2021-08-02 10:53:13

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物理理论
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非金属在通常条件下为气体或没有金属特性的脆性固体或液体,如元素周期表右上部15个元素和氢元素,零族元素的单质。大部分非金属原子具有较多的价层s、p电子,可以形成双原子分子气体或骨架状,链状或层状大分子的晶体结构。

基本信息

  • 中文名

    非金属

  • 特    性

    骨架状,链状或层状大分子

  • 性    质

    脆性固体或液体

  • 特    点

    气体或没有金属特性

折叠 编辑本段 周期表中位置

对于主族元素来说,同周期元素随着原子序数的递增,原子核电荷数逐渐增大,而电子层数却没有变化,因此原子核对核外电子的引力逐渐增强,随原子半径逐渐减小,原子失电子能力逐渐降低,元素金属性逐渐减弱;而原子得电子能力逐渐增强,元素非金属性逐渐增强。例如:对于第三周期元素的金属性Na>Mg>Al,非金属性Cl>S>P>Si。

同主族元素,随着原子序数的递增,电子层逐渐增大,原子半径明显增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,元素的原子失电子逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,所以元素的金属性逐渐增强,非金属性减弱。例如:第一主族元素的金属性H<Li<Na<K<Rb<Cs,卤族元素的非金属性F>Cl>Br>I。

综合以上两种情况,可以作出简明的结论:在元素周期表中,越向左、下方,元素金属性越强,金属性最强的金属是Cs;越向右、上方,元素的非金属越强,非金属性最强的元素是F。例如:金属性K>Na>Mg,非金属性O>S>P。

折叠 编辑本段 化学反应

一般说来,元素的金属性越强,它的单质与水或酸反应越剧烈,对于的碱的碱性也越强。例如:金属性Na>Mg>Al,常温时单质Na与水能剧烈反应,单质Mg与水能缓慢地进行反应,而单质Al与水在常温时很难进行反应,它们对应的氧化物的水化物的碱性 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。元素的非金属性越强,它的单质与H2反应越剧烈,得到的气态氢化物的稳定性越强,元素的最高价氧化物所对应的水化物的酸也越强。例如:非金属Cl>S>P>Si,Cl2与H2在光照或点燃时就可能发生爆炸而化合,S与H2须加热才能化合,而Si与H2须在高温下才能化合并且SiH4极不稳定;氢化物的稳定HCl>H2S>PH3>SiH4;这些元素的最高价氧化物的水化物的酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H4SiO4。 因此,在化学反应中的表现可以作为判断元素的金属性或非金属强弱的依据。另外,还可以根据金属或非金属单质之间的相互置换反应,进行金属性和非金属性强弱的判断。一种金属把另一金属元素从它的盐溶液里置换出来,表明前一种元素金属性较强;一种非金属单质能把另一种非金属单质从它的盐溶液或酸溶液中置换出来,表明前一种元素的非金属性较强。

折叠 编辑本段 氧化还原性

元素的金属性越强,它的单质还原性越强,而它阳离子的氧化性越弱。例如:金属性Na>Mg>Al,单质的还原性Na>Mg>Al,阳离子的氧化性Na <Mg <Al 。中学化学教材中金属活动顺序表为K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au,而阳离子的氧化性为K <Ca <Na <Mg <Al <Zn <Fe <Sn <Pb <H <Cu <Hg <Pt <Au 。元素的非金属性越强,它的单质的氧化性越强,还原性越弱,而它阴离子的还原性越越弱。例如:非金属性Cl>Br>I>S,它们的单质的氧化性Cl2>Br2>I2>S,还原性Cl2<Br2<I2<S,它们的阴离子的还原性Cl <Br <I <S 。

折叠 编辑本段 熔沸点

在金属晶体中,金属原子的自由电子在整个晶体中移动,依靠此种流动电子,使金属原子相互结合成为晶体的键称为金属键。对于主族元素,随原子序数的递增,金属键的强度逐渐减弱,因此金属单的熔、沸点逐渐降低。

折叠 编辑本段 化合物

由于非金属元素复杂的成键方式,几乎所有的化合物中都含有非金属元素。

如果非金属元素与金属元素一同形成无机化合物,则可以形成无氧酸盐、含氧酸盐及配合物这几类物质。如果只由非金属元素形成无机物,则可以形成一系列共价化合物,如酸等。

非金属元素碳是有机化合物的基础。

折叠 分子氢化物

除稀有气体以外,所有非金属元素都能形成最高价态的共价型简单氢化物。熔沸点:同一族的熔点、沸点从上到下递增。但NH3、H2O、HF的沸点因为存在氢键而特别高。热稳定性:同一周期自左向右依次增加,同一族自上而下减少,与非金属元素电负性变化规律一样。还原性:除HF外都具有还原性,其变化规律与稳定性相反,稳定性大的还原性小。此外C、Si、B能分别形成碳烷、硅烷、硼烷一系列非金属原子数≥2的氢化物。

折叠 含氧酸及其盐

除稀有气体、氧、氟元素以外,所有非金属元素都能形成含氧酸,且在酸中呈正氧化态。同一族从下到上、同一周期从左到右,非金属最高价含氧酸的酸性逐渐增强。但其他价含氧酸不遵循此规律。非金属含氧酸中,高氧化态的强酸常具有氧化性,如硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等;一些弱酸如次氯酸也是氧化性酸。还原性酸包括亚硫酸、亚磷酸等。

折叠 编辑本段 非金属单质

折叠 氧化性

F2 + H2 === 2HF

F2 + Xe(过量) === XeF2

2F2(过量) + Xe === XeF4

nF2 + 2M === 2MFn (表示大部分金属)

2F2 + 2H2O === 4HF + O2

2F2 + 2NaOH === 2NaF + OF2 + H2O

F2 + 2NaCl === 2NaF + Cl2

F2 + 2NaBr === 2NaF + Br2

F2 + 2NaI === 2NaF + I2

F2 + Cl2(等体积) === 2ClF

3F2 (过量) + Cl2 === 2ClF3

7F2(过量) + I2 === 2IF7

Cl2 + H2 === 2HCl

3Cl2 + 2P === 2PCl3

Cl2 + PCl3 === PCl5

Cl2 + 2Na === 2NaCl

3Cl2 + 2Fe === 2FeCl3

Cl2 + 2FeCl2 === 2FeCl3

Cl2 + Cu === CuCl2

2Cl2 + 2NaBr === 2NaCl + Br2

Cl2 + 2NaI === 2NaCl + I2

5Cl2 + I2 + 6H2O === 2HIO3 + 10HCl

Cl2 + Na2S === 2NaCl + S

Cl2 + H2S === 2HCl + S

Cl2 + SO2 + 2H2O === H2SO4 + 2HCl

Cl2 + H2O2 === 2HCl + O2

2O2 + 3Fe === Fe3O4

O2 + K === KO2

S + H2 === H2S

2S + C === CS2

S + Fe === FeS

S + 2Cu === Cu2S

3S + 2Al === Al2S3

S + Zn === ZnS

N2 + 3H2 === 2NH3

N2 + 3Mg === Mg3N2

N2 + 3Ca === Ca3N2

N2 + 3Ba === Ba3N2

N2 + 6Na === 2Na3N

N2 + 6K === 2K3N

N2 + 6Rb === 2Rb3N

P2 + 6H2 === 4PH3

P + 3Na === Na3P

2P + 3Zn === Zn3P2

折叠 编辑本段 造字法

在中文中,非金属元素的名称都没有金字旁,而是以它们在常温下的状态分别加气字头、三点水、石字旁。

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