Простое вещество неметалл жидкое при нормальных условиях

Общая характеристика

К неметаллическим элементам относятся p-элементы, а также водород и гелий, которые в свою очередь относятся к s-элементам. Они расположены правее и выше диагонали бор-астат. Всего же известно 22 неметалла. У наиболее типичных неметаллов заполнение электронами внешнего уровня близко к максимальному, а радиусы атомов – минимальные среди элементов данного периода.

Рис. 1. Группа неметаллов в периодической системе.

Атомы неметаллов имеют более высокие значения электроотрицательности, а соответственно высокие энергии ионизации и большое сродство к электрону. В связи с этим характер неметаллов таков, что, в отличии от металлов, могут проявлять окислительные свойства. В реакциях они могут восстанавливаться, присоединяя столько электронов, чтобы общее их количество на внешнем уровне достигло восьми (завершенный уровень, стабильное состояние атома).

Особенности строения неметаллов заключаются в том, что внешний электронный слой у большинства атомов неметаллов содержит от 4 до 8 электронов.

Другие неметаллы (кроме фтора) могут проявлять и положительные степени окисления, образуя ковалентные связи с другими элементами.

Физические свойства

Для большинства неметаллов простых веществ в твердом агрегатном состоянии характерна молекулярная кристаллическая решетка. То есть эти неметаллы являются кристаллическими веществами. Поэтому при обычных условиях они имеют вид газов, жидкостей или твердых веществ с низкими температурами плавления. Примерами таких веществ являются газы: водород H2 , неон Ne, жидкость – бром Br2 , твердые вещества йод I2, сера S8, фосфор P4 (белый фосфор). Существуют неметаллы (бор, углерод, кремний), которые имеют атомные кристаллические решетки.

Рис. 2. Неметаллы – жидкости, газы, твердые.

Важнейшие элементы, которые содержаться в живых организмах – органогены. Они образуют воду, белки, витамины, жиры. К ним относятся 6 элементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера.

Химические свойства и соединения

Водородные соединения неметаллов в основном являются летучими соединениями, в водных растворах имеющими кислотный характер. Они имеют молекулярные структуры, ковалентную полярную связь. Некоторые из них (вода, аммиак, фтороводород) образуют водородные связи. Соединения образуются при непосредственном взаимодействии неметаллов с водородом. Электронная формула серы с водородом выглядит следующим образом:

Все водородные соединения – восстановители (кроме HF), причем их восстановительная сила возрастает справа налево по периоду и сверху вниз по подгруппе.

Неметаллы взаимодействуют с металлами и другими неметаллами:

В результате получается натриевая соль соляной кислоты

Рис. 3. натриевая соль соляной кислоты.

соединения неметаллов с кислородом, как правило, являются кислотными оксидами, которым соответствуют кислородосодержащие кислоты. Структура оксидов типичных неметаллов молекулярная (SO3, P4 O10). Чем выше степень окисления неметалла, тем сильнее соответствующая оксокислота. Так, хлор непосредственно не взаимодействует с кислородом, однако образует ряд оксокислот, которым соответствуют оксиды, ангидриды этих кислот.

Неметаллы находят применение в разных отраслях промышленности. Вот список отраслей, где их использование является наиболее востребованным.

Область применения Примеры, перечень неметаллов, применяемых в той или иной промышленности
промышленность Сера, азот и фосфор часто используют для получения кислот. Серу также используют на производстве резины.
транспорт важным неметаллом в транспортной промышленности является водород. Его используют в качестве топлива. При сгорании такой вид топлива не загрязняет окружающую среду.
аграрная отрасль сера используется для борьбы с вредными насекомыми и болезнями растений
медицина Кислород используют для восстановления дыхания (кислородные подушки), уголь в форме активированного угля, который способен выводить из организма вредные вещества.
пищевая промышленность азот используют для продления срока годности продуктов

Что мы узнали?

В этой статье за 9 класс химии кратко излагается основная информация о неметаллах, их строении, и о том, с чем реагируют неметаллы. Неметаллами могут быть газы, жидкости и твердые вещества с кристаллической решеткой. Самым активным неметаллом является фтор, который имеет степень окисления-1.

Внеклассное мероприятие по химии для учащихся 9-х классов

Викторина по химии с ответами для 9 класс на тему: Неметаллы

Автор: Насибуллина Гульшат Халимовна, учитель химии Ленинской средней общеобразовательной школы Новошешминского района РТ

Читайте также:  Теплопроводящий клей своими руками

Цель: развить познавательный интерес к предмету химия, формировать чувство здорового соперничества, умение мыслить.

Ход внеклассного мероприятия:

1. Сколько всего в периодической системе химических элементов – неметаллов? – (всего 22)

2. Название какого неметалла связано с именем богини Луны в греческой мифологии? (Это селен. От греч. Selenium – Луна)

3. Как Луна – спутник Земли, так и селен – спутник … чего? (Теллур. Tellur – в пер. с лат. – Земля)

4. Какой неметалл алхимики называли «желчью бога Вулкана»? (Это сера)

5. Название какого неметалла означает – разрушающий, смертоносный? (Фтор. В пер. с греч. – разрушение)

6. У какого неметалла название совпадает с фамилией знаменитого учёного? (Бор)

7. Какой неметалл академик А. Е. Ферсман назвал «элементом жизни и мысли»? (Фосфор. Почти все важнейшие физиологические процессы в организме человека связаны с превращением фосфоросодержащих веществ. В организме взрослого человека содержится около 4,5 кг фосфора.)

8. Какой неметалл получил своё название в связи с неприятным запахом его паров? (Br, в пер. с греч. – зловонный)

9. Какой элемент-неметалл был открыт на Солнце (в спектре солнечной короны) на 13 лет раньше, чем на Земле? (Гелий)

10. Название какого неметалла слагается из названия двух животных? (Мышьяк)

11. Ионы какого неметалла определяют общие химические свойства растворов кислот? (Н+)

12. Какой из всех газов – простых веществ – самый тяжёлый? (Радон)

13. Какой неметалл был назван по цвету его паров? (Йод. В пер. с греч. iodes – фиолетовый)

14. Какой самый распространённый элемент-неметалл: a) на Земле, б) во Вселенной

15. Какое простое вещество – неметалл находится при обычных условиях в жидком состоянии? (Бром)

16. Назовите элементы-неметаллы, которые образуют различные аллотропные модификации. (С, О2, Si, бор, фосфор, S, As, Se)

17. Какой неметалл вместе с марганцем, медью, молибденом и цинком входит в число пяти важнейших микроэлементов, необходимых для нормального роста и развития растения? (Бор)

18. Какие два неметалла образуют вещество-тефлон, характеризующееся необычайной химической стойкостью? (Углерод и фтор)

19. Что такое «тяжелая вода»? (Соединение дейтрия с изотопом 16 О. Её формула D2O, а Mr=20)

20. Английский учёный Г. Дэви получил в чистом состоянии Na, K, Mg, Ca и Ba. А какие элементы-неметаллы он изучал? ( Хлор и иод)

21. Какие два неметалла образуют вместе очень большое число веществ? (С и Н2)

22. Какие два неметалла академик Д. Н. Прянишников назвал вместе с калием элементами, которые больше всего выносятся растениями из почвы и потерю которых надо компенсировать, внося в почву минеральные удобрения? (N2 и Р)

23. Название какого элемента-неметалла в переводе с латинского на русский означает «рождающий кислоты»? (Кислород)

24. Наиболее известны два оксида углерода – СО и СО2. Назовите формулу третьего оксида углерода. (С3 О2 – бесцветный газ с неприятным резким запахом)

25. Хронический недостаток иода вызывает у человека серьёзные нарушения обмена веществ. В организме иод попадает в основном с пищей. Назовите пищевые продукты, содержащие много иода. (Яйца, молоко, рыба, морская капуста)

26. Назовите инертный газ, которого в земной атмосфере больше, чем всех остальных инертных газов, вместе взятых: (аргон)

27. Если грозовое облако «засеять» галогенидом серебра или свинца, то вместо града в облаке образуется мелкая снежная крупа. Облако проливается дождем и не вредит посевам. Назовите этот галогенид. (Хлорид свинца)

28. Какой неметалл считают вторым по распространенности на Земле после кислорода? (Si)

29. Смесью каких двух газов наполняют лампы накаливания? (Смесью аргона (86%) и азота (14%))

30. Хлор сильно ядовит. Однако в небольших дозах хлор иногда может служить и противоядием. Когда? (При отравлении Н2S пострадавшим дают понюхать нестойкую хлорную известь. Взаимодействуя, два газа нейтрализуется.)

Читайте также:  Avago megaraid sas 9361 8i настройка

31. Какой неметалл применяют на практике для уничтожения остатков разлитой ртути? Почему? (Сера вступает в реакцию со ртутью при простом соприкосновении. Образуется сульфид ртути – химически малоактивное и безвредное вещество.)

32. Какой неметалл используют в производстве маргарина? (Н2)

33. Атмосфера Марса состоит в основном и углекислого газа. Назовите примеси других газов. (N2 – 5%, O2 – 0,3%, аргон)

34. Какой неметалл и почему используют для добавки к свинцу при изготовлении охотничьей дроби? (Мышьяк повышает твёрдость свинца и способствует тому, чтобы капли свинца застывали в строго шарообразной форме.)

35. Какой неметалл ценится дороже золота, и когда платят деньги за то, чтобы от него избавиться? (Углерод в виде алмаза. Деньги платят трубочисту, чтобы избавиться от сажи.)

Неметаллы — это химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, не обладающие физическими свойствами металлов. Из 114 химических элементов 92 относятся к металлам, 22 являются неметаллами. Неметаллы — простые вещества, при обычных условиях могут быть газами, жидкостями и твёрдыми веществами (рис. 46).

Рис. 46.
Простые вещества — неметаллы

Лабораторный опыт № 6
Ознакомление с коллекцией неметаллов

Ознакомьтесь с коллекцией неметаллов. Запишите химические формулы выданных вам неметаллов, расположите их в порядке возрастания:

  1. плотности;
  2. твёрдости;
  3. блеска;
  4. интенсивности изменения цвета.

Для выполнения задания используйте приложения 1 и 2, дополнительные источники информации.

Газами являются гелий Не, неон Ne, аргон Аr, криптон Кr, ксенон Хе, радон Rn. Их называют инертными газами. Молекулы инертного газа состоят из одного атома. На внешнем электронном слое у атомов инертных газов (за исключением гелия) восемь электронов. У гелия — два. Своей химической устойчивостью инертные газы напоминают благородные металлы — золото и платину, и у них есть второе название — благородные газы. Это название более подходит к инертным газам, которые всё-таки вступают иногда в химические реакции и образуют соединения. В 1962 г. появилось сообщение о том, что получено соединение ксенона с фтором. Сейчас известно уже более 150 соединений ксенона, криптона, радона с фтором, кислородом, хлором и азотом.

Представление о химической исключительности благородных газов оказалось не очень состоятельным, и потому вместо предполагаемой нулевой группы инертные газы были помещены в VIII группу (VIIIA группу) таблицы Д. И. Менделеева.

Гелием, по легкости уступающим только водороду, но, в отличие от последнего, негорючим, т. е. не представляющим пожарной опасности, заполняют аэростаты и дирижабли (рис. 47).

Рис. 47.
Воздушные шары и дирижабли заполняют гелием

Неон используют для изготовления световой рекламы (рис. 48). Вспомните образное выражение «улицы города были залиты неоном».

Рис. 48.
Неоновая реклама

Газы водород, кислород, азот, хлор, фтор образуют двухатомные молекулы, соответственно — Н2, O2, N2, Cl2, F2.

Состав вещества изображают на письме, используя химические знаки и цифры — индексы, с помощью химической формулы. По химической формуле, как вы уже знаете, вычисляют относительную молекулярную массу вещества (Мr). Относительная молекулярная масса простого вещества равна произведению относительной атомной массы на число атомов в молекуле, например кислорода O2:

Мr(02) = Аr(0) × 2 = 16 × 2 = 32.

Однако элемент кислород образует ещё одно газообразное простое вещество — озон, в состав молекул которого входят уже три атома кислорода. Химическая формула озона 03, а его относительная молекулярная масса: Мr(03) = 16 × 3 = 48.

Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называют аллотропией, а эти простые вещества — аллотропными видоизменениями или модификациями.

Свойства аллотропных модификаций химического элемента кислорода — простых веществ кислорода O2 и озона O3 — различны. Кислород не имеет запаха, а озон пахнет (отсюда и его название — в переводе с греческого озон означает «пахнущий»). Этот запах, аромат свежести, можно почувствовать во время грозы, так как озон образуется в малых количествах в воздухе в результате электрических разрядов.

Кислород — газ без цвета, а озон имеет бледно-фиолетовый цвет. Озон более бактерициден (лат. цидао — убивать), чем кислород. Поэтому озон применяют для обеззараживания питьевой воды. Озон способен удерживать ультрафиолетовые лучи солнечного спектра, губительные для всего живого на Земле, и потому озоновый слой, располагающийся в атмосфере на высоте 20—35 км, защищает жизнь на нашей планете (на рисунке 49 вы видите фотографию, сделанную из космоса с помощью искусственного спутника Земли, где области пониженного содержания озона в атмосфере («озоновые дыры») обозначены белым цветом).

Читайте также:  Как настроить звук на ноутбуке windows 7

Рис. 49.
«Озоновые дыры» в атмосфере Земли

Из простых веществ — неметаллов при обычных условиях жидкостью является только бром, молекулы которого двухатомны. Формула брома Вr2. Это тяжёлая бурая, с неприятным запахом жидкость (отсюда и название, так как бромос с древнегреческого переводится как «зловонный»).

Некоторые твёрдые вещества — неметаллы известны с древнейших времён — это сера и углерод (в форме древесного угля, алмаза и графита).

У твёрдых веществ — неметаллов также наблюдается явление аллотропии. Так, элемент углерод образует такие различные по внешнему виду простые вещества, как алмаз, графит (рис. 50). Причина отличия свойств алмаза и графита состоит в строении кристаллических решёток этих веществ, которые вы рассмотрите несколько позднее.

Рис. 50.
Аллотропные видоизменения углерода и области их применения

Элемент фосфор имеет две аллотропные модификации: фосфор красный (им покрывают боковую сторону спичечного коробка) и фосфор белый. Последний имеет четырёхатомную молекулу, состав его отражается формулой Р4.

Твёрдым веществом — неметаллом является кристаллический иод с двухатомной молекулой I2. Не путайте его со спиртовым раствором иода — йодной настойкой, которая имеется в каждой домашней аптечке.

Кристаллический иод и графит не похожи на остальные простые вещества — неметаллы, они имеют металлический блеск.

Чтобы показать относительность деления простых веществ на основании их физических свойств на металлы и неметаллы, рассмотрим аллотропию химического элемента олова Sn. При комнатной температуре обычно существует бета-олово (β-Sn). Это всем известное белое олово — металл, из которого раньше отливали оловянных солдатиков (рис. 51, а) (вспомните сказку X. К. Андерсена «Стойкий оловянный солдатик»). Оловом покрывают изнутри консервные банки (рис. 51, б). Оно входит в состав такого известного сплава, как бронза, а также припоя (рис. 51, в).

Рис. 51.
Области применения олова:
а — игрушки; б — производство консервных банок; в — припой

При температуре ниже +13,2 °С более устойчиво альфа-олово (α-Sn) — серый мелкокристаллический порошок, имеющий скорее свойства неметалла. Процесс превращения белого олова в серое быстрее всего идёт при температуре, равной -33 °С. Это превращение получило образное название «оловянная чума».

Сравним теперь простые вещества — металлы и неметаллы с помощью таблицы 3.

Таблица 3
Простые вещества

Ключевые слова и словосочетания

  1. Благородные газы.
  2. Аллотропия и аллотропные видоизменения, или модификации.
  3. Кислород и озон.
  4. Алмаз и графит.
  5. Фосфор красный и белый.
  6. Белое и серое олово.
  7. Относительность деления простых веществ на металлы и неметаллы.

Работа с компьютером

  1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
  2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

  1. Рассмотрите этимологию названий отдельных благородных газов.
  2. Почему химически неверно поэтическое выражение «В воздухе пахло грозой»?
  3. Запишите схемы образования молекул: Na2, Br2, O2, N2. Каков тип химической связи в этих молекулах?
  4. Какой тип химической связи должен быть в металлическом водороде?
  5. Экспедиция полярного исследователя Р. Скотта к Южному полюсу в 1912 г. погибла из-за того, что потеряла весь запас горючего: оно находилось в запаянных оловом баках. Какой химический процесс лежал в основе этого?