nitrogen ay ang pinakamahalagang mapagkukunan ng nitrogen para sa mga halaman - ito ay pangunahing ammonium nitrate at ammonium sulfate. Dapat ding tandaan ang espesyal na papel ng nitrogen bilang isang mahalagang bahagi ng hangin - ang pinakamahalagang bahagi ng buhay na kalikasan. Wala sa mga elemento ng kemikal ang tumatagal ng ganoong aktibo at magkakaibang bahagi sa mga proseso ng buhay ng mga organismo ng halaman at hayop bilang phosphorus. Ito ay isang mahalagang bahagi ng mga nucleic acid, ay bahagi ng ilang mga enzyme at bitamina. Sa mga hayop at tao, hanggang sa 90% ng posporus ay puro sa mga buto, hanggang sa 10% sa mga kalamnan, at humigit-kumulang 1% sa nervous system (sa anyo ng mga inorganic at organic compound). Ito ay matatagpuan sa mga kalamnan, atay, utak at iba pang mga organo sa anyo ng mga phosphatides at phosphoric esters. Ang posporus ay kasangkot sa mga contraction ng kalamnan at sa pagbuo ng kalamnan at tissue ng buto. Ang mga taong nakikibahagi sa gawaing pangkaisipan ay kailangang kumonsumo ng mas mataas na halaga ng posporus upang maiwasan ang pagkaubos ng mga selula ng nerbiyos na gumagana nang may tumaas na stress sa panahon ng gawaing pangkaisipan. Sa kakulangan ng posporus, bumababa ang kahusayan, bubuo ang neurosis, divalent germanium, lata at lead GeO, SnO, PbO ay nabalisa ng amphoteric oxides. Ang mas mataas na mga oxide ng carbon at silicon CO2 at SiO2 ay acidic oxides, na tumutugma sa mga hydroxides na nagpapakita ng mahinang acidic na mga katangian - H2CO3 at silicic acid H2SiO3. Amphoteric oxides - GeO2, SnO2, PbO2 - tumutugma sa amphoteric hydroxides, at kapag dumadaan mula sa germanium hydroxide Ge(OH)4 patungo sa lead hydroxide Pb(OH)4, ang mga acidic na katangian ay humihina, at ang mga pangunahing ay pinahusay. Ang biological na papel ng carbon at silikon Ang mga carbon compound ay ang batayan ng mga organismo ng halaman at hayop (45% ng carbon ay matatagpuan sa mga halaman at 26% sa mga organismo ng hayop). Ang mga katangiang biological na katangian ay ipinapakita ng carbon monoxide (II) at carbon monoxide (IV). Ang carbon monoxide (II) ay isang napakalason na gas, dahil malakas itong nagbubuklod sa hemoglobin ng dugo at inaalis ang kakayahan ng hemoglobin na magdala ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga capillary. Kapag nilalanghap, ang CO ay maaaring magdulot ng pagkalason, na posibleng nakamamatay. Ang carbon monoxide (IV) ay lalong mahalaga para sa mga halaman. Sa mga selula ng halaman (lalo na sa mga dahon), sa pagkakaroon ng chlorophyll at ang pagkilos ng solar energy, ang glucose ay nangyayari mula sa carbon dioxide at tubig na may paglabas ng oxygen. Bilang resulta ng photosynthesis, taun-taon ay nagbubuklod ang mga halaman ng 150 bilyong tonelada ng carbon at 25 bilyong tonelada ng hydrogen, at naglalabas ng hanggang 400 bilyong tonelada ng oxygen sa atmospera. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga halaman ay tumatanggap ng humigit-kumulang 25% ng CO2 sa pamamagitan ng root system mula sa mga carbonates na natunaw sa lupa. Gumagamit ang mga halaman ng silikon upang bumuo ng mga tisyu ng integumentaryo. Silicon na nilalaman sa mga halaman, impregnating ang cell pader, ginagawang mas solid at lumalaban sa pinsala sa pamamagitan ng mga insekto, pinoprotektahan ang mga ito mula sa pagtagos ng fungal infection. Ang silikon ay matatagpuan sa halos lahat ng mga tisyu ng mga hayop at tao, lalo na sa atay, kartilago. Ang mga pasyente ng tuberculosis ay may mas kaunting silikon sa kanilang mga buto, ngipin, at kartilago kaysa sa malusog na mga tao. Sa mga sakit tulad ng Botkin, mayroong isang pagbawas sa nilalaman ng silikon sa dugo, at may pinsala sa malaking bituka, sa kabaligtaran, isang pagtaas sa nilalaman nito sa dugo. |
Pangkalahatang katangian ng mga metal.
Ang pagkakaroon ng mga valence electron na mahinang nakagapos sa nucleus ay tumutukoy sa mga pangkalahatang kemikal na katangian ng mga metal. Sa mga reaksiyong kemikal, palagi silang kumikilos bilang isang ahente ng pagbabawas; ang mga simpleng sangkap, mga metal, ay hindi kailanman nagpapakita ng mga katangian ng pag-oxidizing.
Pagkuha ng mga metal:
- pagbawi mula sa mga oxide na may carbon (C), carbon monoxide (CO), hydrogen (H2) o mas aktibong metal (Al, Ca, Mg);
- pagbawi mula sa mga solusyon sa asin na may mas aktibong metal;
- electrolysis ng mga solusyon o natutunaw ng mga metal compound - pagbawi ng mga pinaka-aktibong metal (alkali, alkaline earth metal at aluminyo) gamit ang electric current.
Sa likas na katangian, ang mga metal ay matatagpuan pangunahin sa anyo ng mga compound, ang mga mababang-aktibong metal lamang ang matatagpuan sa anyo ng mga simpleng sangkap (katutubong metal).
Mga kemikal na katangian ng mga metal.
1. Pakikipag-ugnayan sa mga simpleng sangkap na hindi metal:
Karamihan sa mga metal ay maaaring ma-oxidized sa mga di-metal tulad ng mga halogens, oxygen, sulfur, nitrogen. Ngunit karamihan sa mga reaksyong ito ay nangangailangan ng preheating upang magsimula. Sa hinaharap, ang reaksyon ay maaaring magpatuloy sa pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init, na humahantong sa pag-aapoy ng metal.
Sa temperatura ng silid, ang mga reaksyon ay posible lamang sa pagitan ng mga pinaka-aktibong metal (alkali at alkaline earth) at ang pinaka-aktibong non-metal (halogens, oxygen). Ang mga alkali metal (Na, K) ay tumutugon sa oxygen upang bumuo ng mga peroxide at superoxide (Na2O2, KO2).
a) pakikipag-ugnayan ng mga metal sa tubig.
Sa temperatura ng silid, ang alkali at alkaline earth na mga metal ay nakikipag-ugnayan sa tubig. Bilang resulta ng reaksyon ng pagpapalit, nabuo ang isang alkali (natutunaw na base) at hydrogen: Metal + H2O \u003d Me (OH) + H2
Kapag pinainit, ang ibang mga metal ay nakikipag-ugnayan sa tubig, na nakatayo sa serye ng aktibidad sa kaliwa ng hydrogen. Ang Magnesium ay tumutugon sa tubig na kumukulo, aluminyo - pagkatapos ng isang espesyal na paggamot sa ibabaw, na nagreresulta sa pagbuo ng mga hindi matutunaw na base - magnesium hydroxide o aluminum hydroxide - at ang hydrogen ay inilabas. Ang mga metal sa aktibidad ay mula sa zinc (inclusive) hanggang lead (inclusive) ay nakikipag-ugnayan sa water vapor (i.e. sa itaas ng 100 C), habang ang mga oxide ng mga katumbas na metal at hydrogen ay nabubuo.
Ang mga metal sa kanan ng hydrogen sa serye ng aktibidad ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.
b) pakikipag-ugnayan sa mga oxide:
Ang mga aktibong metal ay nakikipag-ugnayan sa isang reaksyon ng pagpapalit sa mga oxide ng iba pang mga metal o di-metal, na binabawasan ang mga ito sa simpleng mga sangkap.
c) pakikipag-ugnayan sa mga acid:
Ang mga metal na matatagpuan sa kaliwa ng hydrogen sa serye ng aktibidad ay tumutugon sa mga acid upang maglabas ng hydrogen at bumuo ng katumbas na asin. Ang mga metal sa kanan ng hydrogen sa serye ng aktibidad ay hindi nakikipag-ugnayan sa mga solusyon sa acid.
Ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng mga reaksyon ng mga metal na may nitric at puro sulfuric acid. Ang lahat ng mga metal maliban sa mga marangal (ginto, platinum) ay maaaring ma-oxidize ng mga oxidizing acid na ito. Bilang resulta ng mga reaksyong ito, ang kaukulang mga asin ay palaging mabubuo, tubig at produkto ng nitrogen o sulfur reduction, ayon sa pagkakabanggit.
d) na may alkalis
Ang mga metal na bumubuo ng mga amphoteric compound (aluminyo, beryllium, zinc) ay may kakayahang tumugon sa mga natutunaw (na may pagbuo ng mga medium na asing-gamot ng aluminates, beryllates o zincates) o mga solusyon sa alkali (na may pagbuo ng kaukulang mga kumplikadong asing-gamot). Ang lahat ng mga reaksyon ay maglalabas ng hydrogen.
e) Alinsunod sa posisyon ng metal sa serye ng aktibidad, ang mga reaksyon ng pagbabawas (pag-alis) ng isang hindi gaanong aktibong metal mula sa isang solusyon ng asin nito ng isa pang mas aktibong metal ay posible. Bilang resulta ng reaksyon, nabuo ang isang asin ng isang mas aktibo at simpleng sangkap - isang hindi gaanong aktibong metal.
Pangkalahatang katangian ng nonmetals.
Mayroong mas kaunting mga di-metal kaysa sa mga metal (22 elemento). Gayunpaman, ang kimika ng mga di-metal ay mas kumplikado dahil sa mas malaking pagpuno ng panlabas na antas ng enerhiya ng kanilang mga atomo.
Ang mga pisikal na katangian ng mga di-metal ay mas magkakaibang: kasama ng mga ito ang mga gas (fluorine, chlorine, oxygen, nitrogen, hydrogen), mga likido (bromine) at mga solido, na malaki ang pagkakaiba sa bawat isa sa punto ng pagkatunaw. Karamihan sa mga di-metal ay hindi nagsasagawa ng kuryente, ngunit ang silikon, grapayt, germanium ay may mga katangian ng semiconductor.
Ang gaseous, likido at ilang mga solid na non-metal (iodine) ay may molekular na istraktura ng kristal na sala-sala, ang natitirang mga di-metal ay may atomic na kristal na sala-sala.
Ang fluorine, chlorine, bromine, iodine, oxygen, nitrogen at hydrogen sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay umiiral sa anyo ng mga diatomic molecule.
Maraming di-metal na elemento ang bumubuo ng ilang allotropic modification ng mga simpleng substance. Kaya ang oxygen ay may dalawang allotropic modification - oxygen O2 at ozone O3, sulfur ay may tatlong allotropic modification - rhombic, plastic at monoclinic sulfur, phosphorus ay may tatlong allotropic modification - pula, puti at itim na phosphorus, carbon - anim na allotropic modification - soot, grapayt, brilyante , carbine, fullerene, graphene.
Hindi tulad ng mga metal, na nagpapakita lamang ng pagbabawas ng mga katangian, ang mga di-metal sa mga reaksyon na may simple at kumplikadong mga sangkap ay maaaring kumilos kapwa bilang isang ahente ng pagbabawas at bilang isang ahente ng oxidizing. Ayon sa kanilang aktibidad, ang mga di-metal ay sumasakop sa isang tiyak na lugar sa serye ng electronegativity. Ang fluorine ay itinuturing na pinaka-aktibong non-metal. Nagpapakita lamang ito ng mga katangian ng oxidizing. Ang oxygen ay nasa pangalawang lugar sa mga tuntunin ng aktibidad, ang nitrogen ay nasa pangatlo, pagkatapos ay mga halogens at iba pang mga non-metal. Ang hydrogen ay may pinakamababang electronegativity sa mga di-metal.
Mga kemikal na katangian ng mga di-metal.
1. Pakikipag-ugnayan sa mga simpleng sangkap:
Ang mga nonmetals ay nakikipag-ugnayan sa mga metal. Sa gayong reaksyon, ang mga metal ay kumikilos bilang isang ahente ng pagbabawas, ang mga hindi metal bilang isang ahente ng oxidizing. Bilang resulta ng reaksyon ng tambalan, nabuo ang mga binary compound - oxides, peroxides, nitride, hydride, salts ng oxygen-free acids.
Sa mga reaksyon ng mga di-metal sa isa't isa, ang isang mas electronegative na non-metal ay nagpapakita ng mga katangian ng isang oxidizing agent, isang hindi gaanong electronegative - ang mga katangian ng isang reducing agent. Bilang resulta ng tambalang reaksyon, nabuo ang mga binary compound. Dapat tandaan na ang mga di-metal ay maaaring magpakita ng mga variable na estado ng oksihenasyon sa kanilang mga compound.
2. Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap:
a) may tubig:
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga halogens lamang ang nakikipag-ugnayan sa tubig.
b) na may mga oxide ng mga metal at non-metal:
Maraming mga hindi metal ang maaaring tumugon sa mataas na temperatura sa mga oxide ng iba pang mga di-metal, na binabawasan ang mga ito sa mga simpleng sangkap. Ang mga di-metal sa kaliwa ng sulfur sa serye ng electronegativity ay maaari ding makipag-ugnayan sa mga metal oxide, na binabawasan ang mga metal sa simpleng mga sangkap.
c) na may mga acid:
Ang ilang mga di-metal ay maaaring ma-oxidized na may puro sulfuric o nitric acids.
d) na may alkalis:
Sa ilalim ng pagkilos ng alkalis, ang ilang di-metal ay maaaring sumailalim sa dismutation, na parehong isang oxidizing agent at isang reducing agent.
Halimbawa, sa reaksyon ng mga halogens na may mga solusyon sa alkali na walang pag-init: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O o kapag pinainit: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
e) na may mga asin:
Kapag nakikipag-ugnayan, bilang malakas na oxidizing agent, nagpapakita sila ng mga nagpapababang katangian.
Ang mga halogen (maliban sa fluorine) ay pumapasok sa mga reaksyon ng pagpapalit na may mga solusyon ng mga asin ng mga hydrohalic acid: ang isang mas aktibong halogen ay inilipat ang isang hindi gaanong aktibong halogen mula sa isang solusyon ng asin.
