Nemetalele în cursul unei reacții chimice sunt capabile de. Proprietățile chimice ale nemetalelor

UTILIZARE. PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE NEMETALELOR

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE HIDROGENULUI

1. CU METALELE

(Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba) → cu metalele alcaline și alcalino-pământoase, la încălzire, formează substanțe solide instabile hidruri, alte metale nu reacţionează.

2K + H₂ = 2KH (hidrură de potasiu)

Ca + H₂ = CaH2

2. CU NEMETALE

cu oxigen, halogeni la conditii normale, atunci când este încălzit, reacționează cu fosforul, siliciul și carbonul, cu azotul în prezența presiunii și a unui catalizator.

2Н₂ + O₂ = 2Н₂O Н₂ + Cl₂ = 2HCl

3Н₂ + N₂↔ 2NH₃ H₂ + S = H₂S

3. INTERACȚIUNEA CU APA

Nu reactioneaza cu apa

4. INTERACȚIUNEA CU OXIZI

Reduce oxizii de metale (inactive) și nemetale la substanțe simple:

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

SiO2 + H2 = Si + H2O

5. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

Nu reacționează cu acizii

6. INTERACȚIUNEA CU ALKALI

Nu reacționează cu alcalii

7. INTERACȚIUNEA CU SARE

Reface metalele inactive din săruri

CuCl2 + H2 = Cu + 2HCI

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE OXIGENULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

Cu metale alcaline în condiții normale - oxizi și peroxizi (litiu - oxid, sodiu - peroxid, potasiu, cesiu, rubidiu - superoxid

4Li + O2 = 2Li2O (oxid)

2Na + O2 = Na2O2 (peroxid)

K+O2=KO2 (superoxid)

Cu restul metalelor din subgrupele principale, în condiții normale, formează oxizi cu o stare de oxidare egală cu numărul grupului

2 CUa+O2=2CUaO

4Al + O2 = 2Al2O3

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

Cu metale din subgrupe secundare, în condiții normale și la încălzire, formează oxizi de diferite grade de oxidare, iar cu fier, scară de fierFe3 O4 ( FeO∙ Fe2 O3)

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

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

4Cr + 3О2 = 2Cr2⁺³О3

formează oxizi – adesea cu o stare intermediară de oxidare

C + O₂(ex)=CO₂; C+ O₂ (săptămână) =CO

S + O₂ = SO₂N₂ + O₂ = 2NO - Q

3. INTERACȚIUNEA CU APA

Nu reactioneaza cu apa

4. INTERACȚIUNEA CU OXIZI

Oxidează oxizii inferiori la oxizi cu o stare de oxidare superioară

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

5. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

Acizii anoxici anhidri (compuși binari) ard în atmosferă de oxigen

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

În cazul conținutului de oxigen, crește gradul de oxidare a nemetalului.

2HN⁺³O2 + O2 = 2HN⁺⁵O3

6. INTERACȚIUNEA CU BAZE

Oxidează hidroxizii instabili în soluții apoase la o stare de oxidare mai mare

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

7. INTERACȚIUNEA CU SARE ȘI COMPUȘI BINARI

Intră în reacții de ardere.

4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

oxidare catalitică

NH3 + O2 = NO + H2O

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE HALOGENLOR

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

Cu alcalin in conditii normale, cuF, Cl, Braprinde:

2 N / A + Cl2 = 2 NaCl(clorură)

Alcalino-pământos și aluminiul reacționează în condiții normale:

CUa+Cl2=CUaCl22Al+3CI2 = 2AlCI3

Metale ale subgrupurilor secundare la temperaturi ridicate

Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I (nu există iodură de cupru (II)!)

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺³Cl3 clorură de fier (III)

Fluorul reacționează cu metalele (deseori exploziv), inclusiv cu aurul și platina.

2Au + 3F₂ = 2AuF

2. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

Nu interacționează direct cu oxigenul (cu excepția F₂), reacţionează cu sulful, fosforul, siliciul. Activitatea chimică a bromului și iodului este mai puțin pronunțată decât cea a fluorului și a clorului:

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

Reactioneaza cu oxigenul:F2 + O2 = O⁺² F2

Reacţionează cu alţi halogeni:Cl₂ + F₂ = 2 Cl⁺¹ F¯¹

Reacționează chiar și cu gaze inerte 2F₂ + Xe= Xe⁺⁸ F₄¯¹.

3. INTERACȚIUNEA CU APA

Fluorul în condiții normale formează acid fluorhidric + + O₂

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

Clorul, când temperatura crește, formează acid clorhidric + O₂,

2Cl2 + 2H2O → 4HCI + O2

la n.o. - "apa cu clor"

Сl2 + Н2О ↔ НCl + НClO (acizi clorhidric și hipocloros)

Bromul în condiții normale formează „apă cu brom”

Br2 + H2O ↔ HBr + HBrO (acizi bromhidric și hipobrom

Iod → nicio reacție

I2 + H2O ≠

5. INTERACȚIUNEA CU OXIZI

Numai fluorul F₂ REACȚIE, înlocuind oxigenul din oxid, formând fluoruri

SiO2‾² + 2F2⁰ = SiF4‾¹ + O2⁰

6. INTERACȚIUNEA CU ACIZI.

reacționează cu acizii fără oxigen, înlocuind nemetalele mai puțin active.

H2S‾² + I2⁰ → S⁰↓+ 2HI‾

7. INTERACȚIUNEA CU ALKALI

Fluorul formează fluor + oxigen și apă

2F2 + 4NaOH = 4NaF¯¹ + O2 + 2H2O

Clorul, când este încălzit, formează clor, clorat și apă.

3 Cl₂ + 6 KOH = 5 KCl¯¹ + KCl⁺⁵ O3 + 3 H2 O

La rece, clorură, hipoclorat și apă, cu înălbitor hidroxid de calciu și apă

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

Cl2 + Ca(OH) 2 = CaOCl2 (albitor - amestec de clorură, hipoclorit și hidroxid) + H2O

Brom la încălzire → bromură, bromat și apă

3Br2 + 6KOH =5KBr¯¹ + KBr ⁺⁵O3 + 3H2O

Iod la încălzire → iodură, iodat și apă

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

9. INTERACȚIUNEA CU SARE

Înlocuirea halogenilor mai puțin activi din săruri

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

Oxidează nemetalele din săruri la o stare de oxidare superioară

2Fe⁺²Cl2 + Cl2⁰ → 2Fe⁺³Cl 3 ‾¹

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

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE SULFULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

reacționează la încălzire chiar și cu metale alcaline, cu mercur în condiții normale: cu sulf - sulfuri:

2K + S = K2S

2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S

2. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

Când este încălzit cu hidrogen,coxigen (dioxid de sulf)chalogeni (cu excepția iodului), cu carbon, azot și siliciu și nu reacționează

S + CI2 = S12Cl2; S + O₂ = S⁺⁴O₂

H2 + S = H2S¯²; 2P + 3S = P₂S₃¯²

CU+ 3S = CS₂¯²

CU APA, OXIZI, SARE

NU REACTIONA

3. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

Oxidat de acid sulfuric atunci când este încălzit la dioxid de sulf și apă

2H2SO4 (conc) = 2H2O + 3S⁺⁴O2

Acid azotic când este încălzit la acid sulfuric, oxid azotic (+4) și apă

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

4. INTERACȚIUNEA CU ALKALI

Formează sulfit când este încălzit, sulfură + apă

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

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE AZOTULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

reacțiile au loc la încălzire (excepție: litiu cu azot în condiții normale):

Cu azot - nitruri

6Li + N2 = 3Li2N (nitrură de litiu) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (nitrură de magneziu) 2Cr + N2 = 2CrN

Fierul din acești compuși are o stare de oxidare de +2

2. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

(din cauza triplei legături, azotul este foarte inactiv). În condiții normale, nu reacționează cu oxigenul. Reacționează cu oxigenul numai la temperaturi ridicate (arc electric), în natură - în timpul unei furtuni

N2+O2=2NO (e-mail. arc, 3000 0C)

Cu hidrogen la presiune ridicată, temperatură ridicată și în prezența unui catalizator:

t,p,kat

3N2+3H2 ↔ 2NH3

CU APA, OXIZI, ACIZI, ALCALI SI SARE

NU REACTIONA

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE FOSFORULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

reacțiile au loc atunci când sunt încălzite cu fosfor - fosfuri

3Ca + 2P = K3P2, Fierul din acești compuși are o stare de oxidare de +2

2. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

Arderea în oxigen

4P + 5O₂ = 2P₂⁺⁵O₅ 4P + 3O₂ = 2P₂⁺³O₃

Cu halogeni și sulf la încălzire

2P + 3CI₂ = 2P⁺³CI3 2P + 5CI2 = 2P⁺⁵CI₅; 2P + 5S = P₂⁺⁵S₅

Nu interacționează direct cu hidrogenul, carbonul, siliciul

CU APA SI OXIZI

NU REACTIONA

3. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

Cu acid azotic concentrat oxid azotic (+4), cu oxid azotic diluat (+2) și acid fosforic

3P + 5HNO₃(conc) =3H₃PO₄ + 5N⁺⁴O₂

3P + 5HNO₃ + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5N⁺²O

Cu acid sulfuric concentrat se formează acid fosforic, oxid de sulf (+4) și apă

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

4. INTERACȚIUNEA CU ALKALI

Formează fosfină și hipofosfit cu soluții alcaline

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

5. INTERACȚIUNEA CU SARE

5. INTERACȚIUNEA CU SARE

Cu agenți oxidanți puternici, care prezintă proprietăți reducătoare

3P⁰ + 5NaN⁺⁵O₃ = 5NaN⁺³O₂ + P₂⁺⁵O₅

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE CARBONULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

reacțiile au loc la încălzire

Metalele – elementele d se formează cu compuși de carbon de compoziție nestoichiometrică precum soluțiile solide: WC, ZnC, TiC – sunt utilizate pentru obținerea oțelurilor superdure.

cu carburi de carbon 2Li + 2C = Li2C2,

Ca + 2C = CaC2

2. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

Dintre halogeni, reacţionează direct doar cu fluor, cu restul la încălzire.

С + 2F2 = CF4.

Interacțiunea cu oxigenul:

2С + О₂ (lipsa) = 2С⁺²О ( monoxid de carbon),

С + О₂(ex) = С⁺⁴О₂(dioxid de carbon).

Interacțiunea cu alte nemetale la temperatură ridicată, nu interacționează cu fosforul

C + Si = SiC¯⁴ ; C + N₂ = C₂⁺⁴N₂;

C + 2H2 = C¯4H4; C + 2S = C⁺⁴S₂;

3. INTERACȚIUNEA CU APA

Trecerea vaporilor de apă prin cărbune fierbinte - se formează monoxid de carbon și hidrogen (gaz de sinteză

C + H2O = CO + H2

4. INTERACȚIUNEA CU OXIZI

CARBONUL REDUCE METALELE ȘI NEMETALELE DIN OXIZI LA O SIMPLU SUBSTANȚĂ CÂND ÎNCĂLZIT (CARBOTERMIE), reduce gradul de oxidare în dioxid de carbon

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

P₂0₅ + C = 2P + 5CO; 2CU+ SiO2 = Si + 2CO;

CU+ C⁺⁴O₂ = 2C⁺²O

5. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

Oxidată de acizii azotic și sulfuric concentrați la dioxid de carbon

C +2H2S04(conc)=C⁺⁴O2+ 2S⁺⁴O2+ 2H2O; C+4HNO3 (conc) = C⁺⁴O2 + 4N⁺⁴O2 + 2H2O.

CU ALCALII SI SARE

NU REACTIONA

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE SILICULUI

1. INTERACȚIUNEA CU METALELE

reacțiile au loc la încălzire: metalele active reacţionează cu siliciu - siliciuri

4Cs + Si = Cs4Si,

1. INTERACȚIUNEA CU NEMETALELE

Din halogeni direct numai cu fluor.

Reacționează cu clorul când este încălzit

Si + 2F2 = SiF4; Si + 2CI2 = SiCI4;

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

Nu interacționează cu hidrogenul

3. INTERACȚIUNEA CU ACIZI

interacționează numai cu un amestec de acizi fluorhidric și acizi azotic, formând acid hexafluorosilic

3Si + 4HNO₃ + 18HF = 3H₂ + 4NO + 8H₂O

Interacțiunea cu halogenuri de hidrogen (acestea nu sunt acizi) - înlocuiește hidrogenul, se formează halogenuri de siliciu și hidrogen

Reacționează cu fluorura de hidrogen în condiții normale.

Si + 4HF = SiF4 + 2H2

4. INTERACȚIUNEA CU ALKALI

Se dizolvă atunci când este încălzit în alcali, formând silicat și hidrogen:

Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

1. Metalele reacţionează cu nemetale.

2Me + n Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

Metalele alcaline, cu excepția litiului, formează peroxizi:

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

2. Metalele care rezistă la hidrogen reacţionează cu acizii (cu excepţia concentraţiei azotice şi sulfurice) cu eliberare de hidrogen

Me + HCl → sare + H2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. Metalele active reacţionează cu apa pentru a forma alcali şi eliberează hidrogen.

2Me+ 2n H20 → 2Me(OH)n+ n H2

Produsul oxidării metalului este hidroxidul său - Me (OH) n (unde n este starea de oxidare a metalului).

De exemplu:

Ca + 2H2O → Ca (OH)2 + H2

4. Metalele cu activitate intermediară reacţionează cu apa când sunt încălzite pentru a forma oxid metalic şi hidrogen.

2Me + nH2O → Me2O n + nH2

Produsul de oxidare în astfel de reacții este oxidul de metal Me 2 O n (unde n este starea de oxidare a metalului).

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. Metalele care stau după hidrogen nu reacționează cu apa și soluțiile acide (cu excepția concentrațiilor azotice și sulfurice)

6. Metalele mai active le înlocuiesc pe cele mai puțin active din soluțiile sărurilor lor.

CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

Metalele active - zincul și fierul au înlocuit cuprul în sulfat și au format săruri. Zincul și fierul sunt oxidate, iar cuprul este restaurat.

7. Halogenii reacţionează cu apa şi soluţia alcalină.

Fluorul, spre deosebire de alți halogeni, oxidează apa:

2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

la rece: se formează Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O clorură și hipoclorit

încălzire: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O formează lorura și cloratul

8 Halogenii activi (cu excepția fluorului) înlocuiesc halogenii mai puțin activi din soluțiile sărurilor lor.

9. Halogenii nu reacţionează cu oxigenul.

10. Metalele amfotere (Al, Be, Zn) reacţionează cu soluţii de alcalii şi acizi.

3Zn+4H2SO4= 3 ZnS04+S+4H20

11. Magneziul reacționează cu dioxidul de carbon și oxidul de siliciu.

2Mg + CO2 = C + 2MgO

Si02+2Mg=Si+2MgO

12. Metalele alcaline (cu excepția litiului) formează peroxizi cu oxigenul.

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

3. Clasificarea compușilor anorganici

Substanțe simple - substante ale caror molecule constau din atomi de acelasi tip (atomi ai aceluiasi element). În reacțiile chimice, ele nu se pot descompune pentru a forma alte substanțe.

Substanțe complexe (sau compuși chimici) - substanțe ale căror molecule sunt formate din atomi de diferite tipuri (atomi ai diferitelor elemente chimice). În reacțiile chimice, se descompun pentru a forma câteva alte substanțe.

Substanțele simple sunt împărțite în două mari grupe: metale și nemetale.

Metalele - un grup de elemente cu proprietăți metalice caracteristice: solidele (cu excepția mercurului) au un luciu metalic, sunt buni conductori de căldură și electricitate, maleabile (fier (Fe), cupru (Cu), aluminiu (Al), mercur ( Hg), aur (Au), argint (Ag) etc.).

nemetale - un grup de elemente: substante solide, lichide (brom) si gazoase care nu au luciu metalic, sunt izolatoare, casante.

Și substanțele complexe, la rândul lor, sunt împărțite în patru grupe, sau clase: oxizi, baze, acizi și săruri.

oxizi - acestea sunt substanțe complexe, a căror compoziție a moleculelor include atomi de oxigen și o altă substanță.

Fundamente - Sunt substanțe complexe în care atomii de metal sunt legați de una sau mai multe grupări hidroxil.

Din punctul de vedere al teoriei disocierii electrolitice, bazele sunt substanțe complexe, a căror disociere într-o soluție apoasă produce cationi metalici (sau NH4 +) și hidroxid - anioni OH-.

acizi - sunt substante complexe ale caror molecule includ atomi de hidrogen care pot fi inlocuiti sau schimbati cu atomi de metal.

sare - Acestea sunt substanțe complexe, ale căror molecule constau din atomi de metal și reziduuri acide. Sarea este un produs al înlocuirii parțiale sau complete a atomilor de hidrogen ai unui acid cu un metal.

