Неметаллы Периодической таблицы: свойства и примеры

Что такое неметаллы?

В химии неметалл — химический элемент, который в целом не обладает преобладающими металлическими свойствами; они варьируются от бесцветных газов до блестящих и рефрактерных (высокоплавких) твердых тел. Электроны в неметаллах ведут себя иначе, чем в металлах.

С некоторыми исключениями, электроны в неметаллах зафиксированы на месте, в результате чего неметаллы обычно плохие проводники тепла и электричества и ломкие или крошки при твердом состоянии.

Электроны в металлах обычно свободно движущиеся, поэтому металлы хорошие проводники и большинство легко раскатываются в листы и вытягиваются в проволоку. Атомы неметаллов умеренно до высоко электроотрицательны; они стремятся привлекать электроны в химических реакциях и образовывать кислотные соединения.

Два неметалла, водород и гелий, составляют около 99% обычной материи в наблюдаемой Вселенной по массе. Пять неметаллических элементов — водород, углерод, азот, кислород и кремний — в основном составляют земную кору, атмосферу, океаны и биосферу.

Большинство неметаллов имеют биологические, технологические или бытовые роли или применения. Живые организмы состоят почти полностью из неметаллов: водорода, кислорода, углерода и азота. Почти все неметаллы имеют индивидуальное применение в медицине и фармацевтике; лазерах и освещении; и бытовых предметах.

Каковы неметаллы в Периодической таблице?

Металлы находятся слева от линии (кроме водорода, который неметалл в левом верхнем углу), неметаллы — справа от линии, а элементы непосредственно рядом с линией — металлоиды.

Неметаллы имеют высокие энергии ионизации и высокие электронные сродства, поэтому они относительно легко приобретают электроны и с трудом теряют их. У них также большее число валентных электронов и они уже близки к полному октету из восьми электронов.

Неметаллы приобретают электроны до тех пор, пока у них не станет столько же электронов, сколько у ближайшего благородного газа (Группа 8A), образуя отрицательно заряженные анионы с зарядами, равными номеру группы минус восемь.

То есть неметаллы Группы 7A образуют заряд 1-, Группы 6A — 2-, Группы 5A — 3-. Элементы Группы 8A уже имеют восемь электронов на валентной оболочке, мало склонны приобретать или терять электроны и не легко образуют ионные или молекулярные соединения.

Ионные соединения удерживаются вместе в регулярном массиве, называемом кристаллической решеткой, силами притяжения между противоположно заряженными катионами и анионами. Эти силы очень сильны, поэтому большинство ионных соединений имеют очень высокие температуры плавления. Например, хлорид натрия NaCl плавится при 801 °C, оксид алюминия Al₂O₃ — при 2054 °C.

Ионные соединения обычно твердые, жесткие и ломкие. Они не проводят электричество, потому что ионы не свободны двигаться в твердой фазе, но могут проводить при растворении в воде.

Когда неметаллы объединяются с другими неметаллами, они стремятся делить электроны в ковалентных связях вместо формирования ионов, в результате чего образуются нейтральные молекулы. Имейте в виду, что так как водород также неметалл, соединение водорода с другим неметаллом также даст ковалентную связь.

Молекулярные соединения могут быть газами, жидкостями или твердыми телами с низкой температурой плавления и представляют широкое множество веществ.

Список неметаллов в Периодической таблице

Полный список всех 18 неметаллов в Периодической таблице.

Атомный номер	Символ	Название элемента
1	H	Водород
2	He	Гелий
6	C	Углерод
7	N	Азот
8	O	Кислород
9	F	Фтор
10	Ne	Неон
15	P	Фосфор
16	S	Сера
17	Cl	Хлор
18	Ar	Аргон
34	Se	Селен
35	Br	Бром
36	Kr	Криптон
53	I	Йод
54	Xe	Ксенон
85	At	Астатин
86	Rn	Радон

Свойства неметаллов

В общем, неметаллы ломкие, тусклые и плохие проводники тепла и электричества. Они склонны иметь более низкие температуры плавления, чем металлы. Большинство неметаллов существуют в двух из трех состояний вещества при комнатной температуре: газах и твердых телах, за исключением брома, который существует как жидкость.

Неметаллы имеют высокие энергии ионизации и электроотрицательности. Большинство неметаллов способны легко приобретать электроны. Неметаллы демонстрируют широкий спектр химических свойств и реактивности.

Физические свойства неметаллов

Следующие свойства неметаллов:

• Неметаллы имеют высокие энергии ионизации.
• Они имеют высокие электроотрицательности.
• Неметаллы — изоляторы, то есть плохие проводники электричества.
• Они тусклые, не имеют металлического блеска.
• Неметаллы плохие проводники тепла. Плохие теплопроводники.
• Они очень слабые и ломкие. Легко ломаются или крошатся.
• Неметаллы имеют низкую плотность. Легки для своего размера.
• Не являются хорошими проводниками звука и не издают звуков при ударе.
• Склонны легко приобретать электроны.
• Неметаллы могут быть твердыми, жидкими или газообразными.
• Неметаллы образуют кислотные оксиды.
• Они хорошие окислители.
• Обычно у неметаллов 4–8 электронов на внешней оболочке.

Химические свойства неметаллов

Химические свойства неметаллов:

• Неметаллы плохие проводники тепла и электричества. Графит и газовый углерод — исключения.
• В отличие от металлов, неметаллы не кованы и не тягучи.
• Неметаллы реагируют больше с металлами, чем с неметаллами.
• Обычно неметаллы реагируют с другими неметаллами при высоких температурах.
• Большинство неметаллов не реагируют с воздухом при комнатной температуре.
• Белый фосфор — единственный неметалл, реагирующий с воздухом для образования оксида при горении.
• Обычно неметаллы не реагируют с водой. Кроме хлора: хлор растворяется в воде, образуя кислотный раствор.
• Неметаллы имеют низкую плотность.
• Они не образуют сплавы. Однако неметаллы вроде углерода, кремния, фосфора.
• Неметаллы существуют во всех состояниях вещества при комнатной температуре.
• Разные неметаллы имеют разные реакции.
• Хлор — самый реактивный металл в галогенной семье: Хлор (Cl), Бром (Br), Йод (I), Фтор (F). Порядок реактивности галогенов: Cl > Br > I.
• Следовательно, Хлор (Cl) может вытеснять Бром (Br) и Йод (I) из растворов бромидов (NaBr) и йодидов (NaI).
• Ионные твердые тела образуются, когда неметаллы с высокой электроотрицательностью реагируют с щелочными и щелочноземельными металлами.

Примеры неметаллов

Примеры неметаллов: водород, углерод, хлор, гелий, фтор, азот, фосфор, селен.

Газообразные неметаллы

Большинство неметаллов — прозрачные беззапаховые газы при комнатной температуре. Водород, гелий, азот, кислород, неон, аргон, криптон, ксенон, радон — все в эту категорию. 78% атмосферы — азота, 20% — кислорода.

Хлор — желто-зеленый газ с резким запахом, жгущим ноздри в высоких дозах. Можно понюхать в хлорированном бассейне. Фтор — желтый газ, не менее неприятный и определенно более токсичный. Радон нестабилен и часто радиоактивен. Проникает в подвалы и должен выкачиваться вентиляцией.

Бром — коричневая жидкость при комнатной температуре, легко испаряется в темно-оранжевый газ. Единственный неметалл в жидкой форме. Как хлор и фтор, бром имеет резкий запах и может быть довольно токсичным.

Твердые неметаллы

Оставшиеся элементы — углерод, фосфор, сера, селен, йод — существуют в твердой форме при комнатной температуре. У каждого несколько разных твердых форм, хотя некоторые чаще других.

Например, углерод чаще как графит, но также образует алмазы. Самая распространенная форма серы — желтое ломкое твердое тело со вкусом гнилых яиц. Фосфор имеет много форм, одна — газ, белый фосфор, воспламеняющийся на кислороде. Йод часто коричневое твердое тело, легко сублимирующееся в фиолетовые пары.

Благородные газы

Шесть неметаллов классифицированы как благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радиоактивный радон. В обычных таблицах занимают правый столбец. Названы благородными газами из-за характерной очень низкой химической реактивности.

У них очень похожие свойства: все бесцветные, беззапаховые, негорючие. С закрытыми внешними электронными оболочками благородные газы имеют слабые межатомные силы притяжения, в результате очень низкие температуры плавления и кипения. Поэтому все газы под стандартными условиями, даже с атомными массами больше многих обычно твердых элементов.

Химически благородные газы имеют относительно высокие энергии ионизации, нулевые или отрицательные электронные сродства и относительно высокие электроотрицательности. Соединений благородных газов сотни, список растет, большинство через кислород или фтор, 결합енных с криптоном, ксеноном или радоном.

FAQ

Что такое неметаллы?

В химии неметалл — химический элемент, в целом не обладающий преобладающими металлическими свойствами; варьируются от бесцветных газов до блестящих и рефрактерных твердых тел. Электроны в неметаллах ведут себя иначе, чем в металлах.

Каковы 10 неметаллов?

17 неметаллических элементов: водород, гелий, углерод, азот, кислород, фтор, неон, фосфор, сера, хлор, аргон, селен, бром, криптон, йод, ксенон, радон.

Сколько неметаллов в Периодической таблице?

В Периодической таблице 18 неметаллов. Все находятся в правом верхнем углу (Водород — в левом верхнем). Учитывая Астатин как неметалл, всего 18. Если исключить Астатин (At), то 17 неметаллов.

Почему это число неточно?

Потому что нет общепринятого определения металлов, неметаллов и полуметаллов. Химик может определять неметаллы по химическим свойствам, физик — по плотности или атомному номеру. Поэтому можно сказать, что общее число неметаллов 17 или 18.

Примеры неметаллов?

Примеры: водород, углерод, хлор, гелий. Свойства: относительно низкая температура кипения, плохая проводимость; твердые неметаллы тусклые и ломкие.

Где найти неметаллы в Периодической таблице?

Металлы слева от линии (кроме водорода), неметаллы справа, элементы рядом с линией — металлоиды.

В какой группе неметаллы?

Группа VIIA — единственная группа, где все элементы неметаллы. Содержит F, Cl, Br, I, At. Другое название — галогены (образователи соли).

Какие химикаты похожи на неметаллы?

Неметаллы разделяют многие свойства: они либо газ (водород, кислород, азот), либо твердое тело (углерод, сера) под стандартными условиями. Не хорошие проводники электричества или тепла. Очень ломкие в твердой форме.

Для чего используют неметаллы?

Жидкий водород — ракетное топливо. Углерод как графит — электроды электролитических и сухих элементов. Азот — производство аммиака, азотной кислоты, удобрений. Азот консервирует пищевые материалы.

Применение неметаллов в быту?

Для электропроводов, кухонной утвари — медь. Защитное покрытие для железа — цинк. Алюминий — электрические кабели, упаковка, посуда. Неметаллы: водород в синтезе аммиака и спирта, сварочные горелки и т.д.

Кто открыл неметаллы?

В 1789 году французский химик Антуан Лавуазье пытался сгруппировать элементы как металлы и неметаллы. Сорок лет позже немецкий физик Иоганн Вольфганг Дёберейнер заметил сходства в физических и химических свойствах определенных элементов.

Каковы свойства неметалла?

Физические свойства неметаллов: некованы и нетягучи — очень ломкие, не катятся в проволоку и не коваются в листы. Проводимость: плохие проводники тепла и электричества. Блеск: нет металлического блеска, не отражают свет.

Каковы характеристики неметаллов?

В элементарной форме неметаллы могут быть газом, жидкостью или твердым телом. Не блестящие и не проводят тепло или электричество хорошо. Обычно температуры плавления ниже металлов, есть исключения. Твердые тела легко ломаются, не гнутся как металлы.

Какая самая вероятная причина, что неметаллы — электрические изоляторы?

Так как валентные оболочки атомов неметаллов почти полны, атомы привлекают электроны и удерживают их плотно, чтобы заполнить валентные оболочки.

Неметаллы тусклые?

Типичные неметаллы имеют тусклый, окрашенный или безцветный внешний вид; ломкие в твердом состоянии; плохие проводники тепла и электричества, имеют кислотные оксиды.

Как кислород — неметалл?

Большие значения электроотрицательности и электронного сродства кислорода типичны для элементов, показывающих только неметаллическое поведение. Во всех соединениях кислород принимает отрицательную степень окисления, как ожидается от двух наполовину заполненных внешних орбиталей.

Неметаллы хорошие изоляторы?

Неметаллы не пропускают ни тепло, ни электричество легко. Они изоляторы. Например, тепло не проходит легко через воздух. Воздух — смесь нескольких неметаллических газов, таких как кислород и азот.

Неметаллы полупроводники?

Эти элементы, называемые металлоидами или иногда полуметаллами, проявляют свойства и металлов, и неметаллов. Структуры похожи на неметаллы, но элементы — электрические полупроводники.

Неметаллы невидимы?

Они не особенно кованы, и в то время как большинство металлов блестящие, неметаллы могут быть тускло окрашенными, черными (углерод в некоторых формах/аллотропах) или невидимыми, как большинство газовых неметаллов.

Какой самый реактивный неметалл?

Элемент фтор — самый реактивный неметалл. Не встречается в природе как свободный элемент. Фтористый газ взрывоопасно реагирует со многими элементами и соединениями и считается одним из самых опасных известных веществ.