Todas as substâncias inorgânicas são divididas em compostos simples: metais; não metais. E complexo: compostos binários; motivos; ácidos; sal.
Como os não metais estão organizados na tabela periódica? Dos 118 elementos químicos conhecidos atualmente, 96 são metais, e apenas 22 pertencem a não metais de acordo com as características gerais dos elementos. A parcela de elementos químicos não metálicos é responsável pela maior parte da massa dos organismos vivos. E a composição da atmosfera terrestre inclui substâncias simples e complexas formadas por elementos não metálicos.
Localização de elementos não metálicos no sistema Periódico
Na versão de curto prazo - nos principais subgrupos - não metais. Vamos considerar as características gerais abaixo. Os não metais estão localizados à direita e acima da diagonal de Bohr e Astatine. Na versão de longo prazo - no final à direita nos grupos IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA.
De todos os elementos químicos não metálicos descobertos até hojehá poucos elementos - apenas 22. Destes, 16 são elementos ativos e 6 são gases inertes. No entanto, a química dos não metais é mais rica do que a química de todos os metais. Elementos não metálicos desempenham um grande papel na existência de vida na Terra.
Características gerais dos não metais
Átomos de elementos não metálicos contêm de quatro a sete elétrons no nível externo e oito elétrons cada para gases inertes, com exceção de hidrogênio (um elétron) e hélio (2 elétrons). Portanto, na característica geral da estrutura dos átomos não metálicos - esta é a capacidade de aceitar e doar elétrons, desempenhando o papel de agentes oxidantes e redutores.
Assim, nos compostos, os elementos não metálicos exibem estados de oxidação negativos e positivos. Os valores característicos da valência e estado de oxidação dos não metais estão associados à estrutura de seu nível eletrônico externo
Então, por exemplo, o enxofre pode apresentar valência 2, 4, 6 devido à separação de elétrons. Na natureza, os não metais, além do oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e gases inertes, existem na forma de compostos: sulfetos, óxidos, cloretos, silicatos, sulfatos, carbonatos, fosfatos de diversos metais.
Elementos não metálicos em forma livre existem na forma de substâncias simples - não metais. Considere sua estrutura, propriedades e aplicação. Átomos de não-metais estão ligados por uma ligação covalente. As formas de existência dos não metais são diferentes. Hidrogênio, iodo, cloro, flúor, bromo existem apenas na forma de moléculas diatômicas H2, I2, Cl2, F2 Br2. A razão é que eles têmhá apenas uma possibilidade de formar um par comum devido a um único elétron desemparelhado.
Alotropia de não metais
Com o aumento do número de elétrons desemparelhados para os elementos, torna-se possível formar substâncias simples de composição diferente - modificações alotrópicas. Assim, o oxigênio forma duas modificações alotrópicas.
H2 hidrogênio, F2 flúor, Cl2 cloro, N2 nitrogênio, O2 oxigênio, O3 ozônio são moléculas apolares bastante leves que interagem fracamente umas com as outras. Portanto, todas as substâncias listadas são gases à temperatura normal.
Bromina Br2 é um líquido e I2 é um sólido. Na forma sólida, todos eles têm uma rede cristalina molecular.
Métodos de Obtenção
O primeiro ponto das características gerais dos não metais podem ser considerados os métodos de sua produção. Os não metais são obtidos de várias maneiras:
- Separação de outras substâncias de compostos naturais. Por exemplo, a separação do ar líquido em oxigênio, nitrogênio e gases inertes residuais.
- Recuperação de um composto se o não metal nele tiver um estado de oxidação positivo. Por exemplo, a redução do hidrogênio da água por eletrólise: +1 -2 0 Cátodo (-) 2H2O + 2å=H2+ 2OH-..
- Oxidação de um composto no qual o não metal tem um estado de oxidação negativo. Por exemplo, a oxidação de íons cloreto durante a eletrólise de uma solução ou fusão de cloreto de sódio: Ânodo (+) 2Cl- - 2å=Cl0 2↑.
Distinguir também entre métodos industriais e laboratoriais para obtenção de não metais.
Propriedades físicas
O segundo ponto das características gerais dos não metais são suas propriedades físicas. Basicamente, os não metais possuem uma rede cristalina atômica ou molecular. Alguns deles conduzem bem a eletricidade ou são semicondutores. O terceiro ponto no estudo das características gerais dos não metais é considerar suas propriedades químicas.
Não-metais podem servir em reações químicas como agentes oxidantes e agentes redutores. A exceção é o flúor F2, que sempre desempenha o papel de agente oxidante. Portanto, todas as reações envolvendo não metais são redox.
Considere a proporção de não-metais para água, metais, entre si, bem como para óxidos, ácidos, bases e sais. Todos os não metais são resistentes ao calor, então a maioria de suas reações ocorre apenas em altas temperaturas:
1. Em condições normais, apenas o flúor interage ativamente com a água: F2 + H2O=2HF + O 2O=O2; O2 + O=O3. Podemos dizer que a água queima em flúor. Nesse caso, uma mistura complexa de substâncias é formada, incluindo fluoretos de oxigênio OF2 e O2F2. Cloro e bromo interagem com a água apenas parcialmente: Cl2 + H2O ←→ HCl + HClO As soluções de cloro Cl2 na água são chamadas de água clorada. Quando o vapor de água é passado sobre o carvão aquecido, o gás de água é formado: C + H2O=to CO + H2.
2. Todos os não metais interagem com metais, exceto gases inertes. Como resultado, são formados compostos binários: óxidos, hidretos, carbonetos, nitretos, fosfetos, sulfetos, cloretos, brometos, iodetosetc. Ca + H2=CaH2 – hidreto de cálcio.
3. Os não metais reagem uns com os outros apenas quando aquecidos (exceto o flúor), formando compostos binários de vários tipos:
- Óxidos: N2 + O2 ←→ 2NO –Q – óxido nítrico (II) Dos não metais, apenas cloro, bromo e iodo não reagem diretamente com o oxigênio. Seus óxidos são obtidos indiretamente.
- Compostos de hidrogênio: H2 + S=H2S - sulfeto de hidrogênio.
4. Em condições normais, os não metais praticamente não reagem com os óxidos. Quando aquecido, ocorrem algumas reações, mas praticamente importantes. Por exemplo, a recuperação de metais e não metais de óxidos: FeO + C=Fe + CO↑.
Vamos considerar as características gerais dos não metais usando o exemplo dos halogênios
F2 flúor e cloro Cl2 apresentam propriedades físicas semelhantes: são gases venenosos com odor pungente, e o flúor tem uma cor amarelo claro e o cloro é amarelo-esverdeado. Bromo Br2 é um líquido marrom-avermelhado pesado. Cloro e bromo são parcialmente solúveis em água, sua solução é chamada de cloro e água de bromo.
Iodo I2 – muito pouco solúvel em água, melhor solúvel em álcool ou outros solventes orgânicos.
Os halogênios são obtidos por eletrólise de uma solução fundida ou de NaCl ou deslocando-os com cloro. Os halogênios se deslocam das soluções de seus ácidos: 2HBr + Cl2=2HCl + Br2.
