IKKE-METALLER: HISTORIE, EGENSKABER, GRUPPER, ANVENDELSER - KEMI - 2025

De ikke-metaller er en gruppe af elementer, der er placeret på højre side af det periodiske system, bortset fra at brintet er placeret i gruppe 1 (IA) med alkalimetaller. Hvis du vil vide, hvad de er, skal du kigge i øverste højre hjørne af p-blokken.

Ikke-metale atomer er relativt små, og deres ydre elektroniske skal har et stort antal elektroner. Ikke-metalliske elementer inkluderer faste stoffer, væsker og gasser; Selvom de fleste af dem er i gasformig tilstand, beriger flere af dem atmosfæren.

Ikke-metalliske elementer i brunt

En god del af ikke-metaller findes i alle levende væsener i form af forbindelser og makromolekyler. For eksempel: kulstof, ilt og brint er til stede i alle proteiner, lipider, kulhydrater og nukleinsyrer.

Fosfor er til stede i alle nukleinsyrer og i nogle kulhydrater og lipider. Svovl findes i mange proteiner. Kvælstof er en del af alle nukleinsyrer og proteiner.

På den anden side består underjordiske, metangasser og råolie næsten udelukkende af ikke-metalliske elementer. Faktisk giver kulbrinter (kulstof og brint) en idé om, hvor rigelige ikke-metaller er på trods af deres lavere antal elementer i den periodiske tabel.

Historie

Siden gamle tider (3750 f.Kr.) brugte egypterne kul til at reducere det kobber, der var til stede i deres mineraler, såsom korvellit og malachit.

I 1669 lykkedes det Hennin Brand at isolere fosfor fra opsamlet urin. Henry Cavendish (1776) lykkedes at identificere brint, skønt flere forskere, herunder Robert Boyle (1670), producerede brint ved at reagere en stærk syre med et metal.

Carl Scheele producerede ilt ved opvarmning af kviksølvoxid med nitrater (1771). Curtois lykkedes med at isolere joden, mens han forsøgte at fremstille saltpeter fra tang (1811). Balard og Gmelin isoleret brom (1825).

I 1868 opdagede Janssen og Lockger uafhængigt helium ved at observere en gul linje i studiet af spektret af sollys, der ikke hørte til et andet element. Moissan lykkedes at isolere fluor (1886).

I 1894 opdagede Lord Rayleigh og Ramsey argon ved at undersøge egenskaberne ved nitrogen. Ramsay og Travers (1898) isolerede krypton, neon og xenon fra flydende argon ved kryogen destillation fra luften.

Fysiske og kemiske egenskaber

Svovl er et af de mest repræsentative ikke-metalliske elementer. Kilde: Ben Mills via Wikipedia.

Fysisk

Nogle af de fysiske egenskaber ved ikke-metaller er:

-De har lav elektrisk ledning bortset fra kulstof i form af grafit, som er en god leder af elektricitet.

-De kan vises under fysisk udseende af faste stoffer, væsker eller gasser.

-De har lav termisk ledningsevne, undtagen kul i form af diamant, som ikke opfører sig som en termisk isolator.

-De har lidt glans i modsætning til den metalliske glans af metaller.

-Ikke-metalholdige faste stoffer er sprøde, så de ikke er smidige eller formbare.

-De har lave smelte- og kogepunkter.

-De kan have forskellige krystallinske strukturer. Således har fosfor, ilt og fluor en kubisk krystallinsk struktur; hydrogen, carbon og nitrogen, hexagonal; og svovl, klor, brom og iod, orthorhombic.

Kemi

Ikke-metaller er kendetegnet ved at have en høj ioniseringsenergi og en høj elektronegativitetsværdi. Fluor har for eksempel den højeste elektronegativitet (3,98) og er det mest reaktive element i ikke-metaller.

Men overraskende har ædelgasserne helium (5.5) og neon (4.84) ​​den højeste elektronegativitet. De er imidlertid kemisk inerte, fordi de ydre elektroniske skaller er fulde.

