- •1. Общая характеристика элементов-неметаллов
- •1.1. Положение элементов-неметаллов в Периодической системе химических элементов Менделеева
- •1.2. Электронное строение элементов-неметаллов
- •1.3. Закономерности в изменении свойств элементов-неметаллов
- •1.4. Физические свойства неметаллов
- •1.4.1 Аллотропия
- •1.5. Химические свойства неметаллов
- •Примеры решения задач
Лекция 3. Неметаллы
1. Общая характеристика элементов-неметаллов
Химических элементов-неметаллов всего 16, но два из них, кислород и кремний составляют 76% от массы земной коры. Неметаллы составляют 98,5 % от массы растений и 97,6 % от массы человека. Из углерода, водорода, кислорода, серы, фосфора и азота состоят все важнейшие органические вещества, они являются элементами жизни. Водород и гелий – основные элементы Вселенной из них состоят все космические объекты, включая наше Солнце. Без соединений неметаллов невозможно представить нашу жизнь, особенно если вспомнить, что жизненно важное химическое соединение – вода – состоит из водорода и кислорода.
Неметаллы – это химические элементы, атомы которых принимают электроны для завершения внешнего энергетического уровня, образуя при этом отрицательно заряженные ионы.
Практически все неметаллы имеют сравнительно малые радиусы и большое число электронов на внешнем энергетическом уровне от 4 до 7, для них характерны высокие значения электроотрицательности и окислительные свойства.
1.1. Положение элементов-неметаллов в Периодической системе химических элементов Менделеева
Если в Периодической системе провести диагональ от бора к астату, то справа вверх по диагонали будут находиться элементы-неметаллы, а слева снизу – металлы, к ним же относятся элементы всех побочных подгрупп, лантаноиды и актиноиды. Элементы, расположенные вблизи диагонали, например, бериллий, алюминий, титан, германий, сурьма, обладают двойственным характером и относятся к металлоидам. Элементы-неметаллы: s-элемент – водород; р-элементы 13 группы – бор; 14 группы – углерод и кремний; 15 группы – азот, фосфор и мышьяк, 16 группы – кислород, сера, селен и теллур и все элементы 17 группы – фтор, хлор, бром, йод и астат. Элементы 18 группы – инертные газы, занимают особое положение, они имеют полностью завершенный внешний электронный слой и занимают промежуточное положение между металлами и неметаллами. Их иногда относят к неметаллам, но формально, по физическим признакам.
1.2. Электронное строение элементов-неметаллов
Практически все элементы-неметаллы на внешнем энергетическом уровне имеют большое число электронов – от 4 до 7. Элемент бор – аналог алюминия, у него всего 3 электрона на внешнем энергетическом уровне, но он имеет малый радиус, прочно удерживает свои электроны и имеет свойства неметалла. Особо отметим электронное строение водорода. Это s-элемент, но он довольно легко принимает один электрон, образует гидрид-ион и проявляет окислительные свойства металла.
Электронные конфигурации валентных электронов элементов-неметаллов приведены в таблице:
1s1 |
2s22p1 |
ns2np2 |
ns2np3 |
ns2np4 |
ns2np5 |
H |
|
|
|
|
|
|
B |
C |
N |
O |
F |
|
|
Si |
P |
S |
Cl |
|
|
|
As |
Se |
Br |
|
|
|
|
Te |
I |
|
|
|
|
|
At |
1.3. Закономерности в изменении свойств элементов-неметаллов
Рассмотрим некоторые закономерности в изменении свойств элементов-неметаллов, принадлежащих одному периоду и одной группе на основании строения их атомов.
В периоде:
- заряд ядра увеличивается,
- радиус атома уменьшается,
- число электронов на внешнем энергетическом уровне увеличивается,
- электроотрицательность увеличивается,
- окислительные свойства усиливаются,
- неметаллические свойства усиливаются.
В группе:
- заряд ядра увеличивается,
- радиус атома увеличивается,
- число электронов на внешнем энергетическом уровне не изменяется,
- электроотрицательность уменьшается,
- окислительные свойства ослабевают,
- неметаллические свойства ослабевают.
Таким образом, чем правее и выше стоит элемент в Периодической системе, тем ярче выражены его неметаллические свойства.