Proprietățile chimice ale nemetalelor
În conformitate cu valorile numerice ale electronegativității relative puterea de oxidare a nemetalelor creșteîn următoarea ordine: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Nemetale ca agenți oxidanți
Proprietățile oxidante ale nemetalelor se manifestă atunci când interacționează:

· cu metale: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

· cu hidrogen: H2 + F2 = 2HF;

· cu nemetale care au o electronegativitate mai mică: 2P + 5S = P 2 S 5;

· cu cineva substanțe complexe: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl 2 + Cl 2 \u003d 2 FeCl 3.

Nemetale ca agenți reducători

1. Toate nemetalele (cu excepția fluorului) prezintă proprietăți reducătoare atunci când interacționează cu oxigenul:

S + O 2 \u003d SO 2, 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O.

Oxigenul în combinație cu fluor poate prezenta, de asemenea, o stare de oxidare pozitivă, adică poate fi un agent reducător. Toate celelalte nemetale prezintă proprietăți reducătoare. Deci, de exemplu, clorul nu se combină direct cu oxigenul, dar oxizii săi (Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 2) pot fi obținuți indirect, în care clorul prezintă o stare de oxidare pozitivă. Azotul la temperaturi ridicate se combină direct cu oxigenul și prezintă proprietăți reducătoare. Sulful reacționează și mai ușor cu oxigenul.

2. Multe nemetale prezintă proprietăți reducătoare atunci când interacționează cu substanțe complexe:

ZnO + C \u003d Zn + CO, S + 6HNO 3 conc \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O.

3. Există, de asemenea, astfel de reacții în care același nemetal este atât un agent oxidant, cât și un agent reducător:

Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO.

4. Fluorul este cel mai tipic nemetal, care nu se caracterizează prin proprietăți reducătoare, adică capacitatea de a dona electroni în reacțiile chimice.

Compuși ai nemetalelor
Nemetalele pot forma compuși cu diferite legături intramoleculare.
Tipuri de compuși nemetalici
Formulele generale ale compușilor cu hidrogen pe grupe ale sistemului periodic de elemente chimice sunt date în tabel:

	RH 2	RH 3	RH4	RH 3	H2R
Compuși ai hidrogenului nevolatili				Compuși volatili ai hidrogenului

Cu metale, hidrogenul formează (cu câteva excepții) compuși nevolatili, care sunt solide nemoleculare. Prin urmare, punctele lor de topire sunt relativ ridicate. Cu nemetale, hidrogenul formează compuși volatili cu o structură moleculară (de exemplu, hidrogen fluorhidric HF, hidrogen sulfurat H 2 S, amoniac NH 3, metan CH 4). În condiții normale, acestea sunt gaze sau lichide volatile. Când sunt dizolvați în apă, compușii cu hidrogen ai halogenilor, sulfului, seleniului și telurului formează acizi cu aceeași formulă ca și compușii cu hidrogen înșiși: HF, HCl, HBr, HI, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te. Când amoniacul este dizolvat în apă, se formează apă amoniacală, de obicei desemnată cu formula NH4OH și numită hidroxid de amoniu. Se notează și prin formula NH 3 ∙H 2 O și se numește hidrat de amoniac.
Cu oxigen, nemetalele formează oxizi acizi. La unii oxizi, ei prezintă o stare de oxidare maximă egală cu numărul grupului (de exemplu, SO2, N2O5), în timp ce în alții, o stare mai mică (de exemplu, SO2, N2O3). Oxizii acizi corespund acizilor, iar dintre cei doi acizi oxigenați ai unui nemetal, cel în care prezintă un grad mai mare de oxidare este mai puternic. De exemplu, acidul azotic HNO3 este mai puternic decât HNO2 azotat, iar acidul sulfuric H2SO4 este mai puternic decât H2SO3 sulfuros.
Caracteristicile compușilor oxigenați ai nemetalelor

1. Proprietățile oxizilor superiori (adică oxizilor care includ un element din acest grup cu cea mai mare stare de oxidare) în perioade de la stânga la dreapta se schimbă treptat de la bazic la acid.