Ikke-metaller danner ioniske forbindelser med metaller og kovalente med ikke-metaller.

Ikke-metalliske elementer findes, der danner diatomiske molekyler, der er forbundet med kovalente bindinger. I mellemtiden er atomerne i ædelgasser i form af atomenheder.

De danner syreoxider, der reagerer med vand for at skabe syrer.

Ikke-metale grupper og elementer

Gruppe 1

Det består af brint, en farveløs og lugtfri gas, diatomisk. Oxidationstilstand +1. Det har en lavere densitet end luft. I fast tilstand har den en hexagonal krystallinsk struktur. Hydrogen er ikke meget reaktiv.

Gruppe 14

Carbon er det eneste ikke-metal i denne gruppe. Carbon i form af grafit er et glansfuldt fast stof med en hexagonal krystallinsk struktur. Det har en høj elektrisk ledningsevne. Dets mest almindelige oxidationstilstande er +2 og +4.

Gruppe 15

Kvælstof

Farveløs og lugtfri gas. Det er et let reaktivt element og lidt mere tæt end luft. De mest almindelige oxidationstilstande: -3 og +5. Det danner diatomiske molekyler, N ₂.

Match

Solid, dens farve kan være hvid, gul eller sort. Lidt reaktiv. Ortorhombisk krystalstruktur. Elektronegativitet 2.1. De mest almindelige oxidationstilstande: -3 og +5.

Gruppe 16

Ilt

Farveløs eller lyseblå gas, lugtfri. Generelt ikke-reaktiv. Kubisk krystalstruktur. Det er en isolator og et stærkt oxidationsmiddel. Elektronegativitet 3.5. Oxidationstilstand -2

Svovl

Lys gul, sprød, moderat reaktiv fast stof. Ortorhombisk krystalstruktur. Danner kovalente bindinger. Elektronegativitet 2.5. De mest almindelige oxidationstilstande: -2, +2, +4 og +6.

Selen

Grå eller rødlig til sort solid. Grå selen udviser lysfølsom elektrisk ledningsevne. Det er et blødt og sprødt fast stof. Elektronegativitet 2.4. Oxidationstilstande: -2, +2, +4 og +6.

Gruppe 17

fluor

Det er en svagt gul gas, meget giftig. Det er et meget reaktivt element. Det forekommer som diatomiske molekyler, F ₂. I fast tilstand krystalliseres det i kubisk form. Elektronegativitet 3.98. Oxidationstilstande -1.

Klor

Det er en grøn-gul gas. Den præsenterer diatomiske molekyler, Cl ₂. Det er meget reaktivt. I fast tilstand er den krystallinske struktur orthorhombisk. Elektronegativitet 3.0. Oxidationstilstande: - 1, +1, +3, +5, +7.

brom

Det er en rødbrun væske. Elektronegativitet 2.8. Oxidationstilstande -1, +1, +3, +5 og +7.

Jod

Det er et fast stof i sort farve, som når sublimeret udsender en violet damp. Ortorhombisk krystalstruktur. Metaliodider er ioniske. Elektronegativitet 2.5. Oxidationstilstande: -1, +1, +3, +5 og +7.

Siden Status

Det er en solid sort. Kubisk krystalstruktur centreret i ansigtet. Elektronegativitet 2.2. Det er et svagt oxidationsmiddel.

Gruppe 18

Helium

Det har en høj varmeledningsevne. Elektronegativitet 5.5. Det er kemisk inert og ikke antændeligt. Lav densitet og høj fluiditet.

Neon

Høj kølekapacitet i flydende tilstand. Elektronegativitet 4.84. Det er den mindst reaktive af ædelgasserne.

Argon

Det er tættere end luft. Kemisk inert. Elektronegativitet 3.2.

Krypton

Elektronegativitet 2.94. Det kan reagere med fluor til dannelse af krypton-difluorid (KrF ₂).

Xenon

Det krydser blod-hjerne-barrieren. Det reagerer på elektrisk strøm ved at producere lys. Elektronegativitet 2.2. Danner komplekser med fluor, guld og ilt.

Radon

Det er et radioaktivt element. Elektronegativitet 2.06. Den danner forbindelser med fluor (RNF ₂) og med oxygen (RNO ₃).

Applikationer

Hydrogen

Det bruges i raketfremdrift og som brændstof i bilmotorer, der bruger brint. Det anvendes i syntesen af ammoniak (NH ₃) og i hydrogenering af fedtstoffer.

Kulstof

Grafit bruges til fremstilling af blyanter og fibre med høj styrke, der bruges til fremstilling af sportsudstyr. Diamant bruges som en værdi af høj værdi og i borehuller som et slibemiddel. Kuldioxid bruges til produktion af kulsyreholdige drikkevarer.

Kvælstof

Det bruges til produktion af ammoniak, salpetersyre og urinstof. Kvælstof er et vigtigt element for planter og bruges til fremstilling af gødning.

Match

Hvidt fosfor bruges som gnaver, insekticid og fyrværkeri. Rød fosfor bruges til at fremstille tændstikker. Dens forbindelser bruges også til fremstilling af gødning.

Ilt

Oxygen anvendes til fremstilling af stål, plast og tekstiler. Det bruges også i raketdrivmidler, iltbehandling og vejrtrækningsassistance i fly, ubåde og rumflyvninger.

Svovl

Det bruges som råmateriale til fremstilling af svovlsyre, krutt og til vulkanisering af gummi. Sulfitter bruges til at blegge papir og i fungicid.

Selen

Det bruges til at overføre en skarlagen rød farvetone til glas. Det bruges også til at neutralisere det grønlige farve produceret ved forurening af glasset med jernforbindelser. Det bruges i fotoelektriske celler med anvendelse i døre og elevatorer.

fluor

Det føjes til tandpastaer for at forhindre hulrum. Hydrogenfluorid bruges som råmateriale til Teflon. Monatomisk fluor anvendes til fremstilling af halvledere.

Klor

Det bruges i ekstraktionsmetallurgi og til klorering af kulbrinter til fremstilling af forskellige produkter, såsom PVC. Klor bruges i træmasse og tekstilblegemidler. Det bruges også som vanddesinfektionsmiddel.

brom

Det bruges til fremstilling af sølvbromid til lysfølsomme linser og i fotografisk film.Det bruges også til fremstilling af det beroligende natriumbromid og dibromethan, en antiknockkomponent i benzin.

Jod

Kaliumiodid (KI) tilsættes for at forhindre skjoldbruskkirtelstruma. Tinktur af jod bruges som antiseptisk middel og kimicid. Jod er en del af skjoldbruskkirtelhormonerne.

Helium

Det bruges til påfyldning af varmluftsballoner og blandes med ilt til åndedrættelse af dybt vand. Det bruges til svejsning i en inert atmosfære og hjælper også med at opretholde meget lave temperaturer i forskningen.

Neon

I glasrør, der er oplyst ved hjælp af elektricitet (røde neonlamper).

Argon

Det bruges til at skabe en atmosfære til svejsning og ved påfyldning af glødepærer.

Xenon

En blanding af xenon og krypton bruges til produktion af højintensitetsblitz i korte fotografiske eksponeringer.

Radon

Det bruges til behandling af kræftsvulster ved strålebehandling.

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
3. Mathews, CK, van Holde, KE og Ahern, KG (2002). Biokemi. Tredje udgave. Redigere. Pearson-Addison Wesley
4. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (06. oktober 2019). Hvad er egenskaberne ved ikke-metaller? Gendannes fra: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Ikke-metallisk. Gendannet fra: en.wikipedia.org
6. Redaktørerne af Encyclopaedia Britannica. (5. april 2016). Ikke-metallisk. Encyclopædia Britannica. Gendannes fra: britannica.com
7. José M. Gavira Vallejo. (27. januar 2016). Hvad er de polygene elementer? Og hvad med icosagens, crystalallos, chalcogens…? Gendannes fra: triplenlace.com