Общая характеристика неметаллов ivа–viiа групп

Проверь себя

Задание 1.Сколько неспаренных электронов содержит атом кремния в возбужденном электронном состоянии? 

1. 1 электрон;
2. 2 электрона;
3. 3 электрона;
4. 4 электрона.

Задание 2.С каким из следующих простых веществ не реагирует кремний? 

1. Углерод;
2. Бром; 
3. Фосфор; 
4. Кислород.

Задание 3.С каким из перечисленных веществ будет реагировать диоксид кремния? 

1. Карбонат натрия;
2. Сульфат калия; 
3. Хлорид рубидия;
4. Ортофосфат кальция. 

Задание 4.Какое свойство отличает кремниевую кислоту от других кислот? 

1. Она содержит атомы кислорода;
2. При комнатной температуре кремниевая кислота — жидкость;
3. Она нерастворима в воде;
4. Она проявляет амфотерные свойства. 

Задание 5.Как называются бинарные соединения кремния и металлов? 

1. Силаны;
2. Силициды;
3. Силикаты;
4. Силоксаны. 

Ответы: 1. —  4; 2. — 3; 3. — 1; 4. — 3; 5. — 2.

Общая характеристика неметаллов IVА–VIIА групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов

Определение

К неметаллам (нМ) относятся те элементы Периодической системы, которые характеризуются способностью захватывать электроны до заполнения наружного энергетического слоя. 

НМ (кроме H₂) в менделеевской таблице находятся в правом верхнем углу системы, в главных подгруппах. При этом образуется как бы треугольник с вершиной, занимаемой фтором, и диагональю от кремния до астата.

Характерные особенности неметаллов

1. Малый радиус атомов нМ относительно атомов металлов.
2. Наличие большого числа электронов (от 4-х до 8-и) на последнем наружном энергоуровне. Их количество там растёт с возрастанием заряда атомного ядра.
3. Значительный показатель электроотрицательности. Он меняется от двух до четырёх. С перемещением в таблице вверх и вправо у атомов увеличивается стремление к захвату электронов у других элементов. В основном атомы неметаллов по строению внешней электронной оболочки являются p – элементами.
4. В реакциях нМ проявляют свойства окислителей. Самые сильные из них F, O₂, Cl. У Si, C, P, As, Te преобладают окисляющие свойства. N, S, I в равной степени показывают и окисляющие и восстанавливающие качества. 
5. В нормальных условиях (н.у.) неметаллы являются газами (O₂, N, Cl, F), жидкостями (Br) и могут быть в твердом состоянии (S, P, I). 
6. Окраска нМ разнообразна: у S — жёлтая, у Br – тёмно-бурая, у фосфорных модификаций может быть белая или красная. O₂ и N – бесцветны.
7. Естественно, неметаллы не проявляют металлических свойств: ковкость, пластичность, электропроводность.

Химические свойства кремния

У кремния относительно низкая электроотрицательность. А что это значит? Это значит, что он будет яро проявлять восстановительные свойства, даже ещё более выраженные чем у углерода! Поэтому из неметаллов будет вступать в реакции с типичными окислителями, повышая свою степень окисления до +4:

1. Реакции с неметаллами

Кремний не реагирует с водородом и фосфором в силу близких значений электроотрицательностей!

1. Реакция со щелочами 

В отличие от других неметаллов, реагирующих со щелочами, кремний является в этих реакциях только восстановителем, повышая степень окисления до +4: 

1. А с окислителями реакция идет? 

