3. Химические свойства неметаллов

В химических реакциях неметаллы могут проявить себя и как восстановители, и как окислители. Из общих химических свойств неметаллов отметим их способность взаимодействовать с металлами, с водородом и кислородом.

В реакциях с металлами неметаллы проявляют себя как окислители.

 

А. Особенно активно с металлами взаимодействуют галогены. В результате реакций соединения образуются соли — галогениды.

 

Например, при взаимодействии алюминия с иодом образуется иодид алюминия ${\mathit{AlI}}_3$ :

$2\stackrel{0}{\mathit{Al}}+3\stackrel{0}{I_2}\stackrel{H_{2}O}{⟶}2\stackrel{+3}{\mathit{Al}}\stackrel{-1}{I_3}$.

 

Вода в этой химической реакции является катализатором.

 

Железо активно реагирует с хлором, образуя хлорид железа(\(III\)) ${\mathit{FeCl}}_3$:

$2\stackrel{0}{\mathit{Fe}}+3\stackrel{0}{{\mathit{Cl}}_2}\stackrel{t^o}{⟶}2\stackrel{+3}{\mathit{Fe}}\stackrel{-1}{{\mathit{Cl}}_3}$.

 

Реакция соединения алюминия с серой начинается после того, как смесь веществ нагрели. Продуктом реакции является сульфид алюминия $\mathit{Al}{}_{2}S_3$:

$2\stackrel{0}{\mathit{Al}}+3\stackrel{0}{S}\stackrel{t^o}{⟶}\stackrel{+3}{{\mathit{Al}}_2}\stackrel{-2}{S_3}$.

 

Химическое взаимодействие между натрием и серой протекает при простом механическом смешивании. В результате образуется сульфид натрия $\mathit{Na}{}_{2}S$:

 

По сравнению с другими неметаллами водород имеет невысокую электроотрицательность. В силу этой причины в реакциях с другими неметаллами, как правило, данный химический элемент будет восстановителем, а другие неметаллы — окислителями.

 

В таких реакциях образуются летучие водородные соединения, состав молекул которых отвечает общей формуле $R{H}_x$, где \(R\) — неметалл, а \(х\) — индекс, указывающий число атомов водорода в молекуле образовавшегося вещества. Этот индекс численно совпадает с валентностью неметалла, с которым водород соединяется.

 

Например, в реакции соединения водорода с хлором образуется газ хлороводород \(HCl\):

$\stackrel{0}{H_2}+\stackrel{0}{{\mathit{Cl}}_2}\stackrel{t^o}{⟶}2\stackrel{+1}{H}\stackrel{-1}{\mathit{Cl}}$.

 

 

Взаимодействие водорода с азотом происходит при выcокой температуре и давлении. В промышленности для ускорения данного процесса используют катализатор. Продуктом взаимодействия этих двух неметаллических веществ является газ аммиак ${\mathit{NH}}_3$:

$\stackrel{0}{N_2}+3\stackrel{0}{H_2}\stackrel{t^o,p}{\rightleftarrows }2\stackrel{-3}{N}\stackrel{+1}{H_3}$.

 

Кислород имеет высокую электроотрицательность, поэтому в реакциях с другими неметаллами он является окислителем, а другие неметаллы — восстановителями.

В результате соединения кислорода с другими неметаллами образуются оксиды.

Например, сера сгорает в кислороде, образуя сернистый газ или оксид серы(\(IV\)) ${\mathit{SO}}_2$:

$\stackrel{0}{S}+\stackrel{0}{O_2}\to \stackrel{+4}{S}\stackrel{-2}{O_2}$.

 

 

Фосфор энергично cгорает в кислороде ярким пламенем. В ходе реакции образуются белые клубы оксида фосфора(\(V\)) $P{}_{2}O_5$:

 

$4\stackrel{0}{P}+5\stackrel{0}{O_2}\to 2\stackrel{+5}{P_2}\stackrel{-2}{O_5}$.

 

  

В то же самое время взаимодействие кислорода с химически малоактивным азотом протекает медленно и начинается только при очень высокой температуре. Продуктом реакции является газообразный оксид азота(\(II\)) $\mathit{NO}$:

 

$\stackrel{0}{N_2}+\stackrel{0}{O_2}\stackrel{t^o}{⟶}2\stackrel{+2}{N}\stackrel{-2}{O}$.

 

Такая химическая реакция протекает в атмосфере при разряде молнии, а также в цилиндрах двигателей при сгорании топлива.