Metal olmayan atomlar için karakteristik. Metal olmayanların kimyasal ve fiziksel özellikleri
Çoğu metal element renkli değilse, tek istisna bakır ve altındır, o zaman neredeyse tüm metal olmayanların kendi rengi vardır: flor - turuncu-sarı, klor - yeşilimsi sarı, brom - kiremit kırmızısı, iyot - mor, kükürt - sarı, fosfor beyaz, kırmızı ve siyah olabilir ve sıvı oksijen mavidir.
Ametallerin tümü ısıyı veya elektriği iletmez çünkü serbest yük taşıyıcıları yoktur; elektronların tümü kimyasal bağlar oluşturmak için kullanılır. Metal olmayan kristaller plastik değildir ve kırılgandır, çünkü herhangi bir deformasyon kimyasal bağların tahrip olmasına yol açar. Metal olmayanların çoğu metalik bir parlaklığa sahip değildir.
Ametallerin fiziksel özellikleri çeşitlidir ve farklı kristal kafes türleri tarafından belirlenir.
1.4.1 Allotropi
ALLOTROPİ - kimyasal elementlerin iki veya daha fazla moleküler veya kristal formda bulunması. Örneğin allotroplar sıradan oksijen O2 ve ozon O3'tür; bu durumda allotropi, farklı sayıda atoma sahip moleküllerin oluşumundan kaynaklanır. Çoğu zaman allotropi, çeşitli modifikasyonlara sahip kristallerin oluşumuyla ilişkilidir. Karbon iki farklı kristal allotropta bulunur: elmas ve grafit. Daha önce sözde olduğuna inanılıyordu. karbon, odun kömürü ve isin amorf formları da allotropik modifikasyonlardır, ancak bunların grafit ile aynı kristal yapıya sahip oldukları ortaya çıktı. Kükürt iki kristal modifikasyonda oluşur: ortorombik (a-S) ve monoklinik (b-S); kristal olmayan formlarından en az üçü bilinmektedir: l-S, m-S ve mor. Fosfor için beyaz ve kırmızı modifikasyonlar iyi çalışılmış, siyah fosfor da tanımlanmıştır; –77°C'nin altındaki sıcaklıklarda beyaz fosforun başka bir türü daha vardır. As, Sn, Sb, Se'nin ve yüksek sıcaklıklarda demir ve diğer birçok elementin allotropik modifikasyonları keşfedilmiştir.
1.5. Metal olmayanların kimyasal özellikleri
Metal olmayan kimyasal elementler, katıldıkları kimyasal dönüşüme bağlı olarak hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler sergileyebilirler.
En elektronegatif element olan florin atomları elektron bağışlama yeteneğine sahip değildir; her zaman yalnızca oksitleyici özellikler sergiler; diğer elementler de metallerden çok daha az ölçüde olsa da indirgeyici özellikler sergileyebilir. En güçlü oksitleyici maddeler flor, oksijen ve klordur; hidrojen, bor, karbon, silikon, fosfor, arsenik ve tellür ağırlıklı olarak indirgeyici özellikler gösterir. Azot, kükürt ve iyot ara redoks özelliklerine sahiptir.
Basit maddelerle etkileşim
Metallerle etkileşim:
2Na + Cl2 = 2NaCl,
6Li + N2 = 2Li3N,
2Ca + O2 = 2CaO
bu durumlarda metal olmayanlar oksitleyici özellikler sergilerler; elektronları kabul ederek negatif yüklü parçacıklar oluştururlar.
Diğer metal olmayanlarla etkileşim:
Hidrojenle etkileşime girdiğinde metal olmayanların çoğu oksitleyici özellikler sergileyerek uçucu hidrojen bileşikleri - kovalent hidritler oluşturur:
3H2 + N2 = 2NH3,
H2 + Br2 = 2HBr;
Oksijenle etkileşime girdiğinde flor hariç tüm metal olmayanlar indirgeyici özellikler sergiler:
S + Ö2 = SO2,
4P + 5O2 = 2P205;
Flor ile etkileşime girdiğinde flor oksitleyici bir maddedir ve oksijen indirgeyici bir maddedir:
2F2 + O2 = 2OF2;
Ametaller birbirleriyle etkileşime girer, elektronegatif metal oksitleyici ajanın rolünü ne kadar fazla oynarsa, elektronegatif olan da indirgeyici ajanın rolünü o kadar az oynar:
S + 3F 2 = SF 6,
Ametaller- metallerin karakteristik özelliklerine sahip olmayan basit gövdeler oluşturan kimyasal elementler. Ametallerin niteliksel bir özelliği elektronegatifliktir.
Elektronegatiflik- bu, ortak elektron çiftlerini çekmek için kimyasal bir bağı polarize etme yeteneğidir.
Ametaller olarak sınıflandırılan 22 element vardır.
1. Dönem
3. periyot
4. periyot
5. periyot
6. periyot
Tablodan da görülebileceği gibi metalik olmayan elementler çoğunlukla periyodik tablonun sağ üst kısmında yer almaktadır.
Metal olmayan atomların yapısı
Ametallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının dış enerji seviyesindeki elektron sayısının (metallere kıyasla) daha fazla olmasıdır. Bu onların ilave elektron bağlama yeteneklerinin daha yüksek olduğunu ve metallere göre daha yüksek oksidatif aktivite sergilediklerini belirler. Özellikle güçlü oksitleyici özellikler, yani elektron ekleme yeteneği, VI-VII gruplarının 2. ve 3. periyotlarında bulunan metal olmayanlar tarafından sergilenir. Flor, klor ve diğer halojen atomlarındaki yörüngelerdeki elektronların düzenini karşılaştırırsak, bunların ayırt edici özelliklerini değerlendirebiliriz. Flor atomunun serbest yörüngeleri yoktur. Bu nedenle flor atomları yalnızca I sergileyebilir ve oksidasyon durumu 1'dir. En güçlü oksitleyici ajan flor. Diğer halojenlerin atomlarında, örneğin klor atomunda, aynı enerji seviyesinde serbest d-orbitalleri vardır. Bu sayede elektron eşleşmesi üç farklı şekilde gerçekleşebilir. İlk durumda, klor +3 oksidasyon durumu sergileyebilir ve tuzlara karşılık gelen klorlu asit HClO2'yi oluşturabilir - örneğin potasyum klorit KClO2. İkinci durumda klor, klorun +5 olduğu bileşikler oluşturabilir. Bu tür bileşikler arasında HClO3 ve ee, örneğin potasyum klorat KClO3 (Bertoletova) yer alır. Üçüncü durumda, klor, örneğin perklorik asit HClO4 ve tuzları, perkloratlarda (potasyum perklorat KClO4'te) +7'lik bir oksidasyon durumu sergiler.
Metal olmayan moleküllerin yapıları. Metal olmayanların fiziksel özellikleri
Oda sıcaklığında gaz halinde bulunanlar:
· hidrojen - H2;
· nitrojen - N2;
· oksijen - O2;
flor - F2;
· radon - Rn).
Sıvı halde - brom - Br.
Katı halde:
bor - B;
· karbon - C;
· silikon - Si;
· fosfor - P;
· selenyum - Se;
tellür - Te;
Metal olmayanlar ve renkler açısından çok daha zengindir: fosfor için kırmızı, brom için kahverengi, kükürt için sarı, klor için sarı-yeşil, iyot buharı için mor vb.
En tipik metal olmayanlar moleküler bir yapıya sahipken, daha az tipik olanlar moleküler olmayan bir yapıya sahiptir. Bu, özelliklerindeki farkı açıklar.
Basit maddelerin bileşimi ve özellikleri - metal olmayanlar
Ametaller hem monoatomik hem de diatomik moleküller oluşturur. İLE tek atomlu Ametaller, en aktif maddelerle bile pratik olarak reaksiyona girmeyen inert gazları içerir. periyodik tablonun VIII. grubunda yer alır ve bunlara karşılık gelen basit maddelerin kimyasal formülleri şu şekildedir: He, Ne, Ar, Kr, Xe ve Rn.
Bazı ametaller oluşur iki atomlu moleküller. Bunlar H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (periyodik tablonun VII. grubunun elemanları) yanı sıra oksijen O2 ve nitrojen N2'dir. İtibaren üç atomlu molekülleri ozon gazından (O3) oluşur. Katı haldeki metalik olmayan maddeler için kimyasal formül oluşturmak oldukça zordur. Grafitteki karbon atomları birbirine farklı şekillerde bağlanır. Verilen yapılarda tek bir molekülü izole etmek zordur. Bu tür maddeler için kimyasal formüller yazarken, metallerde olduğu gibi, bu tür maddelerin yalnızca atomlardan oluştuğu varsayımı getirilir. , bu durumda, endeksler olmadan yazılır: C, Si, S, vb. Oksijen gibi basit maddeler, aynı niteliksel bileşime sahiptir (her ikisi de aynı elementten - oksijenden oluşur), ancak moleküldeki atom sayısında farklılık gösterir. , farklı özelliklere sahiptir. Dolayısıyla oksijenin kokusu yoktur, ozonun ise fırtına sırasında kokladığımız keskin bir kokusu vardır. Aynı niteliksel bileşime sahip ancak farklı yapılara sahip olan sert metal olmayanların, grafit ve elmasın özellikleri keskin bir şekilde farklılık gösterir (grafit kırılgan, serttir). Böylece bir maddenin özellikleri yalnızca niteliksel bileşimi ile değil, aynı zamanda maddenin molekülünde kaç tane atom bulunduğu ve bunların birbirlerine nasıl bağlandıkları ile de belirlenir. basit cisimler şeklinde katı gaz halindedir (brom - sıvı hariç). Metallerin doğasında bulunan fiziksel özelliklere sahip değillerdir. Sert ametaller, metallerin tipik parlaklığına sahip değildir, genellikle kırılgandırlar ve ısıyı zayıf iletirler (grafit hariç). Kristal boron B (kristal silikon gibi) çok yüksek bir erime noktasına (2075°C) ve yüksek sertliğe sahiptir. Borun elektriksel iletkenliği artan sıcaklıkla büyük ölçüde artar ve bu da onun yarı iletken teknolojisinde yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılar. Borun çeliğe ve alüminyum, bakır, nikel vb. alaşımlarına eklenmesi mekanik özelliklerini iyileştirir. Jet motoru parçaları ve gaz türbini kanatlarının imalatında borürler (belirli metallerle bileşikler, örneğin titanyum: TiB, TiB2) gereklidir. Şema 1'den görülebileceği gibi karbon - C, silikon - Si, - B benzer yapıya sahiptir ve bazı ortak özelliklere sahiptir. Basit maddeler olarak kristal ve amorf olmak üzere iki biçimde bulunurlar. Bu elementlerin kristal formları çok serttir ve erime noktaları yüksektir. Kristalin yarı iletken özelliklere sahiptir. Tüm bu elementler - ve (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2) metalleriyle bileşikler oluşturur. Bazıları daha fazla sertliğe sahiptir, örneğin Fe3C, TiB. asetilen üretmek için kullanılır.
Metal olmayanların kimyasal özellikleri
Bağıl elektronegatifliklerin sayısal değerlerine uygun olarak, oksitleyici ametaller şu sırayla artar: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F.
Oksitleyici ajanlar olarak metal olmayanlar
Ametallerin oksitleyici özellikleri etkileşimleri sırasında kendini gösterir:
· metallerle: 2Na + Cl2 = 2NaCl;
· hidrojen ile: H2 + F2 = 2HF;
· elektronegatifliği daha düşük olan ametallerle: 2P + 5S = P2S5;
· bazı karmaşık maddelerle: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,
2FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3.
İndirgeyici maddeler olarak metal olmayanlar
1. Tüm metal olmayanlar (flor hariç) oksijenle etkileşime girdiğinde indirgeyici özellikler gösterir:
S + O2 = SO2, 2H2 + O2 = 2H2O.
Flor ile kombinasyon halinde oksijen de pozitif bir oksidasyon durumu sergileyebilir, yani bir indirgeyici madde olabilir. Diğer tüm metal olmayanlar indirgeyici özellikler sergiler. Örneğin, klor doğrudan oksijenle birleşmez, ancak dolaylı olarak klorun pozitif bir oksidasyon durumu sergilediği oksitlerini (Cl2O, ClO2, Cl2O2) elde etmek mümkündür. Yüksek sıcaklıklarda nitrojen doğrudan oksijenle birleşerek indirgeyici özellikler sergiler. Kükürt oksijenle daha kolay reaksiyona girer.
2. Metal olmayan birçok madde, karmaşık maddelerle etkileşime girdiğinde indirgeyici özellikler sergiler:
ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO3 kons = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
3. Metal olmayan bir maddenin hem oksitleyici madde hem de indirgeyici madde olduğu reaksiyonlar da vardır:
Cl2 + H2O = HCl + HClO.
4. Flor, indirgeyici özelliklere sahip olmayan, yani kimyasal reaksiyonlarda elektron bağışlama yeteneği olmayan en tipik metal olmayan maddedir.
Metal olmayan bileşikler
Ametaller farklı molekül içi bağlara sahip bileşikler oluşturabilir.
Metal olmayan bileşik türleri
Kimyasal elementlerin periyodik tablosundaki gruplara göre hidrojen bileşiklerinin genel formülleri tabloda verilmiştir:
|
Uçucu hidrojen bileşikleri |
Toplam kalkojenler.
Periyodik element tablosunun altıncı grubunun ana alt grubunda. I. Mendeleev elementleri içerir: oksijen (O), kükürt (S), selenyum (Se), (Te) ve (Po). Bu elementlere toplu olarak "cevher oluşturan" anlamına gelen kalkojenler adı verilir.
Kalkojenlerin alt grubunda yukarıdan aşağıya doğru atom yükünün artmasıyla elementlerin özellikleri doğal olarak değişir: metalik olmayan özellikleri azalır ve metalik özellikleri artar. Yani - tipik bir metal olmayan ve polonyum - bir metal (radyoaktif).
Gri selenyum
Fotosel ve elektrik akımı redresörlerinin üretimi
Yarı iletken teknolojisinde
Kalkojenlerin biyolojik rolü
Kükürt bitkilerin, hayvanların ve insanların yaşamında önemli bir rol oynar. Hayvan organizmalarında kükürt hemen hemen tüm proteinlerin, kükürt içeren proteinlerin ve proteinlerin yanı sıra B1 vitamini ve insülin hormonunun bir parçasıdır. Kükürt eksikliği ile koyunlarda yün büyümesi yavaşlar ve kuşlarda zayıf tüylenme görülür.
En çok kükürt tüketen bitkiler lahana, marul ve ıspanaktır. Bezelye ve fasulye kabukları, turplar, şalgamlar, soğanlar, yaban turpu, kabak ve salatalıklar da kükürt açısından zengindir; Pancar kükürt bakımından da fakirdir.
Kimyasal özellikler açısından selenyum ve tellür kükürde çok benzer, ancak fizyolojik özellikler açısından onun antagonistleridir. Vücudun normal işleyişi için çok küçük miktarlarda selenyum gereklidir. Selenyumun kardiyovasküler sistem ve kırmızı kan hücreleri üzerinde olumlu etkisi vardır ve vücudun bağışıklık özelliklerini geliştirir. Artan miktarda selenyum, hayvanlarda zayıflama ve uyuşuklukla kendini gösteren hastalığa neden olur. Vücutta selenyum eksikliği kalbin, solunum organlarının bozulmasına, vücudun şişmesine neden olur ve hatta ortaya çıkabilir. Selenyumun hayvanlar üzerinde önemli bir etkisi vardır. Örneğin görme keskinliği yüksek olan geyiklerin retinasında vücudun diğer bölgelerine göre 100 kat daha fazla selenyum bulunur. Bitki dünyasında tüm bitkiler bol miktarda selenyum içerir. Bitki özellikle büyük miktarlarda biriktirir.
Tellürün bitkiler, hayvanlar ve insanlar için fizyolojik rolü selenyumdan daha az incelenmiştir. Tellürün selenyumla karşılaştırıldığında daha az toksik olduğu ve vücuttaki tellür bileşiklerinin hızla elementel tellüre indirgendiği ve bunun da organik maddelerle birleştiği bilinmektedir.
Azot alt grubunun elementlerinin genel özellikleri
Beşinci grubun ana alt grubu nitrojen (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb) ve (Bi) içerir.
Azottan bizmut'a kadar olan alt grupta yukarıdan aşağıya doğru metalik olmayan özellikler azalırken, metalik özellikler ve atomların yarıçapı artar. Azot, fosfor, arsenik metal değildir ancak metallere aittir.
Azot alt grubu
|
Karşılaştırmalı özellikler |
7 N nitrojen |
15 P fosfor |
33 Arsenik olarak |
51 Sb antimon |
83 Bi bizmut |
|||||
|
Elektronik yapı |
…4f145d106S26p3 |
|||||||||
|
Paslanma durumu |
1, -2, -3, +1, +2, +3, +4, +5 |
3, +1, +3, +4,+5 |
||||||||
|
Elektro- Olumsuzluk |
||||||||||
|
Doğada olmak |
Serbest durumda - atmosferde (N2 -), bağlı durumda - NaNO3 bileşiminde -; KNO3 - Hint güherçilesi |
Ca3(PO4)2 - fosforit, Ca5(PO4)3(OH) - hidroksiapatit, Ca5(PO4)3F - florapatit |
||||||||
|
Normal koşullar altında allotropik formlar |
Azot (tek form) |
NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH – (amonyum hidroksit); PH3 + H2O ↔ PH4OH ↔ PH4+ + OH- (fosfonyum hidroksit). Azot ve fosforun biyolojik rolü Azot, amino asitlerin, proteinlerin ve klorofilin, B vitaminlerinin ve aktive olan enzimlerin bir parçası olduğundan bitki yaşamında son derece önemli bir rol oynar. Bu nedenle topraktaki azot eksikliği bitkileri ve öncelikle yapraklardaki klorofil içeriğini olumsuz etkileyerek solgunlaşmalarına neden olur. 1 hektar toprak alanı başına 50 ila 250 kg azot tüketir. Azotun çoğu çiçeklerde, genç yapraklarda ve meyvelerde bulunur. Bitkiler için en önemli azot kaynağı azottur; bunlar esas olarak amonyum nitrat ve amonyum sülfattır. Canlı doğanın en önemli bileşeni olan havanın bir bileşeni olarak nitrojenin özel rolüne de dikkat edilmelidir. Bitki ve hayvan organizmalarının yaşam süreçlerinde fosfor kadar aktif ve çeşitli bir rol tek bir kimyasal element almaz. Nükleik asitlerin bir bileşenidir ve bazı enzimlerin ve vitaminlerin bir parçasıdır. Hayvanlarda ve insanlarda fosforun %90'a kadarı kemiklerde, %10'a kadarı kaslarda ve yaklaşık %1'i sinir sisteminde (inorganik ve organik bileşikler halinde) yoğunlaşır. Kaslarda, karaciğerde, beyinde ve diğer organlarda fosfatidler ve fosfor esterleri formunda bulunur. Fosfor kas kasılmalarında, kas ve kemik dokusunun yapımında görev alır. Zihinsel çalışma yapan kişilerin, özellikle zihinsel çalışma sırasında artan yük altında çalışan sinir hücrelerinin tükenmesini önlemek için artan miktarda fosfor tüketmeleri gerekir. Fosfor eksikliği ile performans düşer, nevroz gelişir ve iki değerlikli germanyum, kalay ve kurşun GeO, SnO, PbO amfoterik oksitler tarafından rahatsız edilir. Daha yüksek karbon ve silikon oksitleri CO2 ve SiO2, zayıf asidik özellikler sergileyen hidroksitlere (H2CO3 ve silisik asit H2SiO3) karşılık gelen asidik oksitlerdir. Amfoterik oksitler - GeO2, SnO2, PbO2 - amfoterik hidroksitlere karşılık gelir ve germanyum hidroksit Ge(OH)4'ten kurşun hidroksit Pb(OH)4'e geçerken asidik özellikler zayıflar ve bazik özellikler artar. Karbon ve silikonun biyolojik rolü Karbon bileşikleri bitki ve hayvan organizmalarının temelini oluşturur (karbonun %45'i bitkilerde ve %26'sı hayvan organizmalarında bulunur). Karbon monoksit (II) ve karbon monoksit (IV) karakteristik biyolojik özellikler sergiler. Karbon monoksit (II) çok zehirli bir gazdır çünkü kandaki hemoglobine sıkı bir şekilde bağlanır ve hemoglobinin akciğerlerden kılcal damarlara oksijen taşıma yeteneğinden yoksun kalır. CO solunduğunda zehirlenmeye, hatta muhtemelen ölüme neden olabilir. Karbon (IV) monoksit özellikle bitkiler için önemlidir. Bitki hücrelerinde (özellikle yapraklarda), klorofil varlığında ve güneş enerjisinin etkisiyle, oksijenin açığa çıkmasıyla karbondioksit ve sudan glikoz üretilir. Bitkiler, fotosentez sonucunda yılda 150 milyar ton karbon ve 25 milyar ton hidrojeni bağlamakta ve atmosfere 400 milyar tona kadar oksijen salmaktadır. Bilim adamları, bitkilerin CO2'nin yaklaşık %25'ini kök sistemi yoluyla toprakta çözünmüş karbonatlardan aldığını bulmuşlardır. Bitkiler, örtü dokuları oluşturmak için silikon kullanır. Bitkilerde bulunan ve hücre duvarlarına nüfuz eden silikon, onları böceklerin zararına karşı daha sert ve dayanıklı hale getirir, onları mantar enfeksiyonundan korur. Silikon hemen hemen tüm hayvan ve insan dokularında bulunur, özellikle karaciğer ve kıkırdak açısından zengindir. Tüberküloz hastalarının kemiklerinde, dişlerinde ve kıkırdaklarında sağlıklı insanlara göre önemli ölçüde daha az silikon bulunur. Botkin gibi hastalıklarda kandaki silikon içeriğinde azalma, kolonun hasar görmesi durumunda ise tam tersine kandaki silikon içeriğinde artış olur. |
Ders 24
Metal olmayanlar.
Dersin özeti:
Ametaller basit maddelerdir
Metal olmayanların periyodik tablodaki konumu
Metalik olmayan elementlerin sayısı metalik elementlerin sayısından önemli ölçüde daha azdır. On kimyasal element (H, C, N, P, O, S, F, Cl, Br, I) tipik metalik olmayan özelliklere sahiptir. Genellikle ametaller olarak sınıflandırılan altı element, ikili (hem metalik hem de metalik olmayan) özellikler (B, Si, As, Se, Te, At) sergiler. Ve yakın zamanda metal olmayanlar listesine 6 element daha eklendi. Bunlar sözde soy (veya atıl) gazlardır (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Yani bilinen kimyasal elementlerin 22'si genellikle metal olmayanlar olarak sınıflandırılır.
Periyodik tabloda metalik olmayan özellikler sergileyen elementler bor-astatin köşegeninin üzerinde yer alır (Şekil 26).
Ametallerin çoğunun atomları, metal atomlarının aksine, dış elektronik katmanda 4'ten 8'e kadar çok sayıda elektrona sahiptir. Bunun istisnası, dışta 1, 2 ve 3 elektrona sahip olan hidrojen, helyum, bor atomlarıdır. sırasıyla seviye.
Metal olmayanlar arasında yalnızca iki element - hidrojen (1s 1) ve helyum (1s 2) s ailesine aittir, diğerleri ise R-aile .
Tipik ametallerin (A) atomları, yüksek elektronegatiflik ve yüksek elektron ilgisi ile karakterize edilir; bu, karşılık gelen soy gazların elektron konfigürasyonlarıyla negatif yüklü iyonlar oluşturma yeteneklerini belirler:
bir 0 + nê → Bir n -
Bu iyonlar, metal olmayanların tipik metallerle iyonik bileşiklerinin bir parçasıdır. Ametaller ayrıca diğer daha az elektronegatif ametallerle (özellikle hidrojen) kovalent bileşiklerde negatif oksidasyon durumlarına sahiptir.
Daha elektronegatif ametallere (özellikle oksijene) sahip kovalent bileşiklerdeki ametal atomlar pozitif oksidasyon durumlarına sahiptir. Bir ametalin en yüksek pozitif oksidasyon durumu, genellikle, grup numarasına eşit, bulunduğu yer.
Ametaller basit maddelerdir
Metal olmayan elementlerin az sayıda olmasına rağmen, bunların hem Dünya'daki hem de uzaydaki rolleri ve önemleri çok büyüktür. Güneş'in ve diğer yıldızların kütlesinin %99'u ametal hidrojen ve helyumdan oluşur. Dünyanın hava kabuğu metal olmayan atomlardan oluşur - nitrojen, oksijen ve soy gazlar. Dünyanın hidrosferi, yaşam için en önemli maddelerden biri olan, molekülleri metal olmayan hidrojen ve oksijenden oluşan sudan oluşur. Canlı maddede 6 metal olmayan madde hakimdir: karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen, fosfor, kükürt.
Normal koşullar altında metalik olmayan maddeler farklı toplanma durumlarında bulunur:
1) gazlar: hidrojen H2, oksijen O2, nitrojen N2, flor F2, klor C12, inert gazlar: He, Ne, Ar, Kg, Xe, Rn
2) sıvılar: brom Br 2
3) katılar iyot I2, karbon C, silikon Si, kükürt S, fosfor P, vb.
Yedi metal olmayan element, diatomik moleküller E2 (hidrojen H2, oksijen O2, nitrojen N2, florin F2, klorin C12, bromin Br2, iyot I2) formunda bulunan basit maddeleri oluşturur.
Ametallerin kristal kafesindeki atomlar arasında serbest elektron bulunmadığından, fiziksel özellikleri metallerden farklıdır:
¾ parlaklık yok;
¾ kırılgan, farklı sertliğe sahip;
¾ ısıyı ve elektriği zayıf iletir.
Metalik olmayan katılar pratik olarak suda çözünmez; gaz halindeki O 2, N 2, H 2 ve halojenlerin suda çözünürlüğü çok düşüktür.
Bir dizi metal olmayan şu şekilde karakterize edilir: allotropi- birkaç basit madde formunda bir elementin varlığı olgusu. Oksijen (oksijen O2 ve ozon O3), kükürt (ortorombik, monoklinik ve plastik), fosfor (beyaz, kırmızı ve siyah), karbon (grafit, elmas ve karabina vb.), silikon (kristalin ve plastik) için allotropik modifikasyonlar bilinmektedir. amorf).
Metal olmayanların kimyasal özellikleri
Ametaller kimyasal aktivitelerinde önemli ölçüde farklılık gösterir. Böylece azot ve soy gazlar yalnızca çok ağır koşullar altında (yüksek basınç ve sıcaklık, katalizör varlığı) kimyasal reaksiyonlara girer.
En reaktif ametaller halojenler, hidrojen ve oksijendir. Kükürt, fosfor ve özellikle karbon ve silikon yalnızca yüksek sıcaklıklarda reaktiftir.
Ametaller kimyasal reaksiyonlarda hem yükseltgen hem de indirgeyici özellikler gösterirler. En yüksek oksitleme kapasitesi halojenlerin ve oksijenin karakteristiğidir. Hidrojen, karbon, silikon gibi metal olmayanlar baskın indirgeyici özelliklere sahiptir.
I. Metal olmayanların oksitleyici özellikleri:
1. Metallerle etkileşim. Bu durumda ikili bileşikler oluşur: oksijen - oksitlerle, hidrojen - hidritlerle, nitrojen - nitrürlerle, halojenlerle - halojenürlerle vb.:
2Cu + Ö2 → 2CuO
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
2. Hidrojen ile etkileşim. Ametaller ayrıca hidrojenle reaksiyonlarda oksitleyici ajanlar olarak da hareket ederek uçucu hidrojen bileşikleri oluşturur:
H2 + C12 → 2HC1
N2 + 3H2 → t, p, kat. 2NH3
3. Metal olmayanlarla etkileşim. Ametaller ayrıca daha az elektronegatif ametallerle reaksiyonlarda oksitleyici özellikler de sergiler:
2Р + 5С1 2 → 2РС1 5 ;
C + 2S → CS 2.
4. Karmaşık maddelerle etkileşim. Ametallerin oksitleyici özellikleri, karmaşık maddelerle reaksiyonlarda da kendini gösterebilir. Örneğin su, flor atmosferinde yanar:
2F 2 + 2H 2 Ö → 4HF + Ö 2.
II. Metal olmayanların özelliklerinin azaltılması
1. Metal olmayanlarla etkileşim. Ametaller, daha büyük elektronegatifliğe sahip ametallere ve öncelikle flor ve oksijene göre indirgeyici özellikler sergileyebilir:
4P + 5O2 → 2P205;
N2 + Ö2 → 2NO
2. Karmaşık maddelerle etkileşim. Bazı metal olmayanlar, metalurjik üretimde kullanılmalarına olanak tanıyan indirgeyici maddeler olabilir:
C + ZnO → Zn + CO;
5H2 + V2Ö5 → 2V + 5H2Ö.
SiO2 + 2C → Si + 2CO.
Ametaller, karmaşık maddelerle (güçlü oksitleyici maddeler) etkileşime girdiğinde indirgeyici özellikler sergiler, örneğin:
3S + 2KClO3 → 3S02 + 2KC1;
6P + 5KSIO3 → ZR205 + 5KS1.
C + 2H2S04 → C02 + 2S02 + 2H20;
3P + 5HNO3 + 2H2O → ZN3PO4 + 5NO.
Metal olmayanların elde edilmesi için genel yöntemler
Bazı metal olmayanlar doğada serbest halde bulunur: kükürt, oksijen, nitrojen, soy gazlar. Her şeyden önce basit maddeler (metal olmayanlar) havanın bir parçasıdır.
Havanın arındırılması (ayırılması) ile büyük miktarlarda oksijen ve nitrojen gazı elde edilir.
En aktif metal olmayanlar - halojenler - eriyiklerin veya bileşiklerin çözeltilerinin elektrolizi ile elde edilir. Endüstride, elektroliz kullanılarak, aynı anda büyük miktarlarda üç önemli ürün elde edilir: en yakın flor analoğu - klor, hidrojen ve sodyum hidroksit. Elektrolizöre yukarıdan beslenen bir sodyum klorür çözeltisi, elektrolit olarak kullanılır.
Ametallerin üretilmesine yönelik yöntemler daha sonra ilgili derslerde daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.
Bu tanım, ana alt grubun VIII. grubunun elemanlarını (atomları tam bir dış elektron katmanına sahip olan inert veya soy gazlar) bir kenara bırakır. Bu elementlerin atomlarının elektronik konfigürasyonu, metal veya metal olmayan olarak sınıflandırılamayacak şekildedir. Bunlar, doğal sistemde elementleri açıkça metallere ve metal olmayanlara bölen ve aralarında sınırda bir konum işgal eden nesnelerdir. İnert veya soy gazlar ("asalet" inertlikle ifade edilir) bazen metal olmayanlar olarak sınıflandırılır, ancak tamamen resmi olarak fiziksel özelliklere göre sınıflandırılır. Bu maddeler çok düşük sıcaklıklara kadar gaz halinde kalır.
Bu elementlerin kimyasal inertliği görecelidir. Ksenon ve kripton için flor ve oksijen içeren bileşikler bilinmektedir. Kuşkusuz bu bileşiklerin oluşumunda indirgeyici ajan olarak inert gazlar rol oynamıştır.
Ametallerin tanımından, atomlarının yüksek elektronegatiflik değerleriyle karakterize edildiği anlaşılmaktadır. Oia 2 ila 4 arasında değişir. Metal olmayanlar, bir s-elementi olan hidrojen hariç, esas olarak p elementleri olmak üzere ana alt grupların elementleridir.
Metal olmayan tüm elementler (hidrojen hariç), D.I. Mendeleev'in Periyodik Kimyasal Elementler Tablosu'nda sağ üst köşeyi kaplar ve tepe noktası flor olan bir üçgen oluşturur.
Ancak hidrojenin Periyodik Tablodaki ikili konumuna özellikle dikkat edilmelidir: ana alt grupların I ve VII. gruplarında. Bu bir tesadüf değil. Bir yandan, hidrojen atomu, alkali metal atomları gibi, dış (ve tek) elektronik katmanında, indirgeyici bir maddenin özelliklerini sergileyen, bağışlayabildiği bir elektrona (elektronik konfigürasyon 1s1) sahiptir.
Bileşiklerinin çoğunda hidrojen, alkali metaller gibi +1 oksidasyon durumu sergiler, ancak bir hidrojen atomunun bir elektronu kaybetmesi, alkali metal atomlarınınkinden daha zordur. Öte yandan, hidrojen atomu, halojen atomları gibi, dış elektron katmanını tamamlamak için bir elektrondan yoksundur, dolayısıyla hidrojen atomu bir elektronu kabul edebilir, bu da bir oksitleyici maddenin özelliklerini ve halojenin -1 oksidasyon durumu karakteristiğini sergiler. hidritler - metalli bileşikler, halojenli metal bileşiklerine benzer - halojenürler. Ancak bir hidrojen atomuna bir elektronun eklenmesi halojenlere göre daha zordur.
Normal koşullar altında hidrojen H2 bir gazdır. Halojenler gibi molekülü diatomiktir.
Metal olmayan atomlar baskın oksitleyici özelliklere, yani elektron kazanma yeteneğine sahiptir. Bu yetenek, periyotlarda ve alt gruplarda doğal olarak değişen elektronegatiflik değeri ile karakterize edilir (Şekil 47).
flor- En güçlü oksitleyici ajan, kimyasal reaksiyonlardaki atomları elektronlardan vazgeçemez, yani indirgeyici özellikler sergiler.
Dış elektron katmanı konfigürasyonu
Diğer metal olmayanlar, metallerle karşılaştırıldığında çok daha zayıf bir düzeyde olsa da, indirgeyici özellikler sergileyebilir; periyotlarda ve alt gruplarda indirgeme yetenekleri, oksidatif yeteneklerine göre ters sırada değişir.
Sadece 161 metal olmayan kimyasal element vardır, 114 elementin bilindiği düşünülürse oldukça fazladır. Metal olmayan iki element yer kabuğunun kütlesinin %76'sını oluşturur. Bunlar oksijen (%49) ve silikondur (%27). Atmosfer, yer kabuğundaki oksijen kütlesinin %0,03'ünü içerir. Metal olmayanlar bitki kütlesinin %98,5'ini, insan vücudunun kütlesinin ise %97,6'sını oluşturur. Altı metal olmayan - C, H, O, N, P ve S - canlı bir hücrenin en önemli organik maddelerini oluşturan biyojenik elementlerdir: proteinler, yağlar, karbonhidratlar, nükleik asitler. Soluduğumuz havanın bileşimi, aynı zamanda mineral elementlerden (oksijen O2, nitrojen, karbondioksit CO2, su buharı H2O, vb.) oluşan basit ve karmaşık maddeleri içerir.
Hidrojen- Evrenin ana unsuru. Birçok uzay nesnesi (gaz bulutları, Güneş dahil yıldızlar) yarıdan fazlası hidrojenden oluşur. Atmosfer, hidrosfer ve litosfer dahil olmak üzere Dünya'da bu oran yalnızca %0,88'dir. Ancak bu kütleye göredir ve hidrojenin atomik kütlesi çok küçüktür. Bu nedenle içeriğinin küçük olması sadece görünürdedir ve Dünya üzerindeki her 100 atomdan 17'si hidrojen atomudur.
Basit maddeler metal değildir. Yapı. Fiziki ozellikleri
Basit maddelerde ametal atomlar kovalent apolar bağlarla bağlanır. Bu sayede izole edilmiş atomlardan daha kararlı bir elektronik sistem oluşur. Bu durumda tek (örneğin hidrojen moleküllerinde H2, halojenler Ru, Br2), çift (örneğin kükürt moleküllerinde, tronik bağlar (örneğin nitrojen moleküllerinde) kovalent bağlar oluşur.
Bildiğiniz gibi basit metal olmayan maddeler şunları içerebilir:
1. Moleküler yapı. Normal koşullar altında bu maddelerin çoğu gaz veya katıdır ve yalnızca brom (Br2) sıvıdır. Bu maddelerin tümü moleküler bir yapıya sahiptir ve bu nedenle uçucudur. Katı haldeyken, moleküllerini kristalde tutan zayıf moleküller arası etkileşim nedeniyle eriyebilirler ve süblimleşme yeteneğine sahiptirler.
2. Atomik yapı. Bu maddeler uzun atom zincirlerinden oluşur. Kovalent bağların yüksek mukavemeti nedeniyle, genellikle yüksek sertliğe sahiptirler ve kristallerindeki kovalent bağların yok edilmesiyle (erime, buharlaşma) ilgili herhangi bir değişiklik, büyük bir enerji harcamasıyla meydana gelir. Bu tür maddelerin çoğunun erime ve kaynama noktaları yüksektir ve uçuculukları çok düşüktür. (Şekil 47'de yalnızca atomik kristal kafesleri oluşturan metal olmayan elementlerin sembollerinin altı çizilmiştir.)
