Неметаллы - общая характеристика - Вся химия

Неметаллы — общая характеристика

Неметаллы — химические элементы, как правило, не обладающие свойствами металлов.

Физические свойства

Водород — бесцветный, без запаха газ, практически нерастворим в воде.

Кислород — бесцветный, без запаха и вкуса газ, малорастворим в воде.

Галогены:

  • Фтор — светло-жёлтый газ, резкий запах
  • Хлор — жёлто-зелёный газ, удушливый запах
  • Бром — красно-бурая жидкость, зловонный запах
  • Йод — серо-чёрные кристаллы, фиолетовые пары, резкий запах

Сера — хрупкое жёлтое твёрдое вещество, нерастворима в воде, растворима в CS2. Аллотропные модификации: ромбическая, моноклинная, пластическая.

Азот — бесцветный, без запаха газ, малорастворим в воде.

Фосфор — твёрдое кристаллическое вещество, хрупкий при низких температурах, мягкий при комнатной.

Кремний — тёмно-серое вещество с металлическим блеском, полупроводник.

Углерод — существует в виде аллотропов: алмаз, графит, карбин, фуллерен.

Химические свойства

1. Взаимодействие с металлами

Водород образует гидриды с активными металлами:

2Na + H2 → 2NaH

Ca + H2 → CaH2

Галогены — сильные окислители:

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

2Cu + Cl2 → 2CuCl2

2Cu + I2 → 2CuI

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Fe + I2 → FeI2

Кислород не реагирует с Ag, Au, Pt.

2Ca + O2 → 2CaO

2Na + O2 → Na2O2

K + O2 → KO2

2Zn + O2 → 2ZnO

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 (красно-коричневый)

2Fe + O2 → 2FeO (чёрный)

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (чёрный)

Сера образует сульфиды:

Fe + S → FeS

Hg + S → HgS

2Al + 3S → Al2S3

Азот образует нитриды:

N2 + 6Li → 2Li3N

Фосфор образует фосфиды:

2P + 3Ca → Ca3P2

2P + 3Mg → Mg3P2

2. Взаимодействие с другими неметаллами

Водород:

H2 + S → H2S

3H2 + N2 ⇌ 2NH3 (катализатор, t°, p)

C + 2H2 → CH4

2H2 + O2 → 2H2O (взрыв)

Галогены:

O2 + 2F2 → 2OF2

2P + 3Cl2 → 2PCl3 (недостаток Cl2)

2P + 5Cl2 → 2PCl5 (избыток Cl2)

C + 2F2 → CF4

H2 + Cl2 → 2HCl

Кислород:

Si + O2 → SiO2

Сера:

S + O2 → SO2

2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 (V2O5, t°)

S + 3Cl2 → SCl2

2P + 3S → P2S3 (недостаток S)

2P + 5S → P2S5 (избыток S)

C + 2S → CS2

H2 + S → H2S

Азот:

N2 + O2 → 2NO (t° > 2000°C)

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3

Фосфор:

4P + 3O2 → P2O3

4P + 5O2 → P2O5

Фосфор не реагирует с водородом.

Углерод:

C + 2F2 → CF4

Si + C → SiC

Не реагирует с фосфором.

Кремний:

Si + 2F2 → SiF4

Si + 2Cl2 → SiCl4

Si + 2S → SiS2 (t° > 600°C)

Не реагирует с водородом.

3. Взаимодействие с кислотами

а) С кислотами-окислителями

S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O

S + 2H2SO4 → 3SO2↑ + 2H2O

C + 2H2SO4 → CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

C + 4HNO3 → CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 4SO2↑ + 2H2O

б) С кислотами-неокислителями

2HNO2 + O2 → 2HNO3

Cl2 + H2S → S↓ + 2HCl

Si + 6HF → H2[SiF6] + 2H2↑

4. Взаимодействие с основаниями

Cl2 + 2NaOH(хол) → NaCl + NaClO + H2O

3Cl2 + 6NaOH(гор) → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

4P + 3NaOH + 3H2O → 3NaH2PO2 + PH3↑

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2↑

5. Взаимодействие с солями

Более активные галогены вытесняют менее активные:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Серосодержащие и фосфорсодержащие соединения окисляются:

6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl

4C + Na2SO4 → Na2S + 4CO

6. Взаимодействие с оксидами

ZnO + C → Zn + CO

Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO

ZnO + H2 → Zn + H2O

Получение неметаллов

1. Водород

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑

CH4 + H2O → CO + 3H2

CH4 → C + 2H2

2H2O → 2H2↑ + O2↑ (электролиз)

2. Галогены

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

2KF → 2K + F2↑ (электролиз)

2NaCl → 2Na + Cl2↑ (электролиз)

3. Кислород

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑

4. Сера

2H2S + O2 → 2S↓ + 2H2O

5. Азот

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O

6. Фосфор

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 2P + 5CO

7. Кремний

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

SiO2 + 2C → Si + 2CO