Общая характеристика неметаллов

К неметаллам относятся химические элементы, расположенные в правом верхнем углу периодической таблицы. Это $s$-элементы (водород и гелий) и часть $p$-элементов:

все инертные газы ($VIIIA$-группа);
все галогены ($VIIA$-группа);
четыре элемента $VIA$-группы ($O$, $S$, $Se$, $Te$);
три элемента $VA$-группы ($N$, $P$, $As$);
два элемента $IVA$-группы ($C$, $Si$);
один элемент $IIIA$-группы ($B$).

Рис. $1$. Периодическая система химических элементов

Строение атомов

Вспомним строение наружных электронных слоёв атомов неметаллов. Водород и гелий — элементы первого периода. Их электронные формулы:

{1 s}^{1}

{1 s}^{2}

. Электронные формулы внешних слоёв неметаллов $p$-семейства приведены в таблице.

$IIIA$	$IVA$	$VA$	$VIA$	$VIIA$	$VIIIA$
${ns}^{2} {np}^{1}$	${ns}^{2} {np}^{2}$	${ns}^{2} {np}^{3}$	${ns}^{2} {np}^{4}$	${ns}^{2} {np}^{5}$	${ns}^{2} {np}^{6}$
$B$	$C$, $Si$	$N$, $P$, $As$	$O$, $S$, $Se$, $Te$	$F$, $Cl$, $Br$, $I$, $At$	$Ne$, $Ar$, $Kr$, $Xe$, $Rn$, $Og$

Атомы этих элементов имеют ряд особенностей.

У неметаллов меньшие радиусы атомов по сравнению с металлами.
Внешний электронный слой атомов неметаллов близок к завершению.
Неметаллам характерны высокие значения электроотрицательности ($> 2$ по шкале Полинга).
Валентные электроны атомов неметаллов сильно связаны с ядром и покидают атом с трудом.
Атомы неметаллов способны присоединять электроны до заполнения внешнего электронного слоя, но могут также отдавать валентные электроны более электроотрицательным атомам.

Степени окисления неметаллов

В сложных веществах неметаллы могут проявлять положительные и отрицательные степени окисления. Высшая степень окисления, как правило, совпадает с номером группы. Исключения: а) фтор не проявляет положительных степеней окисления; б) максимальная степень окисления кислорода равна $+2$.

Низшую (минимальную отрицательную) степень окисления для большинства неметаллов можно вычислить, если от номера группы отнять $8$. Например, степень окисления хлора (элемента седьмой группы) равна $-1$ ($7 - 8$), а селена (элемента шестой группы) равняется $-2$ ($6 - 8$). Исключением является водород, у которого низшая степень окисления равна $-1$.

У всех неметаллов, кроме фтора, степени окисления переменные. Например, азот образует соединения, в которых он проявляет все степени окисления от минимального значения до максимального: $-3$, $-2$, $-1$, $0$, $+1$, $+2$, $+3$, $+4$, $+5$.

Обрати внимание!

Инертные газы не проявляют отрицательных степеней окисления.

Гелий, неон, аргон не образуют устойчивых соединений, а для ксенона, криптона и радона получены вещества, в которых они положительные:

\overset{+ 4}{{XeF}_{4}}

\overset{+ 2}{{RnF}_{2}}

Неметаллические свойства

Под неметаллическими свойствами обычно понимают способность атомов притягивать электроны. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у фтора; у него самая высокая электроотрицательность.

Если использовать для сравнения периодическую систему, то нужно помнить, что с увеличением порядкового номера неметаллические свойства и электроотрицательность в периодах усиливаются, а в группах — ослабевают.

Рис. $2$. Шкала электроотрицательности по Полингу

Строение простых веществ

Атомы неметаллов (кроме инертных газов) в простых веществах соединены ковалентной неполярной связью. В твёрдом состоянии простые вещества-неметаллы образуют два вида кристаллических решёток: молекулярную и атомную. Тип кристаллической решётки определяет физические свойства вещества.

Вещества с молекулярной решёткой летучие, имеют низкие температуры кипения и плавления. При обычных условиях они твёрдые (сера, белый фосфор, йод), жидкие (бром) и газообразные (водород, кислород, азот, фтор, хлор, инертные газы). Молекулы неметаллов имеют разный состав. Они бывают:

одноатомные — $He$, $Ne$, $Ar$, $Kr$, $Xe$, $Rn$;
двухатомные — $H_{2}$ , $O_{2}$ , $N_{2}$ , $F_{2}$ , ${Cl}_{2}$ , ${Br}_{2}$ , $I_{2}$ ;
многоатомные — $O_{3}$ , $P_{4}$ , $S_{8}$ .

Вещества с атомной решёткой твёрдые, тугоплавкие, нелетучие и нерастворимые. Такое строение имеют бор, кремний, алмаз, графит, красный фосфор.

Многим неметаллам свойственна аллотропия. Примеры аллотропных модификаций:

кислород — кислород и озон;
углерод — алмаз, графит, карбин, фуллерены;
сера — сера ромбическая, сера моноклинная, сера пластическая;
фосфор — фосфор белый, фосфор красный, фосфор чёрный.

Один элемент может образовывать вещества с атомной и молекулярной кристаллическими решётками. Так, фосфор белый имеет молекулярное строение, а фосфор красный — атомное; углерод образует вещества с атомной решёткой — алмаз и графит, а также молекулярные фуллерены.

Нахождение в природе

Основу всех живых организмов составляют органогенные неметаллы: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера.

Три четверти массы земной коры тоже приходится на неметаллы. В неживой природе неметаллы встречаются в виде простых веществ (азот, кислород, бор, углерод, сера) или входят в состав соединений (оксиды, сульфиды, фосфаты, карбонаты, силикаты и т. д.).

Источники:

Вернуться в тему

Следующая теория

Отправить отзыв

Нашёл ошибку?

Сообщи нам!

\(IIIA\)	\(IVA\)	\(VA\)	\(VIA\)	\(VIIA\)	\(VIIIA\)
${ns}^{2} {np}^{1}$	${ns}^{2} {np}^{2}$	${ns}^{2} {np}^{3}$	${ns}^{2} {np}^{4}$	${ns}^{2} {np}^{5}$	${ns}^{2} {np}^{6}$
\(B\)	\(C\), \(Si\)	\(N\), \(P\), \(As\)	\(O\), \(S\), \(Se\), \(Te\)	\(F\), \(Cl\), \(Br\), \(I\), \(At\)	\(Ne\), \(Ar\), \(Kr\), \(Xe\), \(Rn\), \(Og\)

1. Общая характеристика неметаллов

Теория: