НЕМЕТАЛЛЫ

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

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Водород

При нормальных  условиях водород — бесцветный, не имеющий запаха газ, почти не растворяется ни в каких растворителях.

Кислород

При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.

Галогены

Фтор — светло-жёлтый газ с резким раздражающим запахом.

Хлор — жёлто-зелёный газ с резким удушливым запахом.

Йод — серо-чёрные кристаллы (пар — фиолетовые) с резким запахом.

Бром — красно-бурая жидкость с резким зловонным запахом.

Сера

Сера — твердое хрупкое вещество желтого цвета. В воде практически нерастворима, но хорошо растворяется в сероуглероде, анилине и некоторых других растворителях. Плохо проводит теплоту и электричество. Сера образует несколько аллотропных модификаций — сера ромбическая, моноклинная, пластическая.

Азот

При нормальных условиях азот — это бесцветный газ, не имеет запаха, малорастворим в воде.

Фосфор 

Твёрдое кристаллическое вещество.

Он хрупок при низких температурах, но при комнатной температуре мягкий и легко режется ножом. 

Кремний

Кремний представляет собой вещество темно-серого цвета с металлическим блеском. Является полупроводником.

Углерод

Углерод в природе существует в виде нескольких аллотропных модификациях: алмаз, графит, карбин, фуллерен.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С МЕТАЛЛАМИ

Водород с активными металлами (щелочные, щелочно-земельные и магний) образует гидриды:

2Na+H₂=2NaH 

Ca+H₂=CaH₂

Галогены проявляют свойства окислителей, образуя галогениды:

2Fe+3Cl₂=2FeCl₃

Фтор, хлор и бром окисляют медь до галогенидов меди (II), а йод до йодида меди (I):

Cl₂+2Cu=2CuCl₂

2Cu+I₂=2CuI

Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов. При этом фтор, хлор и бром образуются галогениды железа (III), а c йодом — соединение железа (II):

3Cl₂+2Fe=2FeCl₃

Fe+I₂=FeI₂

Кислород

Серебро, платина и золото не реагируют с кислородом

C щелочноземельными металлами, литием  и алюминием кислород проявляет свойства окислителя, образуются оксиды:

2Ca+O₂=2CaO

С натрием кислород образует пероксиды, а с калием рубидием и цезием надпероксиды:

2Na+O₂=Na₂O₂

K+O₂=KO₂

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn+O₂=2ZnO

Железо, в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

4Fe+3O₂=2Fe₂O₃ красно-коричневый цвет

2Fe+O₂=2FeO чёрный цвет

Происходит при умеренном нагревании на воздухе в отсутствие воды:

3Fe+2O₂=Fe₃O₄  чёрный цвет

Сера проявляет свойства окислителя, образуются сульфиды:

S+Fe=FeS

S+Hg=HgS

3S+2Al=Al₂S₃

Азот реагирует с активными металлами: с литием при комнатной температуре, кальцием, натрием и магнием при нагревании. Образуются нитриды:

 N₂+6Li=2Li₃N

Фосфор проявляет свойства окислителя, образуются фосфиды:

2P+3Ca=Ca₃P₂

2P+3Mg=Mg₃P₂

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ДРУГИМИ НЕМЕТАЛЛАМИ

Водород реагирует с серой с образованием бинарного соединения сероводорода:

H₂+S=H₂S

С азотом водород при нагревании и катализаторе образуется аммиак:

3H₂+N₂=2NH₃

Водород реагирует с углеродом:

C+2H₂=CH₄

Водород горит, взаимодействует с кислородом со взрывом:

2H₂+O₂=2H₂O Гремучая смесь

Галогены не горят на воздухе. Фтор окисляет кислород с образованием фторида кислорода:

O₂+F=OF₂ Степень окисления кислорода +2

При взаимодействии галогенов с серой образуются галогениды.

При взаимодействии фосфора и углерода с галогенами образуются галогениды:

● если избыток хлора:

2P+5Cl₂=2PCl₅ 

● если недостаток хлора:

2P+3Cl₂=2PCl₃ 

2F₂+C=CF₄

При взаимодействии с водородом образуются галогеноводороды: 

 2Br+H₂=2HBr

Cl₂+H₂=2HCl

Кислород образует оксиды:

Si+O₂=SiO₂

Сера при горении на воздухе образует оксид серы (IV):

S+O₂=SO₂

В промышленности данный оксид получают, окисляя SO₂ кислородом при нагревании и присутствии катализатора (оксид ванадия — Pr, V2O5).

2SO₂+O₂=2SO₃

При взаимодействии серы с галогенами (кроме йода) образуются галогениды:

S+3Cl₂=SCl₂

При взаимодействии фосфора и углерода с серой образуются сульфиды фосфора и сероуглерод:

● недостаток серы

2P+3S=P₂S₃

● избыток серы

2P+5S=P₂S₅

2S+C=CS₂

С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:

S+H₂=H₂S

Азот реагирует с кислородом только при высокой температуре:

N₂+O₂=2NO -Q

Азот взаимодействует с водородом при высоком давлении и высокой температуре, в присутствии катализатора (железо). При этом образуется аммиак:

N₂+3H₂=2NH₃

Фосфор при взаимодействии с кислородом воздуха образует оксиды:

4P+3O₂=P₂O₃

4P+5O₂=P₂O₅

Фосфор не реагирует с водородом.