2. În grupuri de sus în jos, proprietățile acide ale oxizilor superiori slăbesc treptat. Acest lucru poate fi judecat după proprietățile acizilor corespunzători acestor oxizi.

3. Creșterea proprietăților acide ale oxizilor superiori ai elementelor corespondente în perioade de la stânga la dreapta se explică printr-o creștere treptată a sarcinii pozitive a ionilor acestor elemente.

4. În principalele subgrupe ale sistemului periodic de elemente chimice în direcția de sus în jos, proprietățile acide ale oxizilor superiori ai nemetalelor scad.

Cursul 24

Nemetale.

Planul cursului:

Nemetalele sunt substanțe simple

Poziția nemetalelor în sistemul periodic

Numărul elementelor nemetalice este mult mai mic decât al elementelor metalice Zece elemente chimice (H, C, N, P, O, S, F, Cl, Br, I) au proprietăți nemetalice tipice. Șase elemente, care sunt denumite de obicei nemetale, prezintă proprietăți duale (atât metalice, cât și nemetalice) (B, Si, As, Se, Te, At). Și încă 6 elemente au fost incluse recent în lista nemetalelor. Acestea sunt așa-numitele gaze nobile (sau inerte) (He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn). Deci, 22 dintre elementele chimice cunoscute sunt de obicei clasificate ca nemetale.

Elementele care prezintă proprietăți nemetalice în sistemul periodic sunt situate deasupra diagonalei bor-astat (Fig. 26).

Atomii majorității nemetalelor, spre deosebire de atomii de metal, au un număr mare de electroni pe stratul exterior de electroni - de la 4 la 8. Excepție fac atomii de hidrogen, heliu, bor, care au 1, 2 și 3 electroni la respectiv nivelul exterior.

Dintre nemetale, doar două elemente - hidrogen (1s 1) și heliu (1s 2) aparțin familiei s, toate celelalte aparțin R-familie .

Atomii nemetalicilor tipici (A) sunt caracterizați prin electronegativitate ridicată și afinitate electronică mare, ceea ce determină capacitatea lor de a forma ioni încărcați negativ cu configurațiile electronice ale gazelor inerte corespunzătoare:

A 0 + nê → A n -

Acești ioni fac parte din compușii ionici ai nemetalelor cu metale tipice. Nemetalele au, de asemenea, stări negative de oxidare în compușii covalenti cu alte nemetale mai puțin electronegative (în special, cu hidrogen).

Atomii nemetalelor din compușii covalenti cu mai multe nemetale electronegative (în special, cu oxigen) au stări de oxidare pozitive. Cea mai înaltă stare de oxidare pozitivă a unui nemetal, de obicei, egal cu numărul grupuluiîn care se află.

Nemetalele sunt substanțe simple

În ciuda numărului mic de elemente nemetalice, rolul și importanța lor atât pe Pământ, cât și în spațiu sunt enorme. 99% din masa Soarelui și a altor stele sunt nemetale hidrogen și heliu. Învelișul de aer al Pământului este format din atomi nemetalici - azot, oxigen și gaze nobile. Hidrosfera Pământului este formată din una dintre cele mai importante substanțe pentru viață - apa, ale cărei molecule constau din nemetale hidrogen și oxigen. În materia vie predomină 6 nemetale - carbon, oxigen, hidrogen, azot, fosfor, sulf.

În condiții normale, substanțele nemetalice există în diferite stări de agregare:

1) gaze: hidrogen H 2, oxigen O 2, azot N 2, fluor F 2, clor C1 2, gaze inerte: He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn

2) lichid: brom Br 2

3) substanțe solide iod I 2, carbon C, siliciu Si, sulf S, fosfor P etc.

Șapte elemente nemetalice formează substanțe simple care există sub formă de molecule diatomice E 2 (hidrogen H 2, oxigen O 2, azot N 2, fluor F 2, clor C1 2, brom Br 2, iod I 2).

Deoarece nu există electroni liberi între atomi în rețeaua cristalină a nemetalelor, aceștia diferă în proprietăți fizice din metale:

¾ nu au luciu;

¾ fragile, au duritate diferită;

¾ conduc prost căldura și electricitatea.

