ГлавнаяХимияНеметаллы

Химия - это просто

Популярно о химии
Что такое химия
Периодическая таблица:
· · Металлы
· · Неметаллы
· · Атомы 1(Ia) группы
· · Атомы 2(IIa) группы
· · Атомы 4(IVb) группы
· · Атомы 5(Vb) группы
· · Атомы 13(IIIa) группы
· · Атомы 14(IVa) группы
· · Атомы 15(Va) группы
· · Атомы 16(VIa) группы
· · Атомы 17(VIIa) группы
· · Атомы 18(0) группы
· · Переходные металлы
ОБЩАЯ ХИМИЯ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Окислительно-восстановительные реакции

Что такое неметаллы


На заре становления химии, как науки, все элементы делились на две большие группы - металлы и неметаллы. Как ни странно, но такая классификация на "своих" и "чужих" актуальна и по сей день.

Несмотря на то, что в количественном отношении неметаллы значительно "проигрывают" металлам - их всего 22, да и то, в сумме с инертными газами, которые фактически являют собой отдельную "касту", тем не менее, неметаллы "господствуют" в нашем мире, занимая примерно 84% от массы всей почвы на Земле, 98,5% от массы всех растений и 97,6% от массы тела человека.

Азот, водород, кислород, сера, углерод и фтор являются органогенными элементами, являясь составными частями молекул белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.

В довершении "важности" неметаллов скажем, что воздух, которым мы дышим, состоит из простых и сложных веществ, образованных неметаллами.

Познакомимся поближе с этими "чудо"-элементами, играющую такую важную роль в жизни на Земле.

Неметаллы в Периодической таблице Д.И.Менделеева находятся в правом верхнем углу, отграничиваясь диагональю "бор-астат" + водород и гелий,которые расположены в левом верхнем и правом верхнем углу таблицы.

Расположение неметаллов в Периодической таблице

Рис. Расположение неметаллов в Периодической таблице (выделены желтым цветом)

Перечислим все неметаллы в порядке увеличения их атомных масс: водород, гелий, бор, углерод, азот, кислород, фтор, неон, кремний, фосфор, сера, хлор, аргон, мышьяк, селен, бром, криптон, теллур, йод, ксенон, астат, радон.

Неметаллы - химические элементы, атомы которых могут принимать электроны для завершения своего внешнего электронного слоя

Характерной особенностью многих неметаллов является наличие на внешнем электронном слое большого кол-ва электронов (от 4 до 8), при этом радиус атомов неметаллов мал по сравнению с атомами металлов.

Главное отличие неметаллов от металлов заключается в высокой энергии ионизации и большом сродстве к электрону - атомы неметаллов "охотно" присоединяют к себе электроны с целью завершения своего внешнего электронного слоя до устойчивой конфигурации ns2np6. Этим фактом и объясняются окислительные свойства неметаллов.

Особняком стоят инертные (благородные) газы, имеющие завершенный внешний энергетический уровень, и по этой причине они фактически не относятся ни к металлам, ни к неметаллам, занимая, таким образом, некое пограничное положение "на нашим, ни вашим".

К неметаллам инертные газы можно отнести лишь по их физическим признакам. Подробнее об инертных газах см. Атомы элементов 18(0) группы.

Положение неметаллов в Периодической системе и электронные конфигурации внешнего электронного слоя их атомов представлены на таблице внизу.

1 период 1s1 1s2
H He
Группы III IV V VI VII VIII
Общее кол-во электронов на внешнем электронном слое 3 4 5 6 7 8
Электронная конфигурация внешнего слоя ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6
2 период B C N O F Ne
3 период   Si P S Cl Ar
4 период     As Se Br Kr
5 период       Te I Xe
6 период         At Rn

Из таблицы хорошо видно, что:

Напомним, что окислительные свойства элементов в периодах возрастают слева направо, а в подгруппах - снизу вверх. Почему так происходит?

В горизонтальном направлении (в периодах) радиусы атомов неметаллов уменьшаются слева направо, например, радиус атома бора равен 0,091 нм, а у фтора = 0,064 нм. В то же время, в этом же направлении возрастает заряд ядра атома. Говоря другими словами, в направлении слева направо в периодах возрастает электроотрицательность элементов и сродство к электрону. То же самое происходит и в вертикальном направлении снизу вверх. Таким образом, фтор, находящийся в правом верхнем углу, имеет самый большой заряд ядра при самом маленьком радиусе атома, что позволяет ему очень легко присоединять недостающий единственный электрон. Поэтому, фтор характеризуется наибольшей электроотрицательностью и является самым сильным окислителем.

Если рассматривать изменение свойств неметаллов по вертикали, - прослеживается аналогичная картина, снизу вверх радиус атома элементов уменьшается, соответственно, возрастает неметалличность и окислительные свойства неметаллов.

В таблице, представленной ниже, приведены характеристики атомов-неметаллов 2-го периода (горизонтальная строка) и главной подгруппы VII группы (вертикальный столбец) - в ячейках указан элемент, в скобках - его порядковый номер в Периодической таблице, далее радиус атома, электронная конфигурация, и относительная электроотрицательность.

B(5)-0,091 нм
2s22p1
2,0
C(6)-0,077 нм
2s22p2
2,5
N(7)-0,071 нм
2s22p3
3,0
O(8)-0,066 нм
2s22p4
3,5
F(9)-0,064 нм
2s22p5
4,0
        Cl(17)-0,099 нм
3s23p5
3,0
        Br(35)-0,114 нм
4s23p5
2,8
        I(53)-0,133 нм
5s23p5
2,2
        At(85)
6s23p5
1,9

Неметаллы - это элементы главных подгрупп, как правило p-элементы, за исключением водорода, который является s-элементом.

Водород занимает двойственное положение в Периодической таблице - в главных подгруппах I и VII групп. Уникальность атома водорода заключается в том, что он имеет на своем единственном электронном слое единственный электрон, который может, как отдавать, проявляя свойства восстановителя, так и принимать электрон, проявляя свойства окислителя.

Отдает свой единственный электрон атом водорода труднее, чем атомы щелочных металлов, проявляя степень окисления +1. В других случаях атом водорода принимает электрон, проявляя степень окисления -1, как все галогены. Присоединение электрона к атому водорода происходит труднее, чем у галогенов. Подробнее о свойствах водорода см. "Водород".

В начало страницы