При взаимодействии фосфора с галогенами образуются галогениды с общей формулой PHal₃ и PHal₅

● избыток фосфора

2P+3Cl₂=2PCl₃

● избыток хлора

2P+5Cl₂=2PCl₅

2P + 5F₂= 2PF₅.

Углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода.

Углерод не взаимодействует с фосфором.

При сильном нагревании углерод реагирует с кремнием с образованием карбида кремния:

C+Si=SiC

Кремний при обычных условиях реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

Si+2F₂=SiF₄

Кремний не реагирует непосредственно с водородом

При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом:

Si+2Cl₂=SiCl₄

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

Si+2S=SiS₂

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМ

а) С КИСЛОТАМИ-ОКИСЛИТЕЛЯМИ

Азотная кислота окисляет серу до серной кислоты:

S+6HNO₃=H₂SO₄+6NO₂+2H₂O

Серная кислота также окисляет серу:

S+2H₂SO₄=3SO₂+2H₂O

Концентрированная серная кислота окисляет углерод при нагревании. При этом образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:

C+2H₂SO₄=CO₂+2SO₂+2H₂O

Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании:

C+4HNO₃=CO₂+4NO₂+2H₂O

Серная кислота также окисляет фосфор:

2P+5H₂SO₄=2H₃PO₄+4SO₂+2H₂O

б) С КИСЛОТАМИ-НЕОКИСЛИТЕЛЯМИ

Кислород окисляет азотистую кислоту:

2HNO₂+O₂=2HNO₃

Хлор окисляет сероводород:

Cl₂+H₂S=S+2HCl

Аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты:

Si+6HF=H₂[SiF₆]+2H₂ 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОСНОВАНИЯМИ

Хлор, бром и йод при растворении в щелочах диспропорционируют с образованием различных солей (йод и бром реагируют как хлор с хол. щелочью).

 Cl₂+2NaOH_(хол)=NaCl+NaClO+H₂O

3Cl₂+6NaOH_(гор)=5NaCl+NaClO₃+3H₂O

Сера при растворении в щелочах диспропорционирует до сульфита и сульфида при нагревании:

3S+6NaOH=2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O 

Фосфор при реагировании с щелочью образует фосфин:

4P+3NaOH+3H₂O=3NaH₂PO₂+PH_3(газ)

Кремний

Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С СОЛЯМИ 

Образуются оксиды неметаллов и новые соли:

Al₄C₃+6O₂=3CO₂+2Al₂O₃

6P+5KClO₃=3P₂O₅+5KCl

4C+Na₂SO₄=Na₂S+4CO

Более активные галогены вытесняют менее активные галогены из солей и галогеноводородов:

2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОКСИДАМИ 

Углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:

ZnO+C=CO+Zn при нагревании

Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:

4C+F₃O₄=4CO+3Fe

Водород взаимодействует с оксидом цинка с образованием цинка и воды:

ZnO+H₂=Zn+H₂O

ПОЛУЧЕНИЕ НЕМЕТАЛЛОВ

1. Водород 

Водород получают в лаборатории при взаимодействии металлов с кислотами:

 2Zn+2HCl=H₂+2ZnCl

В промышленности водород  получают следующим образом:

a) реакция метана с водяным паром: 

CH₄+H₂O=CO+3H₂

б) разложение метана: 

CH₄=C+2H₂

в) электролиз воды: 

2H₂O=2H₂+O₂

2. Галогены

Галогены получают путем окисления галогеноводородных кислот:

MnO₂+HCl=4MnCl+Cl₂+2H₂O

Промышленное получение фтора и хлора основано на электролизе.

 Фтор получают электролизом расплавов фторидов металлов, а  хлор электролизом расплавов и растворов хлоридов:

2KF=2K+F₂

3. Кислород

Для получения кислорода в лаборатории используют реакции термического разложения кислородсодержащих сложных веществ:

2KMnO₄=K₂MnO₄+MnO₂+O₂

4. Сера

Серу получают неполным окислением сероводорода или путём взаимодействия сернистого газа с сероводородом:

2H₂S+O₂=2S+2H₂O

5. Азот

Для получения азота используют реакцию разложения нитрита аммония:

NH₄NO₂=N₂+2H₂O

6. Фосфор 

Фосфор получают  нагреванием фосфата кальция с коксом и оксидом кремния(IV) без доступа воздуха в промышленности:

Ca₃PO₄+3SiO₂+5C = 3CaSiO₃+5CO+2P

7. Кремний

Кремний получают в промышленности из кремнезема  восстановлением магнием или углеродом (коксом):

SiO₂+2Mg=Si+2MgO

SiO₂+2C=Si+2CO

---

Пройти тестирование по теме можно тут: