Неметали. Загальна характеристика неметалів. Фізичні властивості.

 

60 група Хімія 25.05.22

Среда, 25 мая · 9:40–10:40AM

Контактная информация для встречи в Google Meet

Ссылка: https://meet.google.com/kwz-tzdz-xtp

 

Урок https://imijzppl.blogspot.com/2022/05/60-250522.html

 

Хімія на 25.05.22

60 група

Урок 84-85

Тема

Неметали. Загальна характеристика неметалів. Фізичні властивості.

Алотропія. Алотропні модифікації речовин неметалічних елементів.

Завдання на урок:

1.      Ознайомтесь з матеріалами відеоуроку за посиланням:

https://www.youtube.com/watch?v=LU9qEBmMnTU

https://www.youtube.com/watch?v=nbJXHk1-P-g

https://www.youtube.com/watch?v=zR7N03ml5X0

 

https://www.youtube.com/watch?v=icCqP4BhsOY

та  § 15,16, 19,20 підручника (стор.79-107)

 https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-11-class-2019-standard-level/

2.      Ознайомтесь з матеріалами уроку:

 

Неметалічні елементи й прості речовини-неметали. У періодичній системі неметалічні елементи розміщені в правій верхній частині від діагоналі, яку умовно можна провести від Бору до Астату. Їх значно менше, ніж металічних. Атоми неметалічних елементів мають на зовнішньому енергетичному рівні досить велику кількість електронів (4-8). Тому, вступаючи в хімічну взаємодію з іншими елементами, вони переважно приєднують електрони, утворюючи негативно заряджені йони — аніони. Наприклад:

Cl⁰ + 1е = Cl^-; S⁰ + 2е = S^2-; N⁰ + 3е = N^3-.

Вам відомо, що в періоді зі збільшенням зарядів атомних ядер зменшується радіус атома й збільшується кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, а отже, здатність приєднувати електрони зростає. У групі — радіус атома зменшується знизу вверх, тому здатність приєднувати електрони теж посилюється. Оскільки Флуор у періодичній системі розташований у правій частині й найвище, то він проявляє найбільш виражені неметалічні властивості.

Крім йонних сполук, неметалічні елементи утворюють прості та складні речовини з ковалентним зв'язком. Наприклад, у простих речовинах складу Н₂, Cl₂, I₂, N₂ між атомами утворюються спільні електронні пари, рівновіддалені від обох ядер атомів, тобто зв'язок ковалентний неполярний. Деякі неметали утворюють алотропні модифікації: їхні молекули мають більш як два атоми та складнішу будову. Це білий фосфор Р₄, озон О₃, ромбічна сірка S₈. Інертні гази — одноатомні. У складних речовинах, утворених неметалічними елементами складу Н₂О, НСl, CO₂, SO₃, між атомами наявний ковалентний полярний зв'язок.

Неметалічні елементи утворюють прості речовини-неметали. Їм властива молекулярна будова — у вузлах молекулярних кристалічних ґраток розміщуються неполярні молекули. Крім того, у багатьох неметалів наявні атомні кристалічні ґратки. Це алмаз і графіт, бор В, червоний фосфор Р.

Рис. 33. Моделі атомних кристалічних ґраток неметалів: а — бору; б — червоного фосфору

Фізичні властивості неметалів. Неметали за нормальних умов перебувають у різних агрегатних станах: газоподібному (кисень, водень, хлор, азот, фтор), рідкому (бром) і твердому (вуглець, сірка, фосфор).

Демонстраційний дослід. Розглянемо зразки деяких неметалів, зокрема брому, сірки, вуглецю (вугілля), червоного фосфору та йоду. За результатами спостережень легко описати фізичні властивості неметалів.

Це речовини, які не мають металічного блиску, їм невластива електро- й теплопровідність. Якщо вдарити по шматку сірки, вона легко розпадається на дрібні частини, що підтверджує її крихкість. Неметалам з молекулярними кристалічними ґратками властиві низькі температури плавлення та кипіння, висока леткість. Неметали мають різний колір: йод — фіолетовий, бром — бурий, хлор — жовто-зелений, сірка — жовтий, графіт — чорно-сірий. Водень, кисень, азот — безбарвні гази. Усі ці фізичні властивості взято за основу класифікації простих речовин на метали й неметали.

Окисні властивості неметалів. Властивість неметалічних елементів приєднувати електрони характеризує їхню здатність бути окисниками під час хімічних перетворень. Щоб упевнитися в цьому, проведемо дослід.

Дослід 1. Нагріємо мідний дріт, який має червоний колір, у полум'ї пальника. Він покривається чорним нальотом купрум(ІІ) оксиду. Отже, мідь вступила в реакцію з киснем з утворенням купрум(ІІ) оксиду. Рівняння реакції:

У цій реакції атоми Купруму віддають електрони та є відновниками. Атоми Оксигену приєднують електрони та є окисниками.

Відновні властивості проявляють хлор, азот, сірка, вуглець у реакціях з металами:

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃;

 3Mg + N₂ = Mg₃N₂;

Fe + S = FeS;

Ca + 2C = CaC₂.

Окисні властивості неметалів проявляються й під час їхньої взаємодії між собою. Наприклад, у реакції азоту з воднем, сірки з киснем:

У цих реакціях окисником є проста речовина, утворена більш електронегативним елементом.

