Періодичній системі. Будова та властивості.

Пригадаємо де розташовані елементи неметали і періодичній системі.

Неметалів у періодичній системі лише 22. Вони розташовуються у правій верхній частині періодичної системи, у головних підгрупах.

Неметалічні властивості – це здатність притягувати до себе електрони. Отже, у періодах із зростанням порядкового номера елемента неметалічні властивості посилюються, а групах із зростанням порядкового номера елемента неметалічні властивості послаблюються. Щоб зрозуміти причину цього явища давайте розглянемо будову атомів неметалів на прикладі елементів 3 періоду.

 

 

 

Na Mg Al Si P S Cl Ar

 

Неметалічні властивості із зростанням порядкового номера елемента посилюються тому, що збільшується заряд ядра атомів та зменшується радіус атомів, тому Na на зовнішньому рівні має лише 1 електрон і заряд ядра 11,він дуже слабо тримає біля себе цей електрон, може легко його віддати будь-якому більш електронегативному атому, він є активним лужним металом. Mg на зовнішньому рівні має вже 2 електрони, а заряд 12 тому він важче ніж натрій віддає свій електрон,тому є середньо активним металом. Al має 3 електрони і заряд 13, тому він важче ніж попередні елементи віддає свої електрони і є металом менш активним. Si має заряд 14,а на зовнішньому рівні 4 електрони, він може і віддавати ці електрони і приймати ще 4 електрони, щоб мати завершений рівень, тобто він виявляє неметалічні властивості. P має сильніші неметалічні властивості ніж силіцій, тому що в нього заряд 15, а на зовнішньому рівні є 5 електронів, отже до завершення йому не вистачає лише 3 електрони, тому фосфор легше приймає 3 електрони ніж віддає 5. S на зовнішньому рівні має 6 електронів,заряд 16, до завершення рівня не вистачає лише 2 електрони, тому сульфур легше приймає 2 електрони, ніж віддає 6, тому має ще сильніші неметалічні властивості. Cl має заряд 17 на зовнішньому рівня 7 електронів, до завершення не вистачає 1 електрона, отже він легко приймає цей електрон і виявляє серед цих елементів найсильніші неметалічні властивості. Ar на зовнішньому рівні має 8 електронів у нього завершений енергетичний рівень, тому він не віддає і не приймає електрони не вступає у хімічні реакції за звичайних умов тобто він є інертним газом.

У групах із зростанням порядкового номера заряд ядра,звичайно, також зростає, але з кожним новим періодом додається новий електронний рівень і радіус атома значно зростає, збільшується відстань від ядра до зовнішнього шару, зменшується сила притягання між ядром та зовнішніми електронами. Тому неметалічні властивості зменшуються, а металічні зростають.

Складіть схеми будови атомів Силіцію, Фосфору,Сульфуру, Оксигену, Хлору. Вкажіть можливі валентності цих елементів у не збудженому та збудженому станах. Порівняйте будову і валентності атомів Оксигену і Сульфуру.

ІV. Поширення неметалічних елементів у природі, застосування неметалів.

неметали	група	Вміст у %
У земній корі	У повітрі	У воді
F флуор	VII	0,066	-	-
Cl хлор	0,017	-	-
Br бром	2,1 *10^-4	-	-
I йод	4 *10^-5	-	-
At астат	-	-	-
O оксиген	VI		20,95	88,8
S сульфур	VI	0,047	-	-
Se селен	5 *10^-6	-	-
Te телур	1 *10^-7	-	-
Po полоній	2 *10^-14	-	-
N нітроген	V	1,9 *10^-3	78,09	-
P фосфор	0,093	-	-
As арсен	1,7 *10^-4	-	-
Sb стибій	5 *10^-5	-	-
C карбон	IV	0,023	-	-
Si силіцій	28,5	-	-
Ge германій	1,4 *10^-4	-	-
H гідроген	I	0,15	0,0001	11,4

 

Поширення сульфуру в природі

Вільна кристалічна сірка у вигляді сірчаних жил може залягати в тріщинах Землі вулканічних місцевостей (Італія, Греція) та всередині кратерів вулканів. Сірка здавна вважалася продуктом життєдіяльності «бога вулканів». Це уявлення про сірку навіювали гарне синьо-блакитне полум’я, яким горить сірка, та задушливий запах. