ХАРАКТЕРНЫЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ - НЕМЕТАЛЛОВ Карташова Людмила Александровна, учитель химии МАОУ «СОШ №27 с УИОП» г. Балаково Саратовской области Определение Немета́ ллы — химические элементы с типично неметаллическими свойствами, которые занимают правый верхний угол Периодической системы. Расположение их в главных подгруппах соответствующих периодов следующее: Период I II III IV V VI VII VIII B C N O F He Si P S Cl Ne As Se Br Ar Te I Kr At Xe группа 1 2 3 4 5 6 Rn Химическая связь В простых веществах атомы неметаллов связаны ковалентной неполярной связью. Благодаря этому формируется более устойчивая электронная система, чем у изолированных атомов. При этом образуются одинарные (например, в молекулах водорода H2, галогенов F2, Br2, I2), двойные (например, в молекулах кислорода O2), тройные (например, в молекулах N2) ковалентные связи. H H O O N N одинарные двойные тройные Молекулярное строение При обычных условиях неметаллов представляют собой газы или твёрдые вещества графит красный фосфор кремний йод сера и лишь один-единственный бром является жидкостью бром Атомное строение Эти вещества образованы длинными цепями атомов (Cn, Bn, Sin, Sen, Ten). Из-за большой прочности ковалентных связей они, как правило, имеют высокую твёрдость, и любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в их кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой энергии. Многие такие вещества имеют высокие температуры плавления и кипения, а летучесть их весьма мала. алмаз графит кремний Химические свойства Для атомов неметаллов, а следовательно, и для образованных ими простых веществ характерны как окислительные, так и восстановительные свойства. Увеличиваются окислительные свойства F2 ˃ O3 ˃ Cl2 ˃ O2 ˃ I2 ˃ C ˃ Si ˃ P ˃ N2 ˃ S ˃ H2 Увеличиваются восстановительные свойства Окислительные свойства Окислительные свойства неметаллов проявляются, в первую очередь, при их взаимодействии с металлами (металлы всегда восстановители): 2Na0+ S0 = Na+2S 2𝑒 сульфид натрия Fe0 + S0 = Fe+2S 2𝑒 −3 3Mg0+ N02 = Mg+2 N 3 2 6𝑒 2 нитрид магния − 2Fe0+ 3Cl02 = 2Fe+3Cl 3 6𝑒 хлорид железа(III) Окислительные свойства хлора Cl2 выражены сильнее, чем у серы, поэтому и металл Fe, который имеет в соединениях устойчивые степени окисления +2 и +3, окисляется им до более высокой степени окисления Окислительные свойства Большинство неметаллов проявляют окислительные свойства при взаимодействии с водородом. В результате образуются летучие водородные соединения: p,t◦, катал. H02 + 2𝑒 S0 t◦ H+2S 2 3H02 + N02 сероводород 6𝑒 H02+ 2𝑒 0 свет Cl2 = 2H+Cl хлороводород N 3H+3 аммиак Окислительные свойства Любой неметалл выступает в роли окислителя в реакциях с теми неметаллами, которые имеют более низкое значение электроотрицательности: H, Si, As, P, Se, C, S, I, Br, Cl, N, O, F Усиление электроотрицательности −2 2P0 + 5S0 = P+5 S 2 5 10𝑒 сульфид фосфора (V) Электроотрицательность серы больше, чем у фосфора, поэтому она здесь проявляет окислительные свойства Окислительные свойства Электроотрицательность фтора больше, чем у всех химических элементов, поэтому он проявляет свойства окислителя. Фтор F2 – самый сильный окислитель из неметаллов, проявляет в реакциях только окислительные свойства. S0 +3F02 = S+6F−6 6𝑒 H02+F02 = 2H+F 2𝑒 Si0 +2F02 = S+4F−4 4𝑒 Окислительные свойства Окислительные свойства неметаллы проявляют и в реакциях с некоторыми сложными веществами. В первую очередь необходимо отметить окислительные свойства кислорода в реакциях со сложными веществами: C 4H4+2O02 C+4O−2 + 2H2O 2 восстановитель С 4 - 8𝑒 C+4 1 окислитель O02 2 2 + 4𝑒 2O 2 Не только кислород, но и другие неметаллы также могут быть окислителями в реакциях со сложными веществами: − Fe+2Cl−2+ Cl02 =2Fe+3Cl 3 восстановитель Fe+2- 1𝑒 окислитель Cl 0 + 2𝑒 2 Fe+3 2Cl 1 2 Cильный окислитель хлор окисляет хлорид железа(II) в хлорид железа(III) Окислительные свойства Хлор Cl2 как более сильный окислитель вытесняет йод I2 в свободном виде из раствора иодида калия 2K+I +Cl02 = K+Cl + I02 восстановитель 2I - 2𝑒 окислитель Cl02 + 2𝑒 I02 2Cl 1 1 Галогенирование метана – характерная реакция для алканов: C 4H4 +Cl02 свет восстановитель C 4 C 2H3Cl + HCl - 2𝑒 C2 окислитель Cl0 + 2𝑒 2Cl 2 1 1 Восстановительные свойства При взаимодействии неметаллов друг с другом в зависимости от значения их электроотрицательности, один из них проявляет свойства окислителя, а другой – свойства восстановителя. 1. По отношению ко фтору все неметаллы (даже кислород) проявляют восстановительные свойства. 2. Неметаллы, кроме фтора, служат восстановителями при взаимодействии с кислородом: S0+ O02 4𝑒 t◦ S+4O−2 2 солеобразующий кислотный оксид N02 +O02 4𝑒 t◦ 2N+2O-2 несолеобразующий оксид В результате реакций образуются оксиды неметаллов: несолеобразующие и солеобразующие кислотные. И хотя галогены непосредственно с кислородом не соединяются, известны их оксиды: Cl2O, ClO2, Cl2O7, Br2O, BrO2, I2O5 и др., которые получают косвенным путём. Восстановительные свойства Многие неметаллы могут выступать в роли восстановителя в реакциях со сложными веществами – окислителями: t◦ +2 H02+Cu O t◦ Cu0 + H+2O восстановитель H0 - 2𝑒 2H+ 1 окислитель Cu+2 + 2𝑒 Cu0 2 C0+ +5 4HN O3 +4 +4 C O2↑+ 4N O2↑+ 2H2O восстановитель С0 - 4𝑒 окислитель N+5 + 1𝑒 1 C+4 1 N+4 4 Восстановительные свойства Cуществуют и такие реакции, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем, и восстановителем. Эти реакции называют реакциями самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования): Cl02 +H2O HCl-1 + HCl+1O восстановитель Cl0 - 1𝑒 окислитель Cl0 +1𝑒 Сl+1 Сl-1 1 1 Cl02 +6KOH = 5KCl-1 +KCl+5O3 +2H2O восстановитель Cl0 - 5𝑒 окислитель Cl0 +1𝑒 Cl+5 Cl-1 1 5 Источники О. В. Мешкова. Интенсивная подготовка ЕГЭ. Химия. Универсальный справочник, М. Эксмо 2010 http://images.yandex.ru/yandsearch?text=красный+фосфор http://images.yandex.ru/yandsearch?p=2&text=%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1% 82&rpt=image&ed=1 http://images.yandex.ru/yandsearch?p=5&text=%D0%B9%D0%BE%D0%B4+%D0%BA%D1%80%D0 %B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA %D0%B8%D0%B9&rpt=image&ed=1 http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8 %D0%B9&rpt=image http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC&rpt=image http://images.yandex.ru/yandsearch?rpt=simage&ed=1&text=алмаз