Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Температуры плавления неметаллов также лежат в очень широком интервале: от 3800 °С у графита до -210 °С у азота. Эта особенность свойств неметаллов является следствием образования ими двух типов кристаллических решеток: молекулярной (O2, N2, галогены, белый фосфор и др.) и атомной (алмаз, графит, кремний, бор и др.)
Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Неметаллы: атомы и простые вещества. Кислород, озон, воздух
Все химические элементы разделяют на металлы и неметаллы в зависимости от строения и свойств их атомов. Также на металлы и неметаллы классифицируют образуемые элементами простые вещества, исходя из их физических и химических свойств.
С металлами вы познакомились в предыдущей главе. Теперь перейдем к рассмотрению неметаллов.
Само слово «неметаллы» указывает, что свойства неметаллических элементов и соответствующих им простых веществ противоположны свойствам металлов.
Если для атомов металлов характерны сравнительно большие радиусы и небольшое число электронов на внешнем уровне (1е-, З- ), атомам неметаллов, наоборот, свойственны небольшие радиусы атомов и число электронов на внешнем энергетическом уровне от 4 до 8 (у бора этих электронов 3, но атомы этого элемента имеют очень небольшой радиус). Отсюда и стремление атомов металлов к отдаче внешних электронов, т. е. восстановительные свойства, а для атомов неметаллов — стремление к приему недостающих до заветной восьмерки электронов, т. е. окислительные свойства.
Среди 109 известных сегодня химических элементов (из них 88 элементов найдено в природе) к неметаллам относят 22 элемента. О расположении металлов и неметаллов в периодической системе элементов мы уже рассказывали в предыдущей главе. Здесь еще раз отметим, что металлы в периодической системе расположены в основном под диагональю В—Аt, а неметаллы — по этой диагонали и над ней.
Свойства простых веществ, образуемых неметаллами, отличаются большим разнообразием. Хотя по сравнению с металлами неметаллов гораздо меньше, для них трудно выделить общие характерные признаки. Судите сами: водород Н2, кислород и озон 02 и 03, фтор F2, хлор Сl2, азот — газы при обычных условиях, бром Вr2 — жидкость, а бор, углерод (алмаз, графит), кремний, фосфор (красный и белый), сера (пластическая и ромбическая), селен, теллур, иод 12, астат — твердые вещества.
Если для подавляющего большинства металлов характерен серебристо-белый цвет, то окраска неметаллов — простых веществ охватывает все цвета спектра: красный (красный фосфор, красно-бурый жидкий бром), желтый (сера), зеленый (хлор — желто-зеленый газ), фиолетовый (пары иода).
Температуры плавления неметаллов также лежат в очень широком интервале: от 3800 °С у графита до -210 °С у азота. Эта особенность свойств неметаллов является следствием образования ими двух типов кристаллических решеток: молекулярной (O2, N2, галогены, белый фосфор и др.) и атомной (алмаз, графит, кремний, бор и др.). Разным строением кристаллических решеток объясняется и явление аллотропии (вспомните, что это такое). Например, элемент фосфор образует простое вещество с молекулярной кристаллической решеткой — белый фосфор, молекулы которого имеют состав Р4, и простое вещество с атомной кристаллической решеткой — красный фосфор Р.
Вторая причина аллотропии связана с разным числом атомов в молекулах простых веществ. Типичный пример — простые вещества, образуемые кислородом: обычный кислород 02 и озон O3.
В отличие от бесцветного кислорода О2, не имеющего запаха, озон — это светло-синий газ с сильным запахом. Вы уже знаете из курса прошлого года, что примесь озона в воздухе, появляющаяся после грозы, дает ощущение приятной свежести; содержится озон и в воздухе сосновых лесов и морского побережья.
В природе озон образуется при электрических разрядах или окислении органических смолистых веществ, а также при действии ультрафиолетовых лучей на кислород. В лаборатории его получают в специальных приборах — озонаторах при действии на кислород тихим (без искр) электрическим разрядом (рис. 16).
озонатор
Озон — гораздо более сильный окислитель, чем кислород. Его молекулы распадаются при обычной температуре с отщеплением атомарного кислорода:
О3 = О2 + О