Как определить что металл а что неметалл

Неметаллы. Физические и химические свойства

Положение неметаллов в периодической системе

Как же определить, относится вещество к металлам или к неметаллам?

Если внимательно посмотреть на Периодическую систему Д.И. Менделеева (подробно с классификацией элементов знакомимся в параграфе 42 учебника по химии для 8 класса под редакцией Еремина В.В.) и провести условную диагональ от водорода через бор до астата и неоткрытого пока элемента № 118, таблица неметаллов займет правый верхний угол.

Каждый горизонтальный период таблицы заканчивается элементом с завершенным внешним энергетическим уровнем. Эта группа элементов носит название благородные газы и имеет особые свойства, с которыми можно познакомиться в параграфе 18 учебника «Химия» для 8 класса под редакцией Еремина В.В.

При рассмотрении электронного строения неметаллов можно заметить, что энергетические уровни атома заполнены электронами больше чем на 50% (исключение – бор), и у элементов, расположенных в таблице справа налево количество электронов на внешнем уровне увеличивается. Поэтому в химических реакциях эта группа веществ может быть как акцептором электронов с окислительными свойствами, так и донором электронов с восстановительными свойствами.

Вещества, образующие диагональ бор-кремний-германий-мышьяк-теллур, являются уникальными, и в зависимости от реакции и реагента могут проявлять как металлические, так и неметаллические свойства. Их называют металлоиды. В химических реакциях они проявляют преимущественно восстановительные свойства.

Физические свойства неметаллов. Аллотропия

Если смотреть на металлы, то невооруженным глазом можно заметить общие свойства — металлический блеск, твердое агрегатное состояние (исключение — жидкая ртуть), тепло- и электропроводность.

С неметаллами все намного сложнее. Они могут иметь молекулярное и немолекулярное строение. Благодаря различиям в строении, простые вещества неметаллы существуют в трех агрегатных состояниях:

Большинство из неметаллических веществ плохо проводят электричество и тепло.

Исключением является графит — разновидность углерода.

Аллотропия — уникальная способность неметаллического элемента образовывать несколько простых веществ. В естественной среде существуют аллотропные модификации элементов, которые отличаются физическими и химическими свойствами. К ним относятся озон и кислород, графит и алмаз. Подробнее о физических свойствах неметаллов вы можете узнать в учебнике «Химия. 9 класс».

Химические свойства неметаллов

Как мы разобрали выше, группа неметаллов довольно полиморфна и в зависимости от типа реакций, в которых они участвуют, могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства. Фтор — исключение в этом ряду. Он всегда окислитель.

В ряду F,O,N,CL,Br,I,S,C,Se,P,As,Si,H окислительные свойства уменьшаются. Восстановительные свойства кислород может проявлять только в отношении фтора.

В этом типе реакций проявляются окислительные свойства и неметаллы принимают электроны с образованием отрицательно заряженных частиц.

Практически все неметаллы реагируют с водородом. Лишь благородные газы составляют исключение для реакций данного типа. Продуктом реакции являются летучие водородные соединения:

P + 5O₂ = 2P₂O₅

4. Взаимодействие с водой и кислотами для неметаллов не характерно.

История открытия неметаллов

Медная посуда, железные орудия труда, золотые украшения — издавна человек замечал, что у всех этих веществ есть определенные общие свойства:

В противовес металлам были и другие вещества, не обладающие металлическими свойствами, и названные соответственно неметаллами. Практически до конца XVII века ученым-алхимикам было известно всего лишь два вещества-неметалла — углерод и сера.

В 1669 году Бранд в поисках «философского камня» открыл белый фосфор. И за короткий период с 1748 по 1798 годы было открыто около 15 новых металлов и 5 неметаллов.

В настоящее время открыто 22 неметаллических элемента.

Источник

Усиление металлических и неметаллических свойств в таблице

Периодическая таблица Дмитрия Ивановича Менделеева очень удобна и универсальна в своём использовании. По ней можно определить некоторые характеристики элементов, и что самое удивительное, предсказать некоторые свойства ещё неоткрытых, не обнаруженных учёными, химических элементов (например, мы знаем некоторые свойства предполагаемого унбигексия, хотя его ещё не открыли и не синтезировали).

Что такое металлические и неметаллические свойства

Эти свойства зависят от способности элемента отдавать или притягивать к себе электроны. Важно запомнить одно правило, металлы – отдают электроны, а неметаллы – принимают. Соответственно металлические свойства – это способность определённого химического элемента отдавать свои электроны (с внешнего электронного облака) другому химическому элементу. Для неметаллов всё в точности наоборот. Чем легче неметалл принимает электроны, тем выше его неметаллические свойства.

Металлы никогда не примут электроны другого химического элемента. Такое характерно для следующих элементов;

С неметаллами дела обстоят похожим образом. Фтор больше всех остальных неметаллов проявляет свои свойства, он может только притянуть к себе частицы другого элемента, но ни при каких условиях не отдаст свои. Он обладает наибольшими неметаллическими свойствами. Кислород (по своим характеристикам) идёт сразу же после фтора. Кислород может образовывать соединение с фтором, отдавая свои электроны, но у других элементов он забирает отрицательные частицы.

Список неметаллов с наиболее выраженными характеристиками:

Неметаллические и металлические свойства объясняются тем, что все химические вещества стремятся завершить свой энергетический уровень. Для этого на последнем электронном уровне должно быть 8 электронов. У атома фтора на последней электронной оболочке 7 электронов, стремясь завершить ее, он притягивает ещё один электрон. У атома натрия на внешней оболочке один электрон, чтобы получить 8, ему проще отдать 1, и на последнем уровне окажется 8 отрицательно заряженных частиц.

Благородные газы не взаимодействуют с другими веществами именно из-за того, что у них завершён энергетический уровень, им не нужно ни притягивать, ни отдавать электроны.

Как изменяются металлические свойства в периодической системе

Периодическая таблица Менделеева состоит из групп и периодов. Периоды располагаются по горизонтали таким образом, что первый период включает в себя: литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород и так далее. Химические элементы располагаются строго по увеличению порядкового номера.

Группы располагаются по вертикали таким образом, что первая группа включает в себя: литий, натрий, калий, медь, рубидий, серебро и так далее. Номер группы указывает на количество отрицательных частиц на внешнем уровне определённого химического элемента. В то время, как номер периода указывает на количество электронных облаков.

Металлические свойства усиливаются в ряду справа налево или, по-другому, ослабевают в периоде. То есть магний обладает большими металлическими свойствами, чем алюминий, но меньшими, нежели натрий. Это происходит потому, что в периоде количество электронов на внешней оболочке увеличивается, следовательно, химическому элементу сложнее отдавать свои электроны.

В группе все наоборот, металлические свойства усиливаются в ряду сверху вниз. Например, калий проявляется сильнее, чем медь, но слабее, нежели натрий. Объяснение этому очень простое, в группе увеличивается количество электронных оболочек, а чем дальше электрон находится от ядра, тем проще элементу его отдать. Сила притяжения между ядром атома и электроном в первой оболочке больше, чем между ядром и электроном в 4 оболочке.

Сравним два элемента – кальций и барий. Барий в периодической системе стоит ниже, чем кальций. А это значит, что электроны с внешней оболочки кальция расположены ближе к ядру, следовательно, они лучше притягиваются, чем у бария.

Сложнее сравнивать элементы, которые находятся в разных группах и периодах. Возьмём, к примеру, кальций и рубидий. Рубидий будет лучше отдавать отрицательные частицы, чем кальций. Так как он стоит ниже и левее. Но пользуясь только таблицей Менделеева нельзя однозначно ответить на этот вопрос сравнивая магний и скандий (так как один элемент ниже и правее, а другой выше и левее). Для сравнения этих элементов понадобятся специальные таблицы (например, электрохимический ряд напряжений металлов).

Как изменяются неметаллические свойства в периодической системе

Неметаллические свойства в периодической системе Менделеева изменяются с точностью до наоборот, нежели металлические. По сути, эти два признака являются антагонистами.

Неметаллические свойства усиливаются в периоде (в ряду справа налево). Например, сера способна меньше притягивать к себе электроны, чем хлор, но больше, нежели фосфор. Объяснение этому явлению такое же. Количество отрицательно заряженных частиц на внешнем слое увеличивается, и поэтому элементу легче закончить свой энергетический уровень.

