ХАРАКТЕРНЫЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ - НЕМЕТАЛЛОВ Карташова Людмила Александровна,

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