Химические свойства неметаллов

Неметаллы — это химические элементы, которые обладают типичными неметаллическими свойствами и находятся в правом верхнем углу таблицы Менделеева. Какие свойства присущи этим элементам и с чем реагируют неметаллы?

Неметаллы: общая характеристика

Неметаллы отличаются от металлов тем, что на внешнем энергетическом уровне у них больше электронов. Поэтому его окислительные свойства выражены сильнее, чем у металлов. Неметаллы характеризуются высокими значениями электроотрицательности и высоким восстановительным потенциалом.

К неметаллам относятся химические элементы, находящиеся в газообразном, жидком или твердом агрегатном состоянии. Так, например, азот, кислород, фтор, хлор, водород являются газами; йод, сера, фосфор — твердые; бром — жидкость (при комнатной температуре). Всего неметаллов 22.

Рис. 1. Неметаллы — газы, твердые тела, жидкости.

С увеличением заряда атомного ядра наблюдается закономерность изменения свойств химических элементов от металлических к неметаллическим.

Химические свойства неметаллов

Водородные свойства неметаллов в основном относятся к летучим соединениям, которые в водных растворах проявляют кислую реакцию. Они имеют молекулярную структуру, а также полярную ковалентную связь. Некоторые, например вода, аммиак или фтористый водород, образуют водородные связи. Соединения образуются при непосредственном взаимодействии неметаллов с водородом. Пример:

S+H2=H2S (до 350 градусов баланс смещается вправо)

Все соединения водорода обладают восстановительными свойствами, причем их восстановительная способность возрастает справа налево в периоде и сверху вниз в группе. Так сероводород горит с большим количеством кислорода:

2H2S + 3O3 = 2SO2 + 2H2 O + 1158 кДж.

Окисление может идти по-разному. Так, уже на воздухе водный раствор сероводорода мутнеет в результате образования серы:

H2S+3O2=2S+2H2O

Соединения неметаллов с кислородом, как правило, представляют собой кислые оксиды, которым соответствуют кислородсодержащие кислоты (оксокислоты). Структура типичных оксидов неметаллов является молекулярной.

Чем выше степень окисления неметалла, тем сильнее соответствующая кислородсодержащая кислота. Так, хлор не взаимодействует непосредственно с кислородом, а образует ряд оксокислот, которым соответствуют оксиды, ангидриды этих кислот.

Наиболее известными солями этих кислот являются щелок CaOCl2 (смешанная соль хлорноватистой и соляной кислот), бертолетовая соль KClO3 (хлорат калия).

Азот в оксидах проявляет положительные степени окисления +1, +2, +3, +4, +5. Первые два оксида N2O и NO не образуют солей и являются газами. N2O3 (оксид азота III) — ангидрид азотистой кислоты HNO2. Оксид азота IV — коричневый газ NO2 — газ, хорошо растворяющийся в воде, образующий две кислоты. Этот процесс можно выразить уравнением:

2NO2 + H2 O = HNO3 (азотная кислота) + HNO2 (азотистая кислота) — окислительно-восстановительная реакция диспропорционирования

Рис. 2. Азотистая кислота.

Азотный ангидрид N2O5 представляет собой белое кристаллическое вещество, легко растворяющееся в воде. Пример:

N2O5 +H2O=2HNO3

Соли азотной кислоты называются селитры, они растворимы в воде. Калийные, кальциевые и натриевые соли используются для получения азотных удобрений.

Фосфор образует оксиды со степенями окисления +3 и +5. Наиболее устойчивым оксидом является фосфорный ангидрид P2O5, образующий молекулярную сеть с димерами P4O10 в узлах. В качестве фосфорных удобрений применяют соли фосфорной кислоты, например аммофос NH4 H2 PO4 (дигидрофосфат аммония).

Таблица расположения неметаллов

Рис. 3. Таблица химических свойств неметаллов.