Solidele nemetalice sunt practic insolubile în apă; O 2 , N 2 , H 2 gazos și halogenii au o solubilitate foarte scăzută în apă.

Sunt caracterizate un număr de nemetale alotropie- fenomenul existentei unui element sub forma mai multor substante simple. Modificările alotropice sunt cunoscute pentru oxigen (oxigen O 2 și ozon O 3), sulf (rombic, monoclinic și plastic), fosfor (alb, roșu și negru), carbon (grafit, diamant și carabină etc.), siliciu (cristalin și amorf).

Proprietățile chimice ale nemetalelor

În funcție de activitatea chimică a nemetalelor diferă semnificativ unele de altele. Deci, azotul și gazele nobile intră în reacții chimice numai în condiții foarte dure ( presiune ridicatași temperatură, prezența unui catalizator).

Cele mai reactive nemetale sunt halogenii, hidrogenul și oxigenul. Sulful, fosforul și în special carbonul și siliciul sunt reactivi doar la temperaturi ridicate.

Nemetalele din reacțiile chimice prezintă atât proprietăți oxidante, cât și reducătoare. Cea mai mare capacitate de oxidare este caracteristică halogenilor și oxigenului. În nemetale precum hidrogenul, carbonul, siliciul predomină proprietățile reducătoare.

I. Proprietăți oxidante ale nemetalelor:

1. Interacțiunea cu metalele.În acest caz, se formează compuși binari: cu oxigen - oxizi, cu hidrogen - hidruri, azot - nitruri, halogeni - halogenuri etc.:

2Cu + O 2 → 2CuO

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3

2. Interacțiunea cu hidrogenul. Nemetalele acționează și ca agenți oxidanți în reacțiile cu hidrogenul, formând compuși volatili cu hidrogen:

H2 + C12 → 2HC1

N2 + 3H2 → t, p, cat. 2NH3

3. Interacțiunea cu nemetale. Nemetalele prezintă, de asemenea, proprietăți oxidante în reacțiile cu nemetale mai puțin electronegative:

2P + 5C12 → 2PC15;

C + 2S → CS 2 .

4. Interacțiunea cu substanțe complexe. Proprietățile oxidante ale nemetalelor se pot manifesta și în reacții cu substanțe complexe. De exemplu, apa arde într-o atmosferă de fluor:

2F2 + 2H2O → 4HF + O2.

II. Proprietăți reducătoare ale nemetalelor

1. Interacțiunea cu nemetale. Nemetalele pot prezenta proprietăți reducătoare în raport cu nemetalele cu electronegativitate mai mare și, în primul rând, în raport cu fluor și oxigen:

4P + 5O2 → 2P2O5;

N2 + O2 → 2NO

2. Interacțiunea cu substanțe complexe. Unele nemetale pot fi agenți reducători, ceea ce le permite să fie utilizate în producția metalurgică:

C + ZnO → Zn + CO;

5H 2 + V 2 O 5 → 2V + 5H 2 O.

SiO 2 + 2C → Si + 2CO.

Nemetalele prezintă proprietăți reducătoare atunci când interacționează cu substanțe complexe - agenți oxidanți puternici, de exemplu:

3S + 2KSlO 3 → 3SO 2 + 2KS1;

6P + 5KSlO 3 → ZR 2 O 5 + 5KS1.

C + 2H2S04 → CO2 + 2S02 + 2H20;

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O → ZH 3 RO 4 + 5NO.

Metode generale producția de nemetale

Unele nemetale se găsesc în natură în stare liberă: acestea sunt sulful, oxigenul, azotul, gazele nobile. În primul rând, substanțele simple - nemetalele fac parte din aer.

Cantități mari de oxigen și azot gazos se obțin prin rectificarea aerului (separare).

Cele mai active nemetale - halogenii - se obtin prin electroliza topiturii sau solutiilor din compusi. În industrie, cu ajutorul electrolizei, trei produse cele mai importante sunt obținute simultan în cantități mari: cel mai apropiat analog al fluorului este clorul, hidrogenul și hidroxidul de sodiu. Electrolitul folosit este o soluție de clorură de sodiu introdusă în celulă de sus.

Mai detaliat, metodele de obținere a nemetalelor vor fi discutate mai târziu în prelegerile relevante.