Какие свойства проявляют неметаллы в соединениях

Какие свойства проявляют неметаллы в соединениях thumbnail

Опубликовано: 22 мая 2019 г.

Химия 11 класс
Урок№14 — Обзор неметаллов. Свойства и применение важнейших неметаллов.

Неметаллов в периодической таблице элементов меньше, чем металлов. Свойства их различны. Если углерод и кремний образуют твёрдые кристаллические вещества, то азот, кислород, фтор, хлор – газы. В чем причина таких различий и есть ли у неметаллов общие черты?

мы узнаем: об особенностях строения атомов неметаллов; о закономерностях изменения свойств неметаллов в зависимости от их положения в периодической таблице;
мы научимся: характеризовать общие свойства неметаллов;
мы сможем: назвать области применения важнейших неметаллов.

В периодической таблице элементов Д.И. Менделеева неметаллы занимают преимущественно правый верхний угол. Увеличение заряда атома в периоде слева направо и уменьшение размера атома в группе снизу вверх способствуют возрастанию окислительных свойств неметаллов. Самым сильным окислителем является фтор. Остальные неметаллы могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Типичные неметаллы имеют молекулярное строение, это газы, легко летучие жидкости или твёрдые вещества с низкой температурой плавления. Бор, кремний и углерод имеют немолекулярное строение: кристаллическое и аморфное. Неметаллы находят широкое применении в народном хозяйстве.

Адсорбент – твёрдый пористый материал, способный задерживать на своей поверхности молекулы и ионы.
Валентность – способность атома образовывать определённое число химических связей при образовании молекул.
Восстановительные свойства – способность атома отдавать электроны.
Вулканизация – процесс взаимодействия каучука с серой или другими вулканизирующими агентами, в результате которого образуется единая пространственная сетка молекул, повышается прочность и твёрдость материала.
Галогены – простые вещества, типичные неметаллы, имеющие молекулярное строение, двухатомные молекулы. В периодической таблице элементов находятся в VIIA группе. Являются сильными окислителями.
Доменная печь – большая вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья.
Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи – образование химической связи двумя атомами, один из которых (донор) предоставляет в общее пользование неподелённую пару электронов, а другой (акцептор) – свободную атомную орбиталь.
Карбиды – бинарные соединения металла и углерода, в которых углерод имеет отрицательную степень окисления.
Карборунд – карбид кремния SiC, обладает высокой твёрдостью, используется для шлифования.
Конвертер – вид печи для выплавки стали из расплавленного чугунного лома и шихты путём продувки техническим кислородом для окисления углерода.
Криолит – гексафторалюминат натрия Na3[AlF6], используется в производстве алюминия для снижения температуры расплава.
Неметаллы – простые вещества, не проявляющие металлических свойств, имеющие большое сродство к электрону, высокие значения относительной электроотрицательности, способные проявлять окислительные свойства.
Окислительные свойства – способность атома притягивать к себе электроны.
Относительная электроотрицательность – количественная характеристика, показывающая способность атома удерживать свои и притягивать чужие электроны.
Пестицид – вещество, используемое в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, и сорняками.
Плавиковая кислота – раствор фтороводорода в воде, способный реагировать со стеклом и другими кремнийсодержащими материалами.
Промотирование электронов – разъединение (распаривание) пары электронов, в результате которого один из электронов переходит на свободную атомную орбиталь в пределах данного подуровня.
Силициды – бинарные соединения металлов с кремнием, в которых кремний имеет отрицательную степень окисления.
Технический углерод – аморфная тонкодисперсная форма углерода.
Ферросплав – сплавы железа с другими элементами, применяемые для легирования стали.
Фреоны – летучие фтор, хлорсодержащие углеводороды, используемые как хладагенты в холодильной технике. Разрушают озоновый слой Земли.
Фторопласты – вид пластмасс, в которых атомы водорода в углеводородах замещены атомами фтора.
Фуллерены – макромолекулы, представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, образованные большим количеством атомов углерода.
Хроматографический анализ – метод обнаружения и количественного определения веществ, основанный на различной способности взаимодействовать с адсорбентом.

Читайте также:  Какие физические свойство у жидкости

Источник

Положение  в
периодической системе

1.     Типичные металлы – s- элементы: IА-IIА группы  (искл.Н)

2.    Нетипичные металлы: р-элементы: IIIА гр. (кроме
В),  IV гр – Ge, Sn,Pb; Vгр.- Sb,Bi; VI гр.-Po.

3.    Переходные металлы: d-элементы – все элементы побочных
подгрупп; f- элементы: лантоноиды,
актиноиды.

У атомов металлов небольшое количество электронов (ē) на внешнем
энергетическом уровне и большие радиусы атомов (R)

Кристаллическая
решетка – металлическая: состоит из чередующихся в пространстве атомов и положительных ионов,
внутри-общие электроны– «электронный газ».

Тип
химической связи – металлическая. 

Металлические
(восстановительные) свойства в группе (А п/гр) усиливаются (растет R атома,  иэлектроны  легче 
отрываются), в периоде – ослабляются (растет заряд ядра, электроны внешнего
уровня сильнее удерживаются).   

                                                                                    
Восстановительные свойства уменьшаются (активность металлов уменьшается)                                                                                 

                                                                              
Li,
Cs,Rb,K, Ba, 
Ca, Na, Mg,  Al,  Mn, Cr, Zn,  
Fe,  Cd,  Co,  Sn,
Ni, Pb,  H2, Cu,   Ag, 
Hg,  Pt,  Au

Физические свойства

Наличие
свободных электронов обуславливает:

  •   Металлический
    блеск
    (непрозрачность)-ē отражают световые лучи, большинство металлов в порошкообразном состоянии теряют свой блеск, за исключением алюминия и магния.
  •   Цвет Большинство металлов светло-серого цвета (Исключение: золото — желтое, медь- красная, цезий — светло-желтый)
  •   Электропроводность
    (свободные ē приобретают направленное движение) Лучшие проводники электричества: Cu, Ag, далее Au,Al,Fe. С повышением
    температуры – электропроводность понижается, т.к. усиливаются колебания атомов, электронам трудно
    перемещаться.
  •   Теплопроводность
  •    Пластичность 
  •    Плотность ( Самый легкий — Li,  самые тяжелые — Os и Ir)
  •   Температура плавления ( самый легкоплавкий — Hg −39 °C  , самый тугоплавкий – W 3410 °C )
  •   Твердость  (щелочные металлы можно резать ножом, самый  твердый – Cr) Большинство металлов твердые, за исключением ртути и ,условно, франция.
Читайте также:  Лук его свойства и при каких болезнях он помогает

Получение

· 
Пирометаллургия- получение из руд при высоких температурах при взаимодействии с хорошими восстановителями (H2, CO,C и др.)

Выделяют два этапа: 1) Обжиг металлсодержащей руды; 2) Получение чистого металла

Cu2O+C=2Cu+CO;  WO3+3H2= W+3H2O;
Fe3O4+ 4CO=3Fe+4CO2

· Металлотермия
восстановление металлами (алюминотермия, кальцийтермия, магнийтермия и т.д.):

Cr2O3
+ 2Al= 2Cr + Al2O3 

· Гидрометаллургия— соединения
металлов переводят в раствор и восстанавливают: 

CuO+H2SO4=CuSO4+Н2О;  

CuSO4+Fe =Cu+ FeSO4

· 
Электрометаллургия – электролиз
растворов и расплавов:

В расплаве: 2NaCl→2Na +Cl2;

В растворе: 2NaCl + 2 H2O→2NaOH + H2↑+Cl2↑;         

               NiSO4+2Н2О→Ni +Н2↑+Н2SO4+
О2↑;

      Запомнить: Алюминий получают из оксида (глинозема, бокситов и т.д.) в расплаве криолита Na3AlF6

2Al2O3 → 4Al + 3O2 

Химические свойства

Металлы — это хорошие восстановители. Из-за небольшого числа электронов и большого радиуса, они легко отдают электроны: Ме – ē → Ме+n .

1. Взаимодействие с простыми веществами неметаллами:
Большинство металлов образуют основные или амфотерные оксиды.

 С кислородом
кроме золота и платины
 С галогенами С серой
кроме золота и платины
 С азотом
только самые активные
 С другими неметаллами
 2Mg+О2 = 2MgO (t0);   
  4Li + O2 = 2Li2O
Запомнить:
 2Na + O2 = Na2O2 (t0); (пероксид натрия Nа –O – O –Na);
  K+ O2 = KO2 (надпероксид калия)
 3Fe + 2 O2= Fe3O4
 Mg + Cl2 = MgCl2 
2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3
 Fe + S = FeS 3Li + N2 = Li3N (взаимодействуют при обычных условиях, в отличии от всех остальных металлов)  Ca + H2 = CaH2

                 
2. Со сложными веществами
а) Взаимодействие металлов  с водой  (см ряд акт. Ме)

с активными металлами до Mn образуется соответствующий гидроксид: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

с металлами средней активности — оксид: Zn + H2O = ZnO +  H2↑

неактивные металлы с водой не взаимодействуют: Cu +H2O ≠

б) Взаимодействие с кислотами (см.
ряд напряжений): Zn +2HCl = ZnCl2 + H2 ↑  
 

Запомнить: Металлы никогда не вытесняют из НNО3(к)  H2SO4(к) водород; они пассивируют Al,Cr,Fe

H2SO4 (р-р — H2;
конц- H2S;  S; SО2, );                 Cu + 2H2SO4
= Cu SO4 + SO2 ↑+ 2
Н2О.

НNО3 (NН3; NН4NО3;N2;;NO; NO2), но не H2;   4HNO3(конц) +Сu = Сu( NO3)2
+ 2NO2 + 2H2O

в) Взаимодействие с солями (более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей)
CuCl2 + Fe = FeCl2
+ Cu;     
 — но
если металл взаимодействует с водой, то
CuCl2+2К +2H2 O = 2КCl+Cu(ОН)2↓+
Н2↑;  т.к.:      1) 2К + 2H2O = 2КОН+ Н2                
                                                                                            2) CuCl2 +2КОН= Cu(ОН)2↓+ 2КCl
г)Взаимодействуют с
оксидами металлов и неметаллов:

    Fe2O3 + 2Al = Al2O3
+2Fe (t0);  

2Mg + SiO2
= Si +2MgО(t0);   

2Mg+CO2=С+2MgО(t0)

д) Металлы, оксиды и
гидроксиды которых проявляют амфотерные свойства взаимодействуют с основаниями:

2NaOH+Zn=Na2ZnO2+H2↑(сплав); 

2NaOHконц.+Zn+2H2O=Na2[Zn(OH﴿4]+H2↑ 

  е)Другое:
 Между собой
образуют интерметаллические соединения, сплавы: Na2Sb  
С
органическими  веществами (со спиртами, фенолами, карбоновыми кислотами и др.)

       2СН3СН2ОН+2Na →2 СН3СН2ОNa +H2↑;      

2СН3СООН+ Zn → (СН3СОО)2Zn + H2;

  2СН3СН2Cl + 2Na → 2NaCl + СН2СН2
СН2СН3 – реакция Вюрца- удлинение цепи.

Источник

Читайте также:  Какое свойство углерода подчеркивает своеобразие живой материи ответы