Birçok metalik olmayan element, birkaç basit maddeyi (alotropik modifikasyonlar) oluşturur. Hatırlayacağınız gibi atomların bu özelliğine allotropi adı veriliyor. Allotropi, farklı molekül bileşimleri ve farklı kristal yapılarla ilişkilendirilebilir. Karbonun allotropik modifikasyonları grafit, elmas, karbin ve fullerendir (Şekil 48).
Allotropi özelliğine sahip metalik olmayan elementler Şekil 47'de yıldız işaretiyle gösterilmiştir. Yani basit maddeler (metal olmayanlar) kimyasal elementlerden (metal olmayanlar) çok daha fazladır.
Nadir istisnalar (altın, bakır ve diğerleri) dışında çoğu metalin gümüşi beyaz bir renkle karakterize edildiğini biliyorsunuz. Ancak basit metalik olmayan maddeler çok daha çeşitli renk yelpazesine sahiptir.
Ametallerin fiziksel özelliklerindeki büyük farklılıklara rağmen yine de bazı ortak özelliklerine dikkat edilmesi gerekmektedir. Tüm gaz halindeki maddeler, sıvı brom ve tipik kovalent kristaller dielektriktir, çünkü atomlarının tüm dış elektronları kimyasal bağlar oluşturmak için kullanılır. Kristaller plastik değildir ve herhangi bir deformasyon kovalent bağların tahrip olmasına neden olur. Çoğu ametalin metalik bir parlaklığı yoktur.
Kimyasal özellikler
Daha önce de belirttiğimiz gibi, metal olmayan atomlar ve dolayısıyla bunların oluşturduğu basit maddeler hem oksitleyici hem de indirgeyici özelliklerle karakterize edilir.
Metal olmayan basit maddelerin oksitleyici özellikleri
1. Metal olmayanların oksitleyici özellikleri, öncelikle metallerle etkileşimleri sırasında kendini gösterir (bildiğiniz gibi metaller her zaman indirgeyici maddelerdir):
Klor Cl2'nin oksitleyici özellikleri kükürtünkinden daha belirgindir, bu nedenle bileşiklerinde kararlı oksidasyon durumlarına sahip olan Fe metali +2 b +3'tür. onun tarafından daha yüksek bir oksidasyon durumuna oksitlenir.
2. Metal olmayanların çoğu, hidrojenle etkileşime girdiğinde oksitleyici özellikler sergiler. Sonuç olarak uçucu hidrojen bileşikleri oluşur.
3. Herhangi bir metal olmayan, elektronegatiflik değeri daha düşük olan metal olmayanlarla reaksiyonlarda oksitleyici bir madde görevi görür:
Sülfürün elektronegatifliği fosforunkinden daha büyüktür, dolayısıyla burada oksitleyici özellikler gösterir.
Florun elektronegatifliği diğer tüm kimyasal elementlerinkinden daha yüksektir, dolayısıyla oksitleyici bir maddenin özelliklerini sergiler.
Flor, metal olmayanlar arasında en güçlü oksitleyici maddedir; reaksiyonlarda yalnızca oksitleyici özellikler gösterir.
4. Ametaller ayrıca bazı karmaşık maddelerle reaksiyona girerek oksitleyici özellikler de gösterirler. Sadece oksijen değil, diğer metal olmayanlar da karmaşık maddelerle (inorganik ve organik) reaksiyonlarda oksitleyici maddeler olabilir.
Güçlü oksitleyici ajan klor Cl2, demir (II) klorürü demir (III) klorüre oksitler.
Elbette doymamış bileşiklere verilen kalitatif reaksiyonu - bromlu suyun renginin değişmesini - hatırlıyorsunuz.
Basit maddelerin azaltıcı özellikleri - metal olmayanlar
Metal olmayanların birbirleriyle reaksiyonunu göz önüne aldığımızda, elektronegatiflik değerlerine bağlı olarak, bunlardan birinin oksitleyici bir maddenin özelliklerini, diğerinin ise bir indirgeyici maddenin özelliklerini sergilediğini zaten belirtmiştik.
1. Flor ile ilgili olarak tüm metal olmayanlar (oksijen bile) indirgeyici özellikler gösterir.
2. Tabii ki, flor hariç metal olmayanlar, oksijenle etkileşime girdiğinde indirgeyici madde görevi görür:
8 Pek çok metalik olmayan bileşik, karmaşık oksitleyici maddelerle reaksiyonlarda indirgeyici madde olarak görev yapabilir:
Aynı metal olmayan maddenin hem oksitleyici madde hem de indirgeyici madde olduğu reaksiyonlar da vardır; bunlar kendi kendine oksidasyon-kendi kendine indirgeme reaksiyonlarıdır.
Öyleyse özetleyelim! Ametallerin çoğu, kimyasal reaksiyonlarda hem oksitleyici bir madde hem de bir indirgeyici madde olarak hareket edebilir (indirgeyici özellikler yalnızca florin doğasında yoktur).
Ametallerin hidrojen bileşikleri
Tüm ametallerin ortak özelliği, çoğu ametalin daha düşük oksidasyon durumuna sahip olduğu uçucu hidrojen bileşiklerinin oluşmasıdır.
Bu bileşiklerin en kolay şekilde doğrudan metal olmayan bir maddenin hidrojenle etkileşimi, yani sentez yoluyla elde edilebileceği bilinmektedir.
Ametallerin hidrojen bileşikleri ortak polar bileşiklerle ilişkilidir, moleküler bir yapıya sahiptir ve normal koşullar altında sudan (sıvı) başka gazlardır. Metal olmayan hidrojen bileşikleri su ile güçlü bir ilişki ile karakterize edilir. Metai ve enlan pratik olarak içinde çözünmez. Amonyak suda çözündüğünde zayıf bir baz olan amonyak hidratı oluşturur.
Dikkate alınan özelliklere ek olarak, redoks reaksiyonlarında ametallerin hidrojen bileşikleri her zaman indirgeyici özellikler sergiler çünkü içlerindeki ametaller daha düşük bir oksidasyon durumuna sahiptir.
Metal olmayan oksitler ve bunlara karşılık gelen hidroksitler
Metal olmayan oksitlerde atomlar arasındaki bağ polar kovalenttir. Moleküler yapıdaki oksitler arasında gaz, sıvı (uçucu), katı (uçucu) bulunur.
Metal olmayan oksitler iki gruba ayrılır: tuz oluşturmayan ve jel oluşturan. Asidik oksitler suda çözündüğünde, oksit hidratlar oluşur - doğası gereği asit olan hidroksitler. Asitler ve asit oksitler, kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak, ametalin oksidasyon durumunu koruduğu tuzlar oluşturur.
Oksitler ve bunlara karşılık gelen hidroksitler - metal olmayanın grup numarasına eşit bir oksidasyon durumu sergilediği, yani en yüksek değeri olan asitlere daha yüksek denir. Periyodik Yasayı ele alırken onların bileşimlerini ve özelliklerini zaten tanımlamıştık.
Oksitlerin ve hidroksitlerin asidik özelliklerinin güçlendirilmesi Bir ana alt grup içinde, örneğin grup VI'da, yüksek oksitlerin ve hidroksitlerin özelliklerinde aşağıdaki değişiklik modeli işler.
Bir ametal iki veya daha fazla asidik oksit ve dolayısıyla bunlara karşılık gelen oksijen içeren asitler oluşturuyorsa, bu durumda bunların asidik özellikleri, ametalin oksidasyon derecesi arttıkça artar.
Ametalin en yüksek oksidasyon durumuna sahip olduğu oksitler ve asitler yalnızca oksitleyici özellikler sergileyebilir.
Ametalin ara oksidasyon durumuna sahip olduğu oksitler ve asitler, hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler sergileyebilir.
Pratik görevler
1. Metal olmayan elemanlar hangi elektronik ailelere aittir?
2. Hangi metal olmayan elementler biyojeniktir?
3. Ametal olmayan atomların değerlik yeteneklerini hangi faktörler belirler? Oksijen ve kükürt atomları örneğini kullanarak bunları düşünün.
4. Neden bazı ametaller normal koşullar altında gaz iken diğerleri refrakter katılardır? 5. Normal koşullar altında farklı toplanma durumlarında bulunan basit metal olmayan maddelere örnekler verin: a) gaz halinde, b) sıvı, c) katı.
6. Ametalleri içeren redoks reaksiyonlarının denklemlerini yazın. Ametaller bu reaksiyonlarda hangi özellikleri (oksitleyici veya indirgeyici) sergiler?
Hangi nedenle su ile hidrojen sülfürün kaynama sıcaklıkları çok farklıdır, ancak hidrojen sülfit ile hidrojen selenitin kaynama sıcaklıkları birbirine yakındır?
7. Metan neden havada stabildir, ancak havada güçlüdür, kendiliğinden tutuşur: hidrojen florür ısınmaya dayanıklıdır, iyot-hidrojen, düşük ısıtmada bile iyot ve hidrojene ayrışır?
8. Aşağıdaki geçişleri gerçekleştirmek için kullanılabilecek reaksiyon denklemlerini yazın:
9. Aşağıdaki geçişleri gerçekleştirmek için kullanılabilecek reaksiyon denklemlerini yazın:
12. 20 g hidrojen sülfür, 10 g sodyum hidroksit içeren bir çözeltiden geçirildi. Ne tür tuz ve ne miktarda alacaksınız?
Cevap: 0,25 mol NaHS.
14. 30 gr kireç taşı hidroklorik asitle muamele edildiğinde 11 gr karbondioksit elde edildi. Doğal kireçtaşındaki kalsiyum karbonatın kütle oranı nedir? Cevap: %83,3. 15. Tıpta kullanılan iyot tentürü, etil alkolde% 51'lik bir kristalin iyot çözeltisidir. Yoğunluğu 0,8 g/ml olan alkolün hacmi nedir? 250 g böyle bir çözelti hazırlamak gerekiyor mu?
Cevap: 297 ml. 16. 34 g ağırlığındaki bir silikon, grafit ve kalsiyum karbonat karışımı, 22.4 litre gaz (n.o.) elde etmek üzere bir sodyum hidroksit çözeltisi ile işlendi. Karışımın böyle bir kısmı hidroklorik asit ile muamele edildiğinde 2,24 litre gaz (n.e.) elde edildi. Karışımın kütle bileşimini belirleyin.
Cevap: 14 gr 81: 10 gr C; 10 gr CaCO2.
17. 2,24 l (n.o.) hacimli gaz halindeki amonyak, kütle oranı %49 olan 20 g fosforik asit çözeltisi tarafından emilir. Hangi tuz oluştu, kütlesi nedir?
Cevap: 11.5g
19. Üretim kaybının %5 olduğu varsayıldığında, 6,3 ton nitrik asit üretmek için ne kadar amonyak hacmi gereklidir?
Cevap: 2352 m3.
20. Asetilen, gazdaki metan hacim oranı %96 olan 300 litre (n.o.) hacimli doğal gazdan elde edildi. Ürün verimi %65 ise hacmini belirleyin.
Cevap: 93,6 l.
21. Havadaki buhar yoğunluğu 1,862 ve karbon kütle oranı %88,9 olan bir hidrokarbonun yapısal formülünü belirleyin. Hidrokarbonun gümüş oksitin amonyak çözeltisiyle etkileşime girdiği bilinmektedir.
Metal olmayanların insan yaşamındaki rolü
Ametaller insan yaşamında büyük bir rol oynamaktadır, çünkü onlarsız yaşam sadece insanlar için değil diğer canlı organizmalar için de imkansızdır. Nitekim oksijen, karbon, hidrojen ve nitrojen gibi metalik olmayan elementler sayesinde amino asitler oluşur, bunlardan proteinler oluşur ve bunlar olmadan Dünya'daki tüm yaşam var olamaz.
Ana metal olmayanları gösteren aşağıdaki resme daha yakından bakalım:
Şimdi bazı metal olmayanlara daha detaylı bakalım ve bunların insan yaşamında ve vücudunda oynadıkları önemi öğrenelim.
Bir kişinin tüm yaşamı soluduğu havaya bağlıdır ve havada metal olmayan maddeler ve bunların aralarındaki bileşikler bulunur. Oksijen vücudumuzun en önemli fonksiyonlarını yerine getirmesini sağlar, nitrojen ve diğer gazlı maddeler ise vücudumuzu sulandırarak solunum yollarımızı korur. Sonuçta, biyoloji dersinizden vücudun tüm koruyucu fonksiyonlarının oksijen varlığıyla yakından ilişkili olduğunu zaten biliyorsunuz.
Ozon vücudumuzu zararlı UV ışınlarının nüfuzundan korur.
Kükürt gibi önemli bir eser element, insan vücudunda bir güzellik minerali görevi görür, çünkü onun sayesinde cilt, tırnaklar ve saçlar sağlıklı kalacaktır. Ayrıca kükürtün kıkırdak ve kemik dokusunun oluşumunda rol aldığını, eklemlerin işleyişini iyileştirmeye yardımcı olduğunu, kas dokumuzu güçlendirdiğini ve insan sağlığı için çok önemli olan birçok işlevi yerine getirdiğini de unutmayın.
Klor anyonları da belirli enzimlerin aktivasyonunda rol aldıkları için insanlar için önemli bir biyolojik rol oynarlar. Onların yardımıyla midede uygun bir ortam korunur ve ozmotik basınç korunur. Klor, kural olarak, yemek yerken sofra tuzu yoluyla insan vücuduna girer.
Metal olmayan maddelerin insan vücudu ve diğer canlılar üzerinde sahip olduğu önemli özelliklerinin yanı sıra bu maddeler çeşitli endüstrilerde de kullanılmaktadır.
Metal olmayanların uygulanması
Hidrojen
Hidrojen gibi metal olmayan bu tür kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Amonyak, metanol, hidrojen klorürün sentezi ve ayrıca yağların hidrojenasyonu için kullanılır. Ayrıca, birçok metalin ve bunların bileşiklerinin üretiminde hidrojenin indirgeyici bir madde olarak katılımı olmadan da yapılamaz.
Hidrojen tıpta da yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaraları tedavi ederken ve küçük kanamaları durdurmak için yüzde üç hidrojen peroksit çözeltisi kullanın.
Klor
Klor, hidroklorik asit, kauçuk, vinil klorür, plastik ve birçok organik maddenin üretiminde kullanılır. Tekstil ve kağıt gibi endüstrilerde ağartma maddesi olarak kullanılır. Ev düzeyinde klor, oksitleyici özelliklere sahip olduğundan güçlü bir dezenfektan etkiye sahip olduğundan içme suyunun dezenfeksiyonu için vazgeçilmezdir. Hem klorlu su hem de kireç aynı özelliklere sahiptir.
Tıbbi amaçlar için, sodyum klorür genellikle tuzlu su çözeltisi olarak kullanılır. Suda çözünen birçok ilaç bazında üretilir.
Kükürt
Sülfürik asit, barut ve kibrit üretmek için kükürt gibi metal olmayan bir madde kullanılır. Ayrıca kauçuğun vulkanizasyonunda da kullanılır. Boya ve fosfor üretiminde kullanılır. Tıpta kolloidal kükürt gereklidir.
Kükürt tarımda da uygulama alanı bulmuştur. Çeşitli zararlıları kontrol etmek için fungisit olarak kullanılır.
Polimerik malzemelerin sentezinde ve çeşitli tıbbi preparatların üretiminde iyot ve brom gibi metal olmayanlar da yaygın olarak kullanılmaktadır.
- bu, ortak elektron çiftlerini çekmek için kimyasal bir bağı polarize etme yeteneğidir.
Ametaller olarak sınıflandırılan 22 element vardır.
Metalik olmayan elementlerin periyodik kimyasal element tablosundaki konumu
| Grup | BEN | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| 1. Dönem | N | O | |||||
| 2. periyot | İÇİNDE | İLE | N | Ö | F | Hayır | |
| 3. periyot | Si | P | S | C.L. | Ar | ||
| 4. periyot | Gibi | Bak | kardeşim | Kr. | |||
| 5. periyot | Te | BEN | Xe | ||||
| 6. periyot | Şu tarihte: | Rn |
Metal olmayan atomların yapısı
Ametallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının dış enerji seviyesinde daha fazla sayıda (metallere kıyasla) elektron bulunmasıdır. Bu onların ilave elektron bağlama yeteneklerinin daha yüksek olduğunu ve metallere göre daha yüksek oksidatif aktivite sergilediklerini belirler. Özellikle güçlü oksitleyici özellikler, yani elektron ekleme yeteneği, VI-VII gruplarının 2. ve 3. periyotlarında bulunan metal olmayanlar tarafından sergilenir. Flor, klor ve diğer halojen atomlarındaki yörüngelerdeki elektronların düzenini karşılaştırırsak, onların ayırt edici özelliklerini değerlendirebiliriz. Flor atomunun serbest yörüngeleri yoktur. Bu nedenle, flor atomları yalnızca değerlik I ve oksidasyon durumu 1'i sergileyebilir. En güçlü oksitleyici ajan, flor. Diğer halojenlerin atomlarında, örneğin klor atomunda, aynı enerji seviyesinde serbest d-orbitalleri vardır. Bu sayede elektron eşleşmesi üç farklı şekilde gerçekleşebilir. İlk durumda, klor +3'lük bir oksidasyon durumu sergileyebilir ve tuzlara - kloritlere, örneğin potasyum klorit KClO2'ye karşılık gelen klorlu asit HClO2'yi oluşturabilir. İkinci durumda klor, klorun oksidasyon durumunun +5 olduğu bileşikler oluşturabilir. Bu tür bileşikler arasında perklorik asit HClO3 ve bunun tuzları - kloratlar, örneğin potasyum klorat KClO3 (Berthollet tuzu) bulunur. Üçüncü durumda, klor, örneğin perklorik asit HClO 4'te ve tuzlarında, perkloratlarda (potasyum perklorat KClO 4'te) +7'lik bir oksidasyon durumu sergiler.Metal olmayan moleküllerin yapıları. Metal olmayanların fiziksel özellikleri
Oda sıcaklığında gaz halinde bulunanlar:· hidrojen - H2;
· nitrojen - N2;
· oksijen - O2;
· flor - F2;
· klor - CI 2.
Ve inert gazlar:· helyum - O;
· neon - Ne;
· argon - Ar;
· kripton - Kr;
· ksenon - Xe;
· radon - Rn).
İÇİNDE sıvı- brom - Br.İÇİNDE zor:
tellür - Te;
· iyot - I;
· astatin - At.
Metal olmayanların renk spektrumu çok daha zengindir: fosfor için kırmızı, brom için kahverengi, kükürt için sarı, klor için sarı-yeşil, iyot buharı için mor vb.En tipik metal olmayanlar moleküler bir yapıya sahipken, daha az tipik olanlar moleküler olmayan bir yapıya sahiptir. Bu, özelliklerindeki farkı açıklar.
Basit maddelerin bileşimi ve özellikleri - metal olmayanlar
Ametaller hem monoatomik hem de diatomik moleküller oluşturur. İLE tek atomlu Ametaller, en aktif maddelerle bile pratik olarak reaksiyona girmeyen inert gazları içerir. Soy gazlar periyodik tablonun VIII. grubunda yer alır ve bunlara karşılık gelen basit maddelerin kimyasal formülleri şu şekildedir: He, Ne, Ar, Kr, Xe ve Rn.
Bazı ametaller oluşur iki atomlu moleküller. Bunlar H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (periyodik tablonun VII. grubunun elemanları) ve ayrıca oksijen O2 ve nitrojen N2'dir. İtibaren üç atomlu molekülleri ozon gazından (O3) oluşur. Katı haldeki metalik olmayan maddeler için kimyasal formül oluşturmak oldukça zordur. Grafitteki karbon atomları birbirine farklı şekillerde bağlanır. Verilen yapılarda tek bir molekülü izole etmek zordur. Bu tür maddeler için kimyasal formüller yazarken, metallerde olduğu gibi, bu tür maddelerin yalnızca atomlardan oluştuğu varsayımı getirilir. Bu durumda kimyasal formüller indeksler olmadan yazılır: C, Si, S, vb. Aynı niteliksel bileşime sahip (her ikisi de aynı elementten - oksijenden oluşur), ancak atom sayısı bakımından farklı olan ozon ve oksijen gibi basit maddeler Bir molekülde farklı özelliklere sahiptir. Dolayısıyla oksijenin kokusu yoktur, ozonun ise fırtına sırasında kokladığımız keskin bir kokusu vardır. Aynı niteliksel bileşime ancak farklı yapılara sahip olan sert ametallerin, grafit ve elmasın özellikleri keskin bir şekilde farklılık gösterir (grafit kırılgandır, elmas serttir). Böylece bir maddenin özellikleri yalnızca niteliksel bileşimi ile değil, aynı zamanda maddenin molekülünde kaç tane atom bulunduğu ve bunların birbirlerine nasıl bağlandıkları ile de belirlenir. Basit cisimler şeklindeki ametaller katı veya gaz halindedir (sıvı olan brom hariç). Metallerin doğasında bulunan fiziksel özelliklere sahip değillerdir. Katı ametaller, metallerin parlaklık özelliğine sahip değildir, genellikle kırılgandırlar ve elektriği veya ısıyı iyi iletmezler (grafit hariç). Kristal boron B (kristal silikon gibi) çok yüksek bir erime noktasına (2075°C) ve yüksek sertliğe sahiptir. Borun elektriksel iletkenliği artan sıcaklıkla büyük ölçüde artar ve bu da onun yarı iletken teknolojisinde yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılar. Borun çeliğe ve alüminyum, bakır, nikel vb. alaşımlarına eklenmesi mekanik özelliklerini iyileştirir. Jet motoru parçaları ve gaz türbini kanatlarının imalatında borürler (borun belirli metallerle bileşikleri, örneğin titanyum: TiB, TiB2) gereklidir. Şema 1'den görülebileceği gibi karbon - C, silikon - Si, bor - B benzer yapıya sahiptir ve bazı ortak özelliklere sahiptir. Basit maddeler olarak kristal ve amorf olmak üzere iki biçimde bulunurlar. Bu elementlerin kristal formları çok serttir ve erime noktaları yüksektir. Kristalin silikon yarı iletken özelliklere sahiptir. Tüm bu elementler metallerle - karbürler, silisitler ve borürler (CaC 2, Al 4 C 3, Fe 3 C, Mg 2 Si, TiB, TiB 2) ile bileşikler oluşturur. Fe 3 C, TiB gibi bazılarının sertliği daha yüksektir. Asetilen üretmek için kalsiyum karbür kullanılır.
Yükleniyor...