Неметаллы: общая характеристика

Содержание

Слайд 2

Неметаллы H He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn F, Cl, Br,

Неметаллы

H
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
F, Cl, Br, I, At
O, S,

Se, Te
N, P, As
C, Si
B
Слайд 3

Положение в периодической системе элементов

Положение в периодической системе элементов

Слайд 4

Важнейшие свойства элементов Атомный радиус, нм (Å). Потенциал ионизации, I, эВ

Важнейшие свойства элементов

Атомный радиус, нм (Å).
Потенциал ионизации, I, эВ (кДж/моль).
Сродство к

электрону, Аē, эВ (кДж/моль).
Электроотрицательность, χ.
Степень окисления (СО).
Слайд 5

Изменение атомных радиусов

Изменение атомных радиусов

Слайд 6

Изменение других свойств

Изменение других свойств

Слайд 7

Шкала электроотрицательности

Шкала электроотрицательности

Слайд 8

Распространенность неметаллов В земной коре В атмосфере В гидросфере Во Вселенной

Распространенность неметаллов

В земной коре В атмосфере
В гидросфере Во Вселенной

Слайд 9

Типичные химические свойства неметаллов t0

Типичные химические свойства неметаллов

t0

Слайд 10

Водород: положение в ПСХЭ 1H 1s1

Водород: положение в ПСХЭ

1H 1s1

Слайд 11

Водород: физические свойства и нахождение в природе 1. Газ, бесцветный, без

Водород: физические свойства и нахождение в природе


1. Газ, бесцветный, без

вкуса, без запаха.
2. Растворимость в воде: 2,1V(H2) в 100V(H2O) при н.у.
3. Диффузия через металлы, стекло, резину.
4. tпл = -259,20С; tкип = -252,80С.
Слайд 12

Водород: изотопный состав

Водород: изотопный состав


Слайд 13

Химические свойства: с простыми веществами

Химические свойства: с простыми веществами


Слайд 14

Химические свойства: со сложными веществами

Химические свойства: со сложными веществами


Слайд 15

Химические свойства: атомарный водород Cильный восстановитель!!! 2CrCl3 + 2HCl + 2Zn

Химические свойства: атомарный водород


Cильный восстановитель!!!
2CrCl3 + 2HCl + 2Zn =

2CrCl2 + 2ZnCl2 + H2
KNO3 + 2HCl + Zn = KNO2 + ZnCl2 + H2O
2HCl + Zn = ZnCl2 + 2H0 (in situ)
3KNO3 + 5KOH + 8Al +18H2O = 3NH3 + 8K[Al(OH)4]
2Al+ 2KOH +6H2O = 2K[Al(OH)4] + 6H0 (in situ)
Слайд 16

Получение водорода

Получение водорода


Слайд 17

Гидриды металлические полимерные ионные NaH + H2O = NaOH + H2

Гидриды

металлические

полимерные

ионные

NaH + H2O = NaOH + H2
CaH2 + O2 = CaO

+ H2O (Сa(OH)2)
Слайд 18

Вода: типичные свойства PHal3 + 3H2O = H3PO3 + 3HHal↑

Вода: типичные свойства

PHal3 + 3H2O = H3PO3 + 3HHal↑

Слайд 19

Пероксид водорода Бесцветная вязкая жидкость Хорошо растворим в воде 30-40% раствор

Пероксид водорода

Бесцветная вязкая жидкость
Хорошо растворим в воде
30-40% раствор – «пергидроль»
ρ =

1,443 г/см3 tпл = -0,410С tкип = 150,20С
Неустойчив, самопроизвольно разлагается:
2H2O2 = 2H2O+ O2
Na2SO3 + H2O2 = Na2SO4 +H2O
-1
H2O2
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =
5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 +8H2O

Ox

Red

-1

+1

-2

0

-1

-2

+4

+6

-1

0

+7

+2

чаще
H+, Н2О

чаще
ОН-

Слайд 20

Пероксид водорода 2H2O +2ē +2ē Нейтральная и щелочная среда Кислая среда

Пероксид водорода

2H2O

+2ē

+2ē

Нейтральная
и щелочная среда

Кислая среда

-2

H2O2

2 OH-

-1

-2

O2

0

-2ē

Сl2 + H2O2 + 2NaOH

= 2NaCl + 2H2O + O2
2К3[Cr(OH)6]+ 3H2O2 = 2К2CrО4 + 8H2O + 10КOH

чаще
H+, Н2О

чаще
ОН-

PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O

Слайд 21

Галогены: общая характеристика 17 (VIIA) группа ПСХЭ: 9F, 17Cl, 35Br, 53I, 85At, 117Ts Hal ns2np5

Галогены: общая характеристика

17 (VIIA) группа ПСХЭ: 9F, 17Cl, 35Br, 53I, 85At,

117Ts
Hal ns2np5
Слайд 22

Галогены: физические свойства и нахождение в природе

Галогены: физические свойства и нахождение в природе


Слайд 23

Химические свойства: с простыми веществами

Химические свойства: с простыми веществами


Слайд 24

Взаимодействие с водой

Взаимодействие с водой

Слайд 25

Взаимодействие со сложными веществами

Взаимодействие со сложными веществами

Слайд 26

Получение галогенов

Получение галогенов


Слайд 27

Соединения галогенов HНal – бесцветные газы, хорошо растворимы в воде 1

Соединения галогенов


HНal – бесцветные газы, хорошо растворимы в воде
1 V

H2O – 507 V HCl или 612V HBr (н.у.)
Водные растворы HНal – сильные кислоты-неокислители
В ряду HF → HCl → HBr → HI сила кислот ↑
Получение
Слайд 28

Свойства HHal

Свойства HHal


Слайд 29

Продукты ОВР 2 Hal- -1 +2ē -2ē Hal2 2HalO- 2HalO3- 0

Продукты ОВР

2 Hal-

-1

+2ē

-2ē

Hal2

2HalO-

2HalO3-

0

+5

+1

-2ē

-10ē

±2ē

±6ē

Слайд 30

Халькогены: общая характеристика 16(VIA) группа ПСХЭ: 8O, 16S, 34Se, 52Te, 84Po, 116Lv X ns2np4

Халькогены: общая характеристика

16(VIA) группа ПСХЭ: 8O, 16S, 34Se, 52Te, 84Po, 116Lv
X

ns2np4
Слайд 31

Физические свойства

Физические свойства


Слайд 32

Нахождение в природе Кислород – основной элемент биосферы Сера Содержание серы

Нахождение в природе


Кислород – основной элемент биосферы

Сера
Содержание серы в земной

коре: 4,8*10-3 %
1. Самородная сера
2. Сульфиды: халькопирит CuFeS2, сфалерит ZnS
3. Сульфаты: гипс CaSO4*2H2O, мирабилит Na2SO4*10H2O
4. В виде сернистых соединений: нефть, нефтяные газы, природный газ
Слайд 33

Химические свойства кислорода и серы: взаимодействие с простыми веществами

Химические свойства кислорода и серы: взаимодействие с простыми веществами


Слайд 34

Химические свойства кислорода и серы: взаимодействие со сложными веществами

Химические свойства кислорода и серы: взаимодействие со сложными веществами


Слайд 35

Получение серы и кислорода O2 S

Получение серы и кислорода


O2

S

Слайд 36

Соединения серы. Сероводород H2S – бесцветный газ, характерный неприятный запах 100

Соединения серы. Сероводород


H2S – бесцветный газ, характерный неприятный запах
100 г

H2O – 2,58V H2S (0,1М насыщенный р-р)
Водный раствор H2S – слабая двухосновная кислота
H2S ↔ HS- + H+ Kа= 1,3*10-7
HS- ↔ S2- + H+ Kа= 7,1*10-15
Получение
Слайд 37

Свойства H2S

Свойства H2S


Слайд 38

Свойства H2S

Свойства H2S


Слайд 39

Соединения серы. Оксиды серы

Соединения серы. Оксиды серы


Слайд 40

Свойства SO2 и сернистой кислоты

Свойства SO2 и сернистой кислоты


Слайд 41

Свойства SO2 и сернистой кислоты

Свойства SO2 и сернистой кислоты


Слайд 42

Свойства SO3

Свойства SO3

Слайд 43

Свойства серной кислоты H2SO4 – бесцветная, вязкая, гигроскопичная жидкость. Неограниченно смешивается

Свойства серной кислоты


H2SO4 – бесцветная, вязкая, гигроскопичная жидкость. Неограниченно смешивается

с водой с выделением теплоты. Техническая смесь с SO3 - олеум.
Сильная кислота:
H2SO4 ↔ H+ + HSO4- K1 -
HSO4- ↔ H+ + SO42- K2 = 1,2*10-2
Слайд 44

Свойства серной кислоты

Свойства серной кислоты


Слайд 45

Свойства серной кислоты Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами H2SO4 SO2

Свойства серной кислоты


Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами

H2SO4

SO2

+4

+2ē

+6ē

-2

S

H2S

Выс. конц., малоактивный

в-ль

Умеренно выс. конц., средне активный в-ль

Низкая конц.,
активный в-ль

+8ē

0

+6

При низких температурах пассивирует железо, хром и алюминий

Слайд 46

Свойства серной кислоты

Свойства серной кислоты


Слайд 47

Пниктогены: общая характеристика 15(VA) группа ПСХЭ: 7N, 15P, 33As, 51Sb, 83Bi, 115Mc X ns2np3

Пниктогены: общая характеристика

15(VA) группа ПСХЭ: 7N, 15P, 33As, 51Sb, 83Bi, 115Mc
X

ns2np3
Слайд 48

Физические свойства азота N2 : ↑, б/ц, б/в, б/з, 15V(N2) в

Физические свойства азота


N2 : ↑, б/ц, б/в, б/з, 15V(N2) в

100 V(H2O)
tпл = -2100С, tкип = -1960С

Способы получения
1. Сжижение воздуха
2. Разложение нитрида лития:
2Li3N = 6Li + N2
3. Из нитритов и солей аммония:
NaNO2 + NH4Cl = N2 + 2H2O +NaCl

В земной коре
Селитры
NaNO3 - чилийская
KNO3 – индийская
Ca(NO3)2 - норвежская

Слайд 49

Физические свойства фосфора

Физические свойства фосфора

Слайд 50

Получение фосфора Содержание в земной коре: 0,04 атомных % (0,1 масс.

Получение фосфора

Содержание в земной коре: 0,04 атомных % (0,1 масс. %)
Минералы:


1) Апатиты:
Гидроксоапатит Ca5(PO4)3OH
Фторапатит Ca5(PO4)3F
2) Фосфорит Ca3(PO4)2

Способы получения
1. Восстановление фосфатов коксом :
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 +10C = P4 + 6CaSiO3 + 10CO↑ (электропечь, 15000C)
2. Восстановление метафосфорной кислоты:
4HPO3 + 12C = P4 + 2H2↑ + 12CO↑

Слайд 51

Химические свойства азота и фосфора: взаимодействие с простыми веществами

Химические свойства азота и фосфора: взаимодействие с простыми веществами


Слайд 52

Взаимодействие со сложными веществами

Взаимодействие со сложными веществами

Слайд 53

Водородные соединения азота и фосфора NH3 и РН3 – бесцветные газы

Водородные соединения азота и фосфора


NH3 и РН3 – бесцветные газы

с резким запахом
NH3 tпл = -780C РН3 tпл = -1340C
tкип = -330C tкип = -880C
1 V H2O – 1200V NH3 (н.у.) 100 V H2O – 26V РH3 (н.у.)
Получение
Слайд 54

Свойства аммиака и фосфина

Свойства аммиака и фосфина


Слайд 55

Свойства аммиака и фосфина

Свойства аммиака и фосфина


Слайд 56

Оксиды азота и фосфора

Оксиды азота и фосфора


Слайд 57

Свойства азотистой кислоты и нитритов HNO2 – существует только в растворах.

Свойства азотистой кислоты и нитритов


HNO2 – существует только в растворах.
Получение:
Ba(NO2)2

+ H2SO4 = 2HNO2↑+ BaSO4↓
Свойства
1) Легко разлагается:
3HNO2 = HNO3 + 2NO↑ + H2O
2) Окислитель и восстановитель
2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 = I2 + 2NO + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O
5KNO2 + + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4+5KNO3 + K2SO4 + 3H2O
Слайд 58

Свойства азотной кислоты HNO3 – бесцветная, летучая жидкость. При переливании на

Свойства азотной кислоты


HNO3 – бесцветная, летучая жидкость. При переливании на

воздухе образует туман – «дымящая азотная кислота» (100%). В лаборатории используют 68% р-р.
Получение:
В промышленности
4NH3 + 5O2 = 4NО + 6H2O (8000С, Pt)
2NO + O2 = NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
В лаборатории:
NaNO3 (тв) + H2SO4 (конц) = HNO3 ↑+ NaHSO4
Сильная кислота:
HNO3 ↔ H+ + NO3-
Слайд 59

Свойства азотной кислоты: взаимодействие с неметаллами и их соединениями P(красн) +

Свойства азотной кислоты: взаимодействие с неметаллами и их соединениями


P(красн) +

5HNO3 (конц) = 4H3PO4 + 5NO2 + H2O (кип.)
C + 4HNO3 (конц) = CO2↑ + 4NO2 + 2H2O (кип.)
S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2+2H2O (кип.)
3l2 + 10HNO3(конц) = 6HlO3 + 10NO2 + 2H2O

FeS + 12HNO3 = Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O
6Hl + 2HNO3(конц) = 3l2 + 10NO + 4H2O

Слайд 60

Свойства азотной кислоты: взаимодействие с металлами Cu + 4HNO3(60-68%) = Cu(NO3)2

Свойства азотной кислоты: взаимодействие с металлами

Cu + 4HNO3(60-68%) = Cu(NO3)2 +

2NO2 + 2H2O (Mg, Zn, Hg)
Cr, Al, Fe - пассивируются (оксидная пленка и низкая растворимость нитратов в концентрированной азотной кислоте)
3Cu + 8HNO3(<60%) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Fe + 4HNO3(30%) = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
4Zn + 10HNO3(10%) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O (Mg)
5Zn + 12HNO3(10%) = 5Zn(NO3)2 + N2 + 6H2O
(Mn, Mg)
5Fe + 12HNO3(5%) = 5Fe(NO3)2 + N2 + 6H2O
4Zn + 10HNO3(3-5%) = Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (Al, Sn, Fe)
Слайд 61

Свойства кислот фосфора 6NO2+2H2O (кип. H3PO4 Кристаллическое белое вещество, гигроскопичное, хорошо

Свойства кислот фосфора


6NO2+2H2O (кип.

H3PO4
Кристаллическое белое вещество, гигроскопичное, хорошо растворимо в

воде, разлагается при нагревании.

H3PO4 ↔ H+ + H2PO4-, K1= 7,1*10-3
H2PO4- ↔ H+ + HPO42-, K2= 6,3*10-8
HPO42- ↔ H+ + PO43-, K3 = 4,2*10-13

Слайд 62

Химические свойства ортофосфорной кислоты 6NO2+2H2O (кип.

Химические свойства ортофосфорной кислоты


6NO2+2H2O (кип.

Слайд 63

14 (IVA) группа 14(VIA) группа ПСХЭ: 6С, 14Si, 32Ge, 50Sn, 82Pb, 114Fl X ns2np2

14 (IVA) группа

14(VIA) группа ПСХЭ: 6С, 14Si, 32Ge, 50Sn, 82Pb, 114Fl
X

ns2np2
Слайд 64

Углерод: нахождение в природе По содержанию в земной коре – на 17 месте

Углерод: нахождение в природе


По содержанию в земной коре – на

17 месте
Слайд 65

Физические свойства углерода

Физические свойства углерода

Слайд 66

Кремний: нахождение в природе, физические свойства, получение По содержанию в земной

Кремний: нахождение в природе, физические свойства, получение


По содержанию в земной

коре – на 2 месте (27,5%).
(кварц, силикаты и алюмосиликаты)

1. Восставленные из кварца или тетрахлорида кремния
SiO2 + 2C = Si + 2CO
SiCl4 + 2Zn = Si + 2ZnCl2
2. Разложение силана
SiH4 = 2H2 + Si (400-5000C)

Слайд 67

Химические свойства углерода и кремния: взаимодействие с простыми веществами CaC2 +

Химические свойства углерода и кремния: взаимодействие с простыми веществами


CaC2 +

H2O = Ca(OH)2 + C2H2 Be2C + 4H2O = 2Be(OH)2 + CH4↑
Слайд 68

Взаимодействие углерода и кремния со сложными веществами

Взаимодействие углерода и кремния со сложными веществами

Слайд 69

Оксиды углерода CO – бесцветный ядовитый газ без запаха C металлами

Оксиды углерода

CO – бесцветный ядовитый газ
без запаха
C металлами
5CO +

Fe = [Fe(CO)5] (100-2000C)
С неметаллами
СO + Cl2 = COCl2
2СO + O2 = 2CO2
СO + 2H2 = CH3OH (3000C, CuO, Cr2O3)
СO + 3H2 = CH4 + H2O (150-2000C, Ni)
С оксидами и гидроксидами
CO + NaOH = HCOONa (1300C)
5CO + I2O5 = 5CO2 + I2
СO + NiO = СO2 + Ni (3000С)

Получение:
1. Разложение органических кислот
HCOOН = СО + H2O
H2C2O4 = СО + CO2 + H2O
(t0C, H2SO4 конц.)
2. Восстановление углекислого газа углем
CO2 + С ↔ 2CO (10000С)

Слайд 70

Оксиды углерода CO2 – бесцветный газ без запаха, «парниковый газ» (0,01-0,1

Оксиды углерода

CO2 – бесцветный газ без запаха, «парниковый газ» (0,01-0,1

% в атмосфере), тв. – «сухой лед»

97,7% 0,3%

Слайд 71

Оксиды углерода: СО2 C металлами CO2 + 2Mg = 2MgO +

Оксиды углерода: СО2
C металлами
CO2 + 2Mg = 2MgO + C
2CO2

+ 5Сa = 4CaO + CaC2 (5000C)
С неметаллами
СO2 + C = 2CO
СO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O (2000C, Cu2O, Cr2O3)
С гидроксидами
CO2 + NaOH(разб) = NaHCO3
CO2 + 2NaOH(конц) = Na2CO3 + H2O
CO2 + 2NH3*H2O= NH4HCO3
CO2 + 2NH3(г) = С(NH2)2O
CO2 + 2Na2O2 = Na2CO3+ O2
CaCO3 + CO2 +H2O ↔ 2Ca(HCO3)
Ca(HCO3) + Сa(OH)2 ↔ 2CaCO3 + H2O
СaCO3 = CaO + CO2 (900-12000C)


Слайд 72

Карбонаты

Карбонаты

Слайд 73

Оксиды кремния SiO2 – тугоплавкое кристаллическое вещество, несколько полиморфных модификаций 1.

Оксиды кремния

SiO2 – тугоплавкое кристаллическое вещество, несколько полиморфных модификаций
1.

C металлами
SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO (10000C)
Si + 2Mg = Mg2Si
2. С неметаллами
SiO2 + C = SiC + 2CO↑
SiO2 + 2H2 = Si + 2H2O
3. С оксидами, гидроксидами, солями
SiO2 + CaO = CaSiO3
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
CaCO3 +SiO2 = CaSiO3 + CO2
4. С плавиковой кислотой
SiO2 + 6HF(конц) = H2[SiF6] + 2H2O (350C)
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O (250-4000C)

α-кварц

Слайд 74

Кремниевые кислоты Ортокремниевая Пирокремниевая Метакремниевая Дикремниевая SiO2*2H2O SiO2*1,5H2O SiO2*1H2O SiO2*0,5H2O Растворимы:

Кремниевые кислоты

Ортокремниевая Пирокремниевая Метакремниевая Дикремниевая
SiO2*2H2O SiO2*1,5H2O SiO2*1H2O SiO2*0,5H2O
Растворимы: силикаты

щелочных металлов и аммония
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑ (расплав)
SiO2 + Na2CO3(конц) = Na4SiO4 + CO2↑
SiO2 + 4NaOH(конц) = Na4SiO4 + 2H2O