Відновні властивості неметалів. У реакціях з оксидами металічних елементів деякі неметали проявляють відновні властивості.

Дослід 2. Пропустимо водень крізь чорний порошок купрум(ІІ) оксиду, отриманий у досліді 1. Через деякий час мідь з оксиду відновлюється: утворюється речовина червоного кольору. Рівняння реакції:

CuO + H₂ = Cu + H₂O.

Реакції взаємодії оксидів металічних елементів з воднем і вуглецем набули практичного застосування в металургії. Під час реакції цинк оксиду з вуглецем цинк відновлюється до вільного стану:

ZnO + C = Zn + CO.

У металургійній промисловості за допомогою водню відновлюють вольфрам. Рівняння реакції:

WO₃ + 3H₂ = W + 3H₂O.

Зверніть увагу! Неметалічні елементи проявляють здатність утворювати по декілька оксидів. Наприклад, Карбон — CO та СО₂, Сульфур — SO₂ та SO₃, Фосфор — Р₂О₃ та Р₂О₅.

Отже, неметалічні елементи утворюють прості речовини-неметали, які під час хімічних реакцій можуть бути як окисниками, так і відновниками.

Оксиген

Оксиген — елемент 2 періоду, VIA групи. Вільних орбіталей на другому енергетичному рівні в атомів Оксигену немає, тому розпарування електронів неможливе, і Оксиген завжди двовалентний.

Електронегативність Оксигену найбільша після Флуору, тому він забирає електрони в атомів усіх інших елементів. Переважно забирає два електрони, тому найпоширеніший ступінь окиснення Оксигену -2:

O⁰ 1s²2s²2p⁴ + 2е^- → O^-2 1s²2s²2p⁶

У пероксидах ступінь окиснення Оксигену -1, наприклад у гідроген пероксиді H₂O₂. І тільки з Флуором Оксиген утворює сполуки з позитивним ступенем окиснення: OF₂, O₂F₂.

Алотропні модифікації Оксигену

Найпоширенішими алотропними модифікаціями Оксигену є кисень O₂ та озон O₃. Утім, учені виявили вкрай нестійкі молекули O₄, а 2006 року з'ясували, що за тиску 10 ГПа утворюються кристали червоного кисню з молекулами O₈.

Кисень:

• за звичайних умов газ без кольору, смаку та запаху, рідкий кисень — рухома блідо-блакитна рідина, твердий — сині кристали;

• розчинність у воді: за 0 °С в 1 л води розчиняється 4,9 мл кисню, за 20 °С — 3,1 мл;

• густина за нормальних умов 1,43 г/л;

• t_кип. = -183 °С, t_пл. = -219 °С;

• парамагнітний: рідкий та твердий кисень притягуються магнітом.

Озон:

• блакитний газ із різким характерним «металічним» запахом, рідкий озон має темно-синій колір, твердий — чорно-фіолетовий;

• розчинність у воді: за 0 °С в 1 л води розчиняється 49,4 мл озону, за 25 °С — 45,4 мл;

• густина за нормальних умов 2,14 г/л;

• t_кип. = -112 °С t_пл. = -197 °С

• виявляє слабкі парамагнітні властивості.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

·         У періодичній системі неметалічні елементи розміщені в правій верхній частині від діагоналі, яку умовно можна провести від Бору до Астату.

·         Атоми неметалічних елементів мають досить велику кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, тому вони переважно приєднують електрони, утворюючи негативно заряджені йони — аніони.

·         Неметалічні елементи утворюють прості та складні речовини з ковалентним зв'язком і складні — з йонним зв'язком.

·         Окисні властивості неметалів проявляються під час їхньої взаємодії з металами й між собою. У реакціях неметалів між собою проста речовина, утворена більш електронегативним елементом, є окисником.

·         У реакціях неметалів з оксидами металічних елементів деякі неметали (водень, вуглець) проявляють відновні властивості.

·         Відновні властивості водню й вуглецю використовують у металургії, відновлюючи метали з їхніх оксидів.

·         Оксиген утворює дві дуже важливі для всього живого алотропні модифікації.

3.      Дайте усну відповідь на питання уроку 263-266 (стор.102):

 

263. Порівняйте фізичні та хімічні властивості кисню й озону. Наведіть відповідні приклади.

264. У результаті яких процесів може утворюватися озон?

265. Що таке озоновий шар і яке значення він має для життя на землі?

266. З огляду на будову молекул О₂ та О₃ поясніть відмінності в розчинності кисню та озону у воді.

282. Порівняйте фізичні властивості різних алотропних модифікацій Сульфуру.

4.      Вирішіть задачу №272 (стор.102) та №292 (стор.108)

272. Кисень об'ємом 4,368 л (н. у.) пропустили через озонатор. Обчисліть масу добутого озону, якщо відносний вихід продукту реакції від теоретично можливого становить 35 %.

 

292. Змішали сірку й залізо масою по 56 г та прожарили. Обчисліть масу утвореної солі.

 

5.      Пройти тренувальний тест за посиланням https://vseosvita.ua/test/start/xcx936

або       https://vseosvita.ua/go      ввести код   xcx936

6.      Виконати тест за посиланням https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=4009326

Або відкривши посилання  join.naurok.ua код доступу 4009326

7.      Скріншот самостійної роботи чекаю на пошту nataalex088@gmail.com