Параграф 10 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

🧪 Строение и свойства неметаллов

⚛️ Строение атомов неметаллов

Неметаллы — это химические элементы, атомы которых содержат 4–7 валентных электронов на внешнем энергетическом уровне.

• Примерами неметаллов являются кислород и углерод.

• Для завершения внешней электронной оболочки они либо принимают электроны (окислители), либо обмениваются ими с другими атомами, образуя ковалентные связи.

• По сравнению с металлами их атомы имеют меньший радиус, поскольку большое число электронов сильнее притягивается ядром.

• Неметаллы делятся на типичные неметаллы (водород, углерод, азот, фосфор) и благородные газы.

• Благородные газы обладают завершённой электронной оболочкой и инертны в химических реакциях.

• Гелий (He) и неон (Ne) не склонны к образованию соединений благодаря стабильной конфигурации электронов.

• Неметаллы расположены в правой верхней части периодической таблицы, исключая водород.

• Природные формы неметаллов разнообразны: молекулярные газы (O2, H2, N2), жидкость (бром), твёрдые вещества (йод, сера, углерод в виде графита и алмаза).

🌡️ Физические свойства неметаллов

Неметаллы обладают низкой электропроводностью, так как большинство из них являются диэлектриками.

• Исключения по электропроводности: графит (высокая электропроводность) и кристаллический кремний (полупроводник).

• Температуры плавления и кипения существенно ниже, чем у металлов.

• При комнатной температуре кислород (-218°C) и азот (-210°C) являются газами.

• Окраска разнообразна: йод — фиолетовый, сера — жёлтая, бром — бурый.

• Неметаллы имеют низкую плотность, что делает их легче металлов (водород — самый лёгкий элемент).

• Большинство не имеют металлического блеска, за исключением кристаллического йода и графита.

• Аллотропные модификации неметаллов, такие как графит и алмаз для углерода, демонстрируют уникальные физические свойства.

⚡ Химические свойства неметаллов

Неметаллы часто выступают окислителями в реакциях с металлами, забирая у них электроны.

• Пример реакции с металлом: 2Al + 3Cl2 -> 2AlCl3 (алюминий отдаёт электроны хлору).

• При взаимодействии с металлами образуются соединения ионного типа: оксиды и галогениды (MgO, NaCl).

• Фтор (F2) — самый сильный окислитель среди неметаллов, взаимодействующий даже с криптоном (Kr).

• Пример реакции с серой: O2 + S -> SO2 (сера окисляется до степени +4).

• Неметаллы могут взаимодействовать друг с другом, выступая окислителями или восстановителями.

• Пример при высоких температурах: N2 + O2 -> 2NO (образуются соединения с ковалентной полярной связью).

• Некоторые неметаллы, такие как водород и углерод, выступают восстановителями.

• Пример восстановления: C + 2CuO -> CO2 + 2Cu (углерод забирает кислород у оксида меди).

• В металлургии углерод используется для производства железа и меди.

• Многие могут одновременно проявлять двойственные свойства: Cl2 + 2KOH -> KCl + KClO + H2O.

• Фтор и кислород способны окислять сложные вещества (например, окисление серы до SO3): 2SO2 + O2 -> 2SO3.

💎 База параграфа

• 🧪 Формулы и реакции:

  • 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 — образование хлорида алюминия.

  • O2 + S = SO2 — горение серы.

  • N2 + O2 = 2NO — синтез оксида азота (II).

  • C + 2CuO = CO2 + 2Cu — восстановление меди углеродом.

  • Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O — диспропорционирование хлора в щелочи.

  • 2SO2 + O2 = 2SO3 — каталитическое окисление сернистого газа.

• 📊 Состав и доли:

  • 4–7 — количество валентных электронов у неметаллов.

  • -218°C — температура плавления кислорода.

  • -210°C — температура плавления азота.

  • +4 — степень окисления серы в диоксиде.

• 📖 Определения:

  • Типичные неметаллы — элементы, активно принимающие электроны.

  • Благородные газы — элементы с завершённым внешним уровнем (инертные).

  • Диэлектрики — вещества, практически не проводящие ток.

  • Аллотропные модификации — разные простые вещества одного элемента (графит/алмаз).

📝 Подведем итоги

• Неметаллы характеризуются наличием 4–7 электронов на внешнем уровне и малым атомным радиусом, что определяет их высокую электроотрицательность.

• Физически они являются диэлектриками (кроме графита и кремния), имеют низкую плотность и разнообразные агрегатные состояния.

• В химических реакциях чаще проявляют окислительные свойства (особенно фтор), но могут быть и восстановителями (углерод, водород), что критично для металлургии.

• Существование аллотропных модификаций позволяет одному элементу образовывать вещества с радикально разными свойствами (проводник графит и изолятор алмаз).