Конечно! Но не со всеми. Отобрать электроны «слабенький» кремний способен только у самых слабых — у металлов. Как и углерод, кремний реагирует в основном с металлами активными и средней активности, образуя силициды:

Как и многие другие бинарные соединения, силициды металлов могут гидролизоваться: 

Образующийся бесцветный газ с неприятным запахом — силан — за счёт степени окисления кремния -4 проявляет восстановительные свойства и способен реагировать с окислителями (например, с кислородом): 

(оксид кремния(IV) входит в состав песка, который мы видим на улице)

Получение кремния

Кремний в основном получают восстановлением из диоксида кремния SiO₂ сильными восстановителями: углеродом, металлами: 

Характеристика неметаллов группы VIIА (галогенов):

Свойства фтора (F): располагается: 2-й период, главная подгруппа VII группы. Порядковый номер 9; обладает 2-мя энергетическими уровнями с 7-ю электронами на верхней орбите; возможна валентность I;  С.О. -1, 0; кроме Ar, He и Ne действует на все элементы.
Свойства хлора (Cl): месторасположение: 3-й период, главная подгруппа VII группы. Порядковый номер 17; обладает 3-мя энергетическими уровнями с 7-ю электронами на верхней орбите; возможна валентность I, III, V, VII;  С.О. -1, 0, +1, +3, +5, +7; действует на все металлы (на некоторые при нагреве и во влажной среде). Реагирует со многими неметаллами в обычных условиях, кроме N, C, O2 и благородных газов

С водородом образует очень важное вещество – хлористый водород HCl. Свойства брома (Br): располагается: 4-й период, главная подгруппа VII группы

Порядковый номер 35; обладает 4-мя энергоуровнями с 7- ю электронами на верхней орбите; возможна валентность I, III, V, VII;  С.О. -1, 0, +1, +3, +5, +7; реагирует с неметаллами при н.у., кроме N, C, O2 и благородных газов. Взаимодействует с большинством металлов, а также со щелочами.
Свойства иода (I): располагается: 5-й период, главная подгруппа VII группы. Порядковый номер 53; обладает 5-ю энергетическими уровнями с 7-ю электронами на верхней орбите; возможна валентность I, III, V, VII;  С.О. -1, 0, +1, +3, +5, +7; образует иодиды с металлами с выделением тепловой энергии (HgI2), при нагреве с водородом получают сильный восстановитель  –  иодистый водород. С водой взаимодействует слабо.
Свойства астата (At): располагается: 6-й период, главная подгруппа VII группы. Порядковый номер 85; обладает 6-ю энергетическими уровнями с 7-ю электронами на верхней орбите; возможна валентность I, V;  С.О. -1, 0, +1, +5; является радиоактивным элементом, по свойствам астат схож с йодом.

§ 41. Элементы IVA-группы. Углерод и кремний

Углерод и кремний как химические элементы

Углерод ₆С и кремний ₁₄Si являются химическими элементами IVА-группы периодической системы, относятся к неметаллам. Кроме них группа включает также германий ₃₂Ge, олово ₅₀Sn, свинец ₈₂Pb и флеровий ₁₁₄Fl.

На внешнем электронном слое атомы содержат по 4 электрона, общая электронная конфигурация которого ns2np2:

₆C ₁₄Si ₃₂Ge

Присоединяя электроны, атомы углерода и кремния проявляют отрицательную степень окисления ‒4, при потере электронов — +2 и +4.

При образовании химических связей атомов углерода с атомами других элементов полной отдачи или полного присоединения четырёх электронов не происходит, то есть формируются преимущественно ковалентные связи.

В отличие от других элементов IVА-группы число валентных электронов углерода равно числу валентных орбиталей. Это одна из причин большой устойчивости связи C—C и склонности атомов углерода соединяться друг с другом в цепи:

,

и др.

Распространённость в природе. Кремний — второй по распространённости на Земле элемент. Углерод, по большинству оценок, занимает 16-е место. Сведения о природных соединениях представлены в таблице 30.

Таблица 30. Химические элементы углерод и кремний

Элемент	Радиус атома, нм	χ	Степени окисления	Природные соединения
Углерод 6С	0,077	2,5	–4, 0, +2, +4	Простые вещества — алмаз, графит. Мел, мрамор, известняк, ракушечник, жемчуг, кальцит (СаСО3); углекислый газ, природный газ, нефть, органические вещества
Kремний 14Si	0,117	1,9	‒4, 0, +2, +4	Кремнезём, кварц, горный хрусталь (основной компонент SiО2); силикаты металлов

Углерод и кремний как простые вещества. Углерод как простое вещество существует в виде нескольких аллотропных модификаций, важнейшие из которых — алмаз, графит, фуллерены. Кремний аллотропных модификаций не образует, существует в виде одного простого вещества с алмазоподобной структурой.

Кристаллические решётки аллотропных модификаций углерода приведены на . Из материала § 16 вы уже знаете, почему алмаз — самое твёрдое вещество, почему графит электропроводен и легко расслаивается. Вам также известно, что фуллерены состоят из сферических молекул С₆₀, С₈₀ ().

Графен — аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом.

Материал, обладающий уникальными свойствами — высокой проводимостью и прочностью, гидрофобностью, особыми оптическими свойствами, — вызвал интерес не только учёных, но и технологов, связанных с производством процессоров.

Имеют большое значение и находят широкое применение аморфные формы углерода — древесный уголь, активированный уголь, сажа.

Кремний, в отличие от алмаза, является полупроводником, что позволяет его широко использовать в современных микросхемах. Его применяют также в производстве жаропрочных сталей.

Итак, особенности строения веществ определяют их свойства, а значит, и области использования.

Периодическая система элементов Менделеева – ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА

Периоды  –  горизонтальные строки химических элементов.

Группы  –  вертикальные столбцы химических элементов.

Подгруппы  –  А – главные (s- и р-элементы) и В – побочные (d- и f-элементы).

Номер периода  –  номер внешнего энергетического уровня в электронной формуле атома элемента.

Номер группы (для большинства элементов)  –  общее число валентных электронов (электронов внешнего энергетического уровня, а также предпоследнего d-подуровня, если он застроен не полностью).

Число элементов в периоде  –  максимальная емкость соответствующего энергетического уровня:

1 период  –  2 элемента (1s2)2 период  –  8 элементов (2s22p6)3 период  –  8 элементов (3s23p6)4 период  –  18 элементов (4s23d104p6)5 период  –  18 элементов (5s24d105p6)6 период  –  32 элемента (6s24f145d106p6)7 период  –  32 элемента (6s24f145d106p6)8 период  –  не завершен

П.	Группы химических элементов
VIII
1	1,00794 Водород	4,0026 Гелий
2	6,941 Литий	9,0122 Берилий	10,811 Бор	12,01115 Углерод	14,0067 Азот	15,9994 Кислород	18,9984 Фтор	20,179 Неон
3	22,9898 Натрий	24,305 Магний	26,9815 Алюминий	28,086 Кремний	30,9738 Фосфор	32,064 Сера	35,454 Хлор	39,948 Аргон
4	39,0983 Калий	40,08 Кальций	44,956Скандий	47,88Титан	50,942Ванадий	51,996Хром	54,938Марганец	55,847Железо	58,9332Кобальт	58,69Никель
63,546Медь	65,39Цинк	69,72 Галлий	72,61 Германий	74,9216 Мышьяк	78,96 Селен	79,904 Бром	83,80 Криптон
5	85,47 Рубидий	87,62 Стронций	88,906Иттрий	91,224Цирконий	92,906Ниобий	95,94Молибден	98,906Технеций	101,07 Рутений	102,905Родий	106,42Палладий
107,868Серебро	112,41Кадмий	114,82 Индий	118,71 Олово	121,75 Сурьма	127,60 Теллур	126,9045 Йод	131,30 Ксенон
6	132,905 Цезий	137,327 Барий	138,91 Лантан	178,49Гафний	180,948Тантал	183,85Вольфрам	186,207Рений	190,2Осмий	192,22Иридий	195,09Платина
196,967 Золото	200,59 Ртуть	204,383 Таллий	207,19 Свинец	208,98 Висмут	Полоний	Астат	Радон
7	Франций	226,025 Радий	Актиний	Резерфордий	Дубний	Сиборгий	Борий	Хассий	Мейтнерий	Дармштадтий
Рентгений	Коперниций	Унутрий	Флеровий	Унунпентий	Ливерморий	Унунсептий	Унуноктий
8	Унуненний	Унбинилий
Высшие оксиды
R2O	RO	R2O3	RO2	R2O5	RO3	R2O7	RO4
Летучие водородные соединения
RH4	RH3	H2R	RH

* ЛАНТАНОИДЫ
114,16 Церий	140,907 Празеодим	144,24 Неодим	Прометий	150,36 Самарий	151,96 Европий	157,25 Гадолиний	158,924 Тербий	162,5 Диспрозий	164,93 Гольмий
167,26 Эрбий	168,94 Тулий	173,04 Иттербий	174,97 Лютеций
** АКТИНОИДЫ
232,038 Торий	231,04 Протактиний	238,03 Уран	237,05 Нептуний	Плутоний	Америций	Кюрий	Берклий	Калифорний	Эйнштейний
Фермий	Менделевий	Нобелий	260 Лоуренсий
*** СУПЕРАКТИНОИДЫ
320 Унбиуний	* Унбибий	* Унбитрий	332 Унбиквадий	* Унбипентий	* Унбигексий

s – элементы

p – элементы

d – элементы

f – элементы

Построение периодов – в начале: два s-элемента, в конце: шесть р- элементов. В четвертом и пятом периодах между ними помещается по десять d-элементов, а в шестом и седьмом к ним добавляются четырнадцать f-элементов (формы электронных орбиталей).

В периоде – свойства химических элементов различаются между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов различны.

В подгруппе – свойства элементов сходны между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов сходны.

Причина периодичности свойств химических элементов заключается в периодической повторяемости сходных электронных конфигураций внешних энергетических уровней.

Формы электронных орбиталей (электронные семейства)

Классификация химических элементов по электронным конфигура­циям их атомов (электронные орбитали)

Название семейства	Тип конфигурации	Застраиваемые подуровни
s – элементы	ns1–2	внешний (n) s-подуровень
p -элементы	ns2 np1–6	внешний (n) р-подуровень
d – элементы	(n-1)d1–10 ns1–2	предвнешний (n–1 ) d-подуровень
f – элементы	(n-2)f1–14 (n-1)d1–10 ns1–2	третий снаружи (n–2) f-подуровень

Графическое изображение орбиталей

Свойства элементов таблицы Менделеева

Металлы – элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 1 до 3 (подгруппы IA, IIA, IIIА, кроме элемента бора), а также германий, олово, свинец, сурьма, висмут и полоний.

Неметаллы – бор и элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 4 до 7 (подгруппы IVA, VA, VIA, VIIA) кроме германия, олова, свинца, сурьмы, висмута и полония.

Переходные элементы – элементы побочных подгрупп (IB-VIIB); в виде простых веществ ведут себя как металлы.

Благородные газы – элементы подгруппы VIIIA, полностью застро­енные энергетические подуровни s2p6, для гелия s2.

Группа периодической системы

TR | UK | KK | BE | EN | группа периодической системы управления, группа периодической системы орошенияГруппа периодической системы химических элементов — последовательность атомов по возрастанию заряда ядра, обладающих однотипным электронным строением.

Номер группы определяется количеством электронов на внешней оболочке атома (валентных электронов) и, как правило, соответствует высшей валентности атома.

В короткопериодном варианте периодической системы группы подразделяются на подгруппы — главные (или подгруппы A), начинающиеся с элементов первого и второго периодов, и побочные (подгруппы В), содержащие d-элементы.

Подгруппы также имеют названия по элементу с наименьшим зарядом ядра (как правило, по элементу второго периода для главных подгрупп и элементу четвёртого периода для побочных подгрупп).

Элементы одной подгруппы обладают сходными химическими свойствами.

С возрастанием заряда ядра у элементов одной группы из-за увеличения числа электронных оболочек увеличиваются атомные радиусы, вследствие чего происходит снижение электроотрицательности, усиление металлических и ослабление неметаллических свойств элементов, усиление восстановительных и ослабление окислительных свойств образуемых ими веществ.

Нумерация групп

С 1989 года Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) в качестве основного варианта периодической системы утверждена длиннопериодная форма. В связи с этим IUPAC рекомендует сплошную нумерацию групп: арабскими цифрами от 1 до 18.

Несмотря на это, продолжают применяться ставшие традиционными системы нумерации с использованием римских цифр и латинских букв, отличающиеся для Америки и Европы.

Современная система нумерации содержит следующие группы (старые системы, европейская и американская, приведены в скобках):

• Группа 1 (IA, IA): щелочные металлы
• Группа 2 (IIA, IIA): щёлочноземельные металлы
• Группа 3 (IIIB, IIIA): подгруппа скандия
• Группа 4 (IVB, IVA): подгруппа титана
• Группа 5 (VB, VA): подгруппа ванадия
• Группа 6 (VIB, VIA): подгруппа хрома
• Группа 7 (VIIB, VIIA): подгруппа марганца
• Группа 8 (VIIIВ, VIIIA): подгруппа железа
• Группа 9 (VIIIВ, VIIIA): подгруппа кобальта
• Группа 10 (VIIIВ, VIIIA): подгруппа никеля
• Группа 11 (IB, IB): подгруппа меди
• Группа 12 (IIB, IIB): подгруппа цинка
• Группа 13 (IIIA, IIIB): подгруппа бора
• Группа 14 (IVA, IVB): подгруппа углерода
• Группа 15 (VA, VB): подгруппа азота
• Группа 16 (VIA, VIB): подгруппа кислорода (халькогены)
• Группа 17 (VIIA, VIIB): галогены
• Группа 18 (VIIIA, VIIIB): инертные газы

Примечания

1. ↑ Сайфуллин Р.С., Сайфуллин А.Р. Новая таблица Менделеева // Химия и жизнь.— 2003.— № 12.— С. 14—17.
2. ↑ Подгруппа гелия (инертные газы) иногда, особенно в старых изданиях, обозначается цифрой 0.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

H

He

2

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

3

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

4

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

5

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

6

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

7

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Uut

Fl

Uup

Lv

Uus

Uuo

8

Uue

Ubn

Ubu

Ubb

Ubt

Ubq

Ubp

Ubh

Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Суперактиноиды Переходные металлы Другие металлы Полуметаллы Другие неметаллы Галогены Благородные газы Свойства неизвестны

группа периодической системы орошения, группа периодической системы отопления, группа периодической системы очистки, группа периодической системы управления

Группа периодической системы Информацию О

Группа периодической системы

Группа периодической системыГруппа периодической системы Вы просматриваете субъектГруппа периодической системы что, Группа периодической системы кто, Группа периодической системы описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования. Вы можете найти почти любую информацию, которую вы ищете на нашем сайте.

На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках. Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.

Жизнь известных людей дает вам информацию, изображения и видео о сотнях тем, таких как политики, правительственные деятели, врачи, интернет-сайты, растения, технологические транспортные средства, автомобили и т. д.

Кремний

Кремний встречается во многих веществах и предметах, которые нас окружают. Достаточно вспомнить только солнечные батареи, которые служат альтернативным источником энергии! 

Так что же из себя представляет кремний? Он, как и углерод, находится в IVA-группе и имеет конфигурацию внешнего электронного слоя 3s23p2.

В возбужденном состоянии электроны на s-орбитали распариваются, и один из них переселяется на p-орбиталь. В результате, атом приобретает конфигурацию ns1np3.

В возбужденном состоянии число неспаренных атомов кремния возрастает до четырех, и кремний приобретает валентность IV:

У кремния возможны следующие степени окисления: -4, +2, +4.

Заключение

Из 118 известных хим. элементов неметаллических всего 14, но каких! Из них O₂ и Si составляют 76% всей твёрдой оболочки планеты.  98,5% массового объёма растений – неметаллы. Почти столько же их в массе человеческого тела. Воздух состоит из N, O₂, CO₂. Углерод (С), кислород (O), азот (N), сера (S), фосфор (P) являются органогенами. Они образуют основу жизни на Земле – живую клетку с белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами.

Смотри также:

• Закономерности изменения свойств элементов и их соединений по периодам и группам
• Общая характеристика металлов IА–IIIА групп
• Характеристика переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа)