NIEMETALE: HISTORIA, WŁAŚCIWOŚCI, GRUPY, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

W niemetale są grupy elementów, które znajdują się po prawej stronie układu okresowego pierwiastków, z wyjątkiem wodoru znajduje się w grupie 1 (la), z metalami alkalicznymi. Jeśli chcesz wiedzieć, czym one są, musisz spojrzeć na prawy górny róg bloku p.

Atomy niemetalowe są stosunkowo małe, a ich zewnętrzna powłoka elektronowa zawiera dużą liczbę elektronów. Elementy niemetalowe obejmują ciała stałe, ciecze i gazy; Chociaż większość z nich znajduje się w stanie gazowym, kilka z nich wzbogaca atmosferę.

Niemetalowe elementy w kolorze brązowym

Znaczna część niemetali występuje we wszystkich istotach żywych w postaci związków i makrocząsteczek. Na przykład: węgiel, tlen i wodór są obecne we wszystkich białkach, lipidach, węglowodanach i kwasach nukleinowych.

Fosfor jest obecny we wszystkich kwasach nukleinowych oraz w niektórych węglowodanach i lipidach. Siarka znajduje się w wielu białkach. Azot jest częścią wszystkich kwasów nukleinowych i białek.

Z drugiej strony metan i ropa naftowa składają się prawie w całości z pierwiastków niemetalicznych. W rzeczywistości węglowodory (węgiel i wodór) dają wyobrażenie o tym, jak liczne są niemetale, pomimo ich mniejszej liczby pierwiastków w układzie okresowym.

Historia

Od czasów starożytnych (3750 pne) Egipcjanie używali węgla do redukcji miedzi obecnej w ich minerałach, takich jak korwelit i malachit.

W 1669 roku Hennin Brandowi udało się wyizolować fosfor z zebranego moczu. Henry Cavendish (1776) zdołał zidentyfikować wodór, chociaż kilku badaczy, w tym Robert Boyle (1670), wytworzyło wodór w reakcji mocnego kwasu z metalem.

Carl Scheele wytwarzał tlen przez ogrzewanie tlenku rtęci azotanami (1771). Curtoisowi udało się wyizolować jod podczas próby przygotowania saletry z wodorostów (1811). Balard i Gmelin wyizolowali brom (1825).

W 1868 roku Janssen i Lockger niezależnie odkryli hel, obserwując żółtą linię w badaniu widma światła słonecznego, które nie należało do innego pierwiastka. Moissanowi udało się wyizolować fluor (1886).

W 1894 roku Lord Rayleigh i Ramsey odkryli argon, badając właściwości azotu. Ramsay i Travers (1898) wyizolowali krypton, neon i ksenon z ciekłego argonu przez destylację kriogeniczną z powietrza.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Siarka jest jednym z najbardziej reprezentatywnych pierwiastków niemetalicznych. Źródło: Ben Mills za pośrednictwem Wikipedii.

Fizyczny

Niektóre z właściwości fizycznych niemetali to:

-Mają niską przewodność elektryczną, z wyjątkiem węgla w postaci grafitu, który jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego.

-Mogą pojawić się pod fizycznym wyglądem ciał stałych, cieczy lub gazów.

-Mają niskie przewodnictwo cieplne, z wyjątkiem węgla w postaci diamentu, który nie zachowuje się jak izolator termiczny.

-Mają mały połysk, w przeciwieństwie do metalicznego połysku metali.

-Niemetaliczne ciała stałe są kruche, więc nie są ciągliwe ani ciągliwe.

-Mają niską temperaturę topnienia i wrzenia.

-Mogą mieć różne struktury krystaliczne. Zatem fosfor, tlen i fluor mają sześcienną strukturę krystaliczną; wodór, węgiel i azot, heksagonalny; oraz siarka, chlor, brom i jod, rombowe.

Chemia

Niemetale charakteryzują się wysoką energią jonizacji i wysoką wartością elektroujemności. Na przykład fluor ma najwyższą elektroujemność (3,98), będąc najbardziej reaktywnym pierwiastkiem z niemetali.

Jednak, co zaskakujące, najwyższą elektroujemność mają gazy szlachetne hel (5,5) i neon (4,84). Są one jednak obojętne chemicznie, ponieważ zewnętrzne powłoki elektroniki są pełne.

Niemetale tworzą związki jonowe z metalami i kowalencyjne z niemetalami.

Stwierdzono, że pierwiastki niemetaliczne tworzą cząsteczki dwuatomowe, połączone wiązaniami kowalencyjnymi. Tymczasem atomy gazów szlachetnych mają postać jednostek atomowych.

Tworzą tlenki kwasowe, które reagują z wodą, tworząc kwasy.

Grupy i elementy niemetalowe

Grupa 1

Składa się z wodoru, bezbarwnego i bezwonnego gazu dwuatomowego. Stan utlenienia +1. Ma mniejszą gęstość niż powietrze. W stanie stałym ma heksagonalną strukturę krystaliczną. Wodór nie jest bardzo reaktywny.

Grupa 14

Węgiel jest jedynym niemetalem w tej grupie. Węgiel w postaci grafitu jest błyszczącym ciałem stałym o heksagonalnej strukturze krystalicznej. Posiada wysoką przewodność elektryczną. Jego najczęstsze stany utlenienia to +2 i +4.

Grupa 15

Azot

Bezbarwny i bezwonny gaz. Jest pierwiastkiem lekko reaktywnym i nieco gęstszym od powietrza. Najczęstsze stany utlenienia: -3 i +5. Tworzy dwuatomowe cząsteczki N ₂ .

Mecz

Jednolity, jego kolor może być biały, żółty lub czarny. Mało reaktywny. Rombowa struktura kryształu. Elektroujemność 2.1. Najczęstsze stany utlenienia: -3 i +5.

Grupa 16

Tlen

Bezbarwny lub bladoniebieski gaz, bezwonny. Ogólnie niereaktywny. Sześcienna struktura kryształu. Jest izolatorem i silnym utleniaczem. Elektroujemność 3.5. Stan utlenienia -2

Siarka

Jasnożółte, kruche, umiarkowanie reaktywne ciało stałe. Rombowa struktura kryształu. Tworzy wiązania kowalencyjne. Elektroujemność 2.5. Najczęstsze stany utlenienia: -2, +2, +4 i +6.

Selen

Ciało stałe szare lub czerwonawe do czarnego. Selen szary wykazuje przewodnictwo elektryczne wrażliwe na światło. Jest to miękkie i kruche ciało stałe. Elektroujemność 2.4. Stany utlenienia: -2, +2, +4 i +6.

Grupa 17

Fluor

Jest to bladożółty gaz, bardzo toksyczny. Jest to bardzo reaktywny element. Występuje jako dwuatomowe cząsteczki F ₂ . W stanie stałym krystalizuje w postaci sześciennej. Elektroujemność 3,98. Stany utlenienia -1.

Chlor

Jest to gaz zielono-żółty. Przedstawia dwuatomowe cząsteczki Cl ₂ . Jest bardzo reaktywny. W stanie stałym struktura krystaliczna jest rombowa. Elektroujemność 3.0. Stany utlenienia: - 1, +1, +3, +5, +7.

Brom

Jest to czerwono-brązowa ciecz. Elektroujemność 2.8. Stany utlenienia -1, +1, +3, +5 i +7.

Jod

Jest to ciało stałe o czarnym kolorze, które po sublimacji wydziela fioletową parę. Rombowa struktura kryształu. Jodki metali są jonowe. Elektroujemność 2.5. Stany utlenienia: -1, +1, +3, +5 i +7.

Astatus

Jest to jednolita czerń. Sześcienna struktura kryształu wyśrodkowana na twarzy. Elektroujemność 2.2. Jest słabym utleniaczem.

Grupa 18

Hel

Posiada wysoką przewodność cieplną. Elektroujemność 5.5. Jest chemicznie obojętny i niepalny. Niska gęstość i wysoka płynność.

Neon

Wysoka wydajność chłodzenia w stanie ciekłym. Elektroujemność 4.84. Jest najmniej reaktywnym z gazów szlachetnych.

Argon

Jest gęstszy od powietrza. Chemicznie obojętny. Elektroujemność 3.2.

Krypton

Elektroujemność 2,94. Może reagować z fluorem, tworząc difluorek kryptonu (KrF ₂ ).

Ksenon

Przekracza barierę krew-mózg. Reaguje na prąd elektryczny, wytwarzając światło. Elektroujemność 2.2. Tworzy kompleksy z fluorem, złotem i tlenem.

Radon

To pierwiastek radioaktywny. Elektroujemność 2.06. Tworzy związki z fluorem (RnF ₂ ) i tlenem (RnO ₃ ).

Aplikacje

Wodór

Stosowany jest w napędzie rakietowym oraz jako paliwo w silnikach samochodowych wykorzystujących wodór. Wykorzystywany jest w syntezie amoniaku (NH ₃ ) oraz przy uwodornianiu tłuszczów.

Węgiel

Grafit jest używany do produkcji ołówków i włókien o wysokiej wytrzymałości, które są używane do produkcji artykułów sportowych. Diament jest używany jako klejnot o wysokiej wartości, aw wywierconych otworach jako materiał ścierny. Dwutlenek węgla jest używany do produkcji napojów gazowanych.

Azot

Wykorzystywany jest do produkcji amoniaku, kwasu azotowego i mocznika. Azot jest niezbędnym pierwiastkiem dla roślin i jest używany do produkcji nawozów.

Mecz

Biały fosfor jest stosowany jako rodentycyd, insektycyd oraz w przemyśle pirotechnicznym. Do zapałek używa się czerwonego fosforu. Jego związki są również wykorzystywane do produkcji nawozów.

Tlen

Tlen jest używany do produkcji stali, tworzyw sztucznych i tekstyliów. Jest również stosowany w paliwach rakietowych, terapii tlenowej i wspomaganiu oddychania w samolotach, łodziach podwodnych i lotach kosmicznych.

Siarka

Wykorzystywany jest jako surowiec do produkcji kwasu siarkowego, prochu strzelniczego oraz do wulkanizacji kauczuków. Siarczyny są używane do wybielania papieru i fungicydów.

Selen

Służy do nadawania szkarłatnego czerwonego odcienia szkłu. Służy również do neutralizacji zielonkawego zabarwienia powstającego w wyniku zanieczyszczenia szkła związkami żelaza. Znajduje zastosowanie w ogniwach fotoelektrycznych z zastosowaniem w drzwiach i windach.

Fluor

Dodawany jest do past do zębów, aby zapobiec próchnicy. Jako surowiec do produkcji teflonu stosuje się fluorowodór. Monatomowy fluor jest używany do produkcji półprzewodników.

Chlor

Znajduje zastosowanie w metalurgii wydobywczej oraz w chlorowaniu węglowodorów do produkcji różnych produktów, takich jak PCW. Chlor jest stosowany w miazdze drzewnej i wybielaczach do tekstyliów. Jest również stosowany jako środek do dezynfekcji wody.

Brom

Służy do otrzymywania bromku srebra do soczewek światłoczułych i kliszy fotograficznej, a także do produkcji uspokajającego bromku sodu i dibrometanu, składnika przeciwstukowego w benzynie.

Jod

Jodek potasu (KI) jest dodawany, aby zapobiec wole tarczycy. Nalewka z jodu jest używana jako środek antyseptyczny i bakteriobójczy. Jod jest częścią hormonów tarczycy.

Hel

Służy do napełniania balonów na ogrzane powietrze i miesza się z tlenem do oddychania w głębokiej wodzie. Służy do spawania w obojętnej atmosferze, a także pomaga w utrzymaniu bardzo niskich temperatur w badaniach.

Neon

W szklanych rurkach, które są oświetlane działaniem energii elektrycznej (czerwone neony).

Argon

Służy do tworzenia atmosfery do spawania i napełniania żarówek.

Ksenon

Mieszanina ksenonu i kryptonu jest używana do wytwarzania błysków o dużej intensywności przy krótkich naświetleniach fotograficznych.

Radon

Stosowany jest w leczeniu guzów nowotworowych metodą radioterapii.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
3. Mathews, CK, van Holde, KE and Ahern, KG (2002). Biochemia. Trzecia edycja. Edytować. Pearson-Addison Wesley
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (06 października 2019). Jakie są właściwości niemetali? Odzyskany z: thinkco.com
5. Wikipedia. (2019). Niemetal. Odzyskane z: en.wikipedia.org
6. Redaktorzy Encyclopaedia Britannica. (5 kwietnia 2016). Niemetal. Encyclopædia Britannica. Odzyskany z: britannica.com
7. José M. Gavira Vallejo. (27 stycznia 2016). Jakie są elementy poligeniczne? A co z icosagens, crystallógens, chalcogens …? Odzyskany z: triplenlace.com