標籤:非金屬

非金屬在通常條件下為氣體或沒有金屬特性的脆性固體或液體,如元素周期表右上部15個元素和氫元素,零族元素的單質。大部分非金屬原子具有較多的價層s、p電子,可以形成雙原子分子氣體或骨架狀,鏈狀或層狀大分子的晶體結構。

1簡介

通常條件下為氣體或沒有金屬特性的脆性固體或液體,如元素周期表右上部15種元素和氫元素,零族元素的單質。非金屬元素是元素的一大類,在所有的一百多種化學元素中,非金屬佔了23種。在周期表中,除氫以外,其它非金屬元素都排在表的右側和上側,屬於p區。包括氫、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氬、氪、氙、氡。80%的非金屬元素在現在社會中佔有重要位置。
大部分非金屬原子具有較多的價層s、p電子,可以形成雙原子分子氣體或骨架狀,鏈狀或層狀大分子的晶體結構。
金屬和非金屬之間有被稱為類金屬的砷,銻,硅,鍺等。
當溫度或壓力等條件發生變化時,金屬或非金屬可能轉化。如金屬錫在低溫下可變成非金屬的灰錫。

2 摘 要

元素的金屬性與非金屬性是一個看似簡單,卻有著許多內容值得深思的知識點。金屬性與非金屬性討論的對象是元素,它是一個廣義的概念,而元素的金屬性與非金屬性具體表現為該元素單質或特定化合物的性質,學生學習過程中,極易混淆。

3關鍵詞

金屬性、非金屬性、氧化性、還原性
元素的金屬性是指元素的原子失電子的能力;元素的非金屬性是指元素的原子得電子的能力。

4元素周期表

對於主族元素來說,同周期元素隨著原子序數的遞增,原子核電荷數逐漸增大,而電子層數卻沒有變化,因此原子核對核外電子的引力逐漸增強,隨原子半徑逐漸減小,原子失電子能力逐漸降低,元素金屬性逐漸減弱;而原子得電子能力逐漸增強,元素非金屬性逐漸增強。例如:對於第三周期元素的金屬Na>MgS>P>Si。
同主族元素,隨著原子序數的遞增,電子層逐漸增大,原子半徑明顯增大,原子核對最外層電子的引力逐漸減小,元素的原子失電子逐漸增強,得電子能力逐漸減弱,所以元素的金屬性逐漸增強,非金屬性減弱。例如:<a href="#">第一主族元素的金屬性H<Li<Na<K<Rb<Cs,鹵族元素的非金屬性F>Cl>Br>I。
綜合以上兩種情況,可以作出簡明的結論:在元素周期表中,越向左、下方,元素金屬性越強,金屬性最強的金屬是Cs;越向右、上方,元素的非金屬越強,非金屬性最強的元素是F。例如:金屬性K>Na>Mg,非金屬性O>S>P。

5化學反應

一般說來,元素的金屬性越強,它的單質與水或酸反應越劇烈,對於的鹼的鹼性也越強。例如:金屬性Na>Mg>Al,常溫時單質Na與水能劇烈反應,單質Mg與水能緩慢地進行反應,而單質Al與水在常溫時很難進行反應,它們對應的氧化物的水化物的鹼性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。元素的非金屬性越強,它的單質與H2反應越劇烈,得到的氣態氫化物的穩定性越強,元素的最高價氧化物所對應的水化物的酸也越強。例如:非金屬Cl>S>P>Si,Cl2與H2在光照或點燃時就可能發生爆炸而化合,S與H2須加熱才能化合,而Si與H2須在高溫下才能化合併且SiH4極不穩定;氫化物的穩定HCl>H2S>PH3>SiH4;這些元素的最高價氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H4SiO4。
因此,在化學反應中的表現可以作為判斷元素的金屬性或非金屬強弱的依據。另外,還可以根據金屬或非金屬單質之間的相互置換反應,進行金屬性和非金屬性強弱的判斷。一種金屬把另一金屬元素從它的鹽溶液里置換出來,表明前一種元素金屬性較強;一種非金屬單質能把另一種非金屬單質從它的鹽溶液或酸溶液中置換出來,表明前一種元素的非金屬性較強。

6氧化性還原性

元素的金屬性越強,它的單質還原性越強,而它陽離子的氧化性越弱。例如:金屬性Na>Mg>Al,單質的還原性Na>Mg>Al,陽離子的氧化性Na+<Mg2+<Al3+。中學化學教材中金屬活動順序表為:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au,而陽離子的氧化性為:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+Br>I>S,它們的單質的氧化性Cl2>Br2>I2>S,還原性Cl2。

7金屬性

在金屬晶體中,金屬原子的自由電子在整個晶體中移動,依靠此種流動電子,使金屬原子相互結合成為晶體的鍵稱為金屬鍵。對於主族元素,隨原子序數的遞增,金屬鍵的強度逐漸減弱,因此金屬單的熔、沸點逐漸降低。
成鍵方式 非金屬原子之間主要成共價鍵,而非金屬元素與金屬元素之間主要成離子鍵。
非金屬原子之間成共價鍵的原因是,兩種原子均有獲得電子的能力,都傾向於獲得對方的電子使自己達到穩定的構型,於是兩者就共用電子對以達此目的。
而金屬原子失去電子的能力較強,與非金屬相遇時就一者失電子、一者得電子,雙方均達到穩定結構。
多原子的共價分子常常出現的一種現象是軌道雜化,這使得中心原子更易和多個原子成鍵。
非金屬原子之間形成的共價鍵中,除了一般的σ鍵和π鍵,還有一種大Π鍵。大Π鍵是離域的,可以增加共價分子或離子的穩定性。

8化合物

由於非金屬元素複雜的成鍵方式,幾乎所有的化合物中都含有非金屬元素。
如果非金屬元素與金屬元素一同形成無機化合物,則可以形成無氧酸鹽、含氧酸鹽及配合物這幾類物質。如果只由非金屬元素形成無機物,則可以形成一系列共價化合物,如酸等。
非金屬元素碳是有機化合物的基礎。
含氧酸及其鹽
除稀有氣體、氧、氟元素以外,所有非金屬元素都能形成含氧酸,且在酸中呈正氧化態。同一族從下到上、同一周期從左到右,非金屬最高價含氧酸的酸性逐漸增強。但其他價含氧酸不遵循此規律。
非金屬含氧酸中,高氧化態的強酸常具有氧化性,如硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等;一些弱酸如次氯酸也是氧化性酸。還原性酸包括亞硫酸、亞磷酸等。

9造字法

在中文中,非金屬元素的名稱都沒有金字旁,而是以它們在常溫下的狀態分別加氣字頭、三點水、石字旁。

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