Неметаллические свойства уменьшаются в ряду сверху вниз (в группе). Например, фосфор способен отдавать отрицательно заряженные частицы больше, чем азот, но при этом способен лучше притягивать, нежели мышьяк. Частицы фосфора притягиваются к ядру лучше, чем частицы мышьяка, что даёт ему преимущество окислителя в реакциях на понижение и повышение степени окисления (окислительно-восстановительные реакции).

Сравним, к примеру, серу и мышьяк. Сера находится выше и правее, а это значит, что ей легче завершить свой энергетический уровень. Как и металлы, неметаллы сложно сравнивать, если они находятся в разных группах и периодах. Например, хлор и кислород. Один из этих элементов выше и левее, а другой ниже и правее. Для ответа придётся обратиться к таблице электроотрицательности неметаллов, из которой мы видим, что кислород легче притягивает к себе отрицательные частицы, нежели хлор.

Периодическая таблица Менделеева помогает узнать не только количество протонов в атоме, атомную массу и порядковый номер, но и помогает определить свойства элементов.

Видео

Видео поможет вам разобраться в закономерности свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам.

Источник

Металлы и неметаллы

Содержание:

Неметаллы – это все элементы (и простые вещества), не являющиеся металлами. В нашей периодической таблице символы неметаллов красные, а металлов – синие.

На странице -> решение задач по химии собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам химии.

Металлы и неметаллы

Весь естественный мир состоит из химических элементов И даже далекие галактики состоят из тех же химических элементов что и наша Земля.

Химические элементы делятся на металлы и неметлллы

Все металлы (кроме ртути) твердые при нормальных условиях. Однако твердость их различна.

Некоторые неметллы в свободном виде при комнатной температуре являются газами, другие — твердые, и один — жидкий.

Металлы и неметаллы отличаются в первую очередь строением. Изобразим строение атома натрия и хлора

Сравните строение их внешних уровней. Легко заметить, что у металлов небольшое число электронов поэтому они легко отдают наружные электроны и проявляют восстановительные свойства. Склонность металла отдавать электроны зависит от его строения прежде всего, от размера атомов: чем больше атомные радиусы, тем легче металл отдает электроны.

В периодической системе свойства металлов и неметаллов изменяются в периодах и группах (рис. 36).

Наблюдаются раличия и в радиусах атомов этих элементов (рис. 37),

Аналогично существует различие в образовании химической связи у металлов и неметаллов:

Существуют различия и в кристаллических решетках простых веществ. У металлов только металлическая кристаллическая решетка, а неметаллам характерны атомные и молекулярные кристаллические решетки:

Безусловно, различия в строении атомов, видах химических связей и кристаллическом строении приводят к различиям в физических свойствах металлов и неметаллов (табл. 14).

Используя полученные знания in курса химии, на практике сравните физические свойства меди и серы.

Химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Металлы — твердые вещества <кроме ртути). Неметаллы находятся в различных агрегатных состояниях.

Строение металлов и неметаллов — главная отличительная характеристика. Металлы имеют металлическую кристаллическую решетку. А неметаллам присущи молекулярные и атомные кристаллические решетки. Металлы проявляют восстановительные. а неметаллы окислительные свойства.

Сравнение химических свойств ii способов получения металлов и неметаллов

Атомы металлов, не обладая склонностью принимать электроны, могут только их отдавать пли обобщать. Все металлы в тон или иной степени проявляют восстановительные свойства.

Казалось бы, что самым активным из металлов должен быть фракций. Однако самый из долгоживущих изотопов фракция имеет период полураспада 22.3 мин. Его равновесное содержание в земной коре только 340 г. Кроме него имеется еще один вид с периодом полураспада 3.0 млн. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0.5 г.

Вследствие этого из применяемых металлов все-таки самым активным считается цезий.

Его легкость отдачи своего наружного электрона нашла применение в фотоэлементах.

Сравнительная активность металлов определяется схим рядом активности (приводится в сокращении):

Расположение лития на первом месте в этом ряду объясняется легкостью образования гидратной оболочки в водных растворах кислот и солей.

Из расположения металлов в этом ряду видно, что самыми активными металлами являются металлы с одним внешним электроном, а самыми устойчивыми — плашка и золото. Химические свойства металлов (рис. 37).

1. С неметаллами (не со всеми ):

Наиболее активные металлы легко реагируют с галогенами и кислородом. а с азотом реагируют только литий, кальций и магний.

Реагируя с кислородом, большинство металлов образует оксиды, а наиболее активные —пероксиды и другие более сложные соединения.

2. С оксидами менее активных мешаное :

3. С растворами кислот

В этом случае возможность реакции легко определяется по ряду напряжении (реакция протекает, если металл в ряду напряжений стоит до водорода).

4. С растворами солей :

Для определения возможности протекания реакции здесь также используется ряд напряжений.

5. Краме того, наиболее активные металлы (щелочные и щелочно-земельные ) реагируют с водой :

Большинство металлов в промышленности получают восстанавливая их оксиды:

В лаборатории этого часто используют водород. Наиболее активные металлы как в промышленности, так и в лаборатории получают с помощью электролиза.

В лаборатории менее активные металлы могут быть восстановлены из растворов их солен более активными металлами.

Неметаллы. В отличие от металлов, неметаллы обладают склонностью присоединять электроны, т, е. могут проявлять окислительные свойства. Самый активный неметалл — фтор. Он бурно взаимодействует почти со всеми веществами и с большинством из них — с горением и со взрывом. Контакт фтора с водородом приводит: к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах В атмосфере фтора горят даже вода и платина. Фтор также способен окислять кислород. образуя фторид кислорода

Неметаллы могут окислять:

2. Другие неметаллы :

3. Многие сложные вещества :

Фтор — самый сильный окислитель. Ненамного уступают ему кислород и хлор (обратите внимание на их положение в системе элементов).

В значительно меньшей степени окислительные свойства проявляют бор. графит, алмаз, кремний и другие простые вещества, образованные элементами, примыкающими к границе между металлами и неметаллами. Атомы этих элементов менее склонны присоединять электроны. Именно эти вещества (особенно графит и водород) способны проявлять восстановительные свойства:

Неметаллы получают из природных соединении, например, путем электролиза пли сложных окислительно-восстановительных процессов.

Металлы проявляют в химических реакциях свойства восстановителем. а неметаллы — свойства окислителей.
Сравнительная активность металлов определяется электрохимическим рядом активности. Метаны и неметаллы взаимодействуют с простыми и сложными веществами. Все металлы — восстановители, при взаимодействии с другими веществами отдают свои элекроны и окисляются. Самые сальные восстановители — щелочные металлы, А неметаллы при взаимодействии с другими веществами присоединяют электроны и восстанавливаются. Самый сильный окислитель — фтор.

Соединения металлов и неметаллов

После того как мы сравнили строение п свойства простых веществ металлов и неметаллов, можно приступить к более полном классификации и сравнению свойств важнейших соединений металлов и неметаллов.

Общие формулы водородных соединений по группам периодической системы химических элементов приведены в таблице 15.

С кислородом неметаллы образуют кислотные оксиды, В одних оксидах они проявляют максима льнуло степень окисления, равную номеру группы (например. а в других — более низкую (например,Кислотным оксидам соответствуют кислоты, причем из двух кислородных кислот одного неметалла сильнее та. в которой он проявляет более высокую степень окисления. Например, азотная кислота сильнее азотистой а серная кислота сильнее сернистой

Характеристики кислородных соединений неметаллов

1. Свойства высших оксидов в периодах слева направо постепенно изменяются от основных к кислотным

2. В группах сверху вниз кислотные свойства высших оксидов постепенно ослабевают. Об этом можно судить по свойствам кислот, соответствующих этим оксидам.

Кислородные соединения металлов представлены в таблице 16

Как видите. важнейшие классы химических веществ различаются по разным классификационным признакам. Но по какому бы признаку мы ни выделяли класс веществ. все вещества этого класса обладают общими химическими свойствами. Соединения металлов и неметаллов могут взаимодействовать между собой, так как их свойства противоположны.

Между всеми соединениями металлов и неметаллов существует генетическая связь, с которой вы уже знакомы (рис. 38).

С кислородом неметаллы образуют кислотные оксиды, а металлы — основные оксиды. Соединения металлов и неметаллов могут взаимодействовать между собой, так как их свойства противоположны. Между всеми соединениями металлов и неметаллов существует генетическая связь.

Биологическая роль металлов и неметаллов в жизнедеятельности живых организмов

Хорошо известно, что организмы в своем составе содержат различные химические элементы. В то же время организм человека нуждается в регулярном поступлении элементов извне, т. е. в химически сбалансированной пище. так как недостаток или избыток любого из элементов отрицательно сказывается на здоровье человека.

По современным представлениям из 118 известных элементов незаменимыми являются 22. Углерод, водород, азот и кислород не входят в этот список — они слишком широко природе.

К этой группе относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций, Оиэло 96% от массы тела человека приходится на водород (H), кислород (О), углерод (С), азот (N). Они поступают в организм преимущественно в связанном виде с пищей, водой, воздухом и участвуют в большинстве химических реакции, протекающих в организме. Кроме того, эти элементы входят в состав белков, жиров и углеводов (рис. 39). К. этой же группе химических элементов относятся кальций (Са). фосфор (Р). калий (К), натрий (Na),

хлор (Сl). магний (Mg) и сера (S). На их долю в сумме приходится около 4% от массы организма.

Их роль сводится к:

— участию в пластических процессах и построении тканей (например, Р и Са — основные структурные компоненты костей);

— поддержанию кислотно-щелочного равновесия и водно-солевого обмена;

— поддержанию солевого состава крови и участию в структуре формирующих ее элементов:

— участию в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме.

В связи с этим их часто называют «следовыми» химическими элементами.

В организме каждого взрослого человека присутствует небольшое количество микроэлементов. Несмотря на их малое содержание, микроэлементы чрезвычайно важны.

В таблице 18 приведен список важнейших из них. Кроме того, исследования на животных показали, что в следовых количествах незаменимыми являются кобальт (Со) никель (Ni) мышьяк (As) и кадмий

Макроэлементы сконцентрированы. как правило, в соединительных тканях (мышцы, кости, кровь), входя в состав органических соединений. Они определяют пластический материал основных несущих тканей, а также обеспечивают поддержку основных свойств внутренней среды организма в целом (гомеостаз): значение pH. осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, устойчивость коллоидных систем в организме.

Микроэлементы неравномерно распределены между тканями н часто обладают сродством к определенному типу тканей и органон. Так, цинк аккумулируется в поджелудочной железе, молибден — в почках, барии — в сетчатке плаза, стронций — в костях, йод — в щитовидной железе (рис. 40. табл. 18).

Знаешь ли ты?

Снижение содержания цинка в плазме крови — обязательное следствие инфаркта миокарда.

Уменьшение содержания лития в крови — показатель гипертонического заболевания.
То, что, например, мышьяк, общеизвестный ял. незаменим для жизни, может вас удивить. Но нет ничего необычного в том, что одни и те же вещества могут приносить и пользу, и вред — все зависит от дозы. Даже поваренная соль может стать ядовитой, если попадет в организм в стишком больших количествах. Пороговое содержание различных элементов для организма человека представлен о в таблице 19.

Наша пища должна быть сбалансирована по необходимым химическим элементам. Правильное питание — залог здоровья каждого человека,

Знаешь ли ты?

Суточное потребление йода жителями Японии в несколько раз выше (за счет продуктов моря), чем в Центральной Азми.

В Казахстане снижено потребление йода, но превышено потребление калия, натрия.

Жители Индии потребляют с гнилей в 3 раза больше магния, марганца. железа, в 2 раза больше мели и калия, чем жители Англии.

В то же время англичане потребляют с пищей в 2 раза больше хрома и кальция.

В Англии потребление с пищей алюминия — в 20 раз, лития — в 10 раз, молибдена — в 3 раз,з ниже, чем в США. а хрома — в б раз. калышя — в 3 раза выше, чем в Германии

В состав клеток живых организмов, в т. ч. и человека, входят органические и неорганические вещества.

Реакции, происходящие каждый день

Невидимые чернила:

Китайский император использовал для своих тайных надписей невидимые чернила из рисового отвара, который после высыхания не оставлял никаких видимых следов. Однако если такое письмо слегка смочить слабым спиртовым раствором йода, то появляются синие буквы. Рис содержит крахмал, а крахмал выдает себя полностью при наличии йода.

Услуги по химии:

Лекции по химии:

Лекции по неорганической химии:

Лекции по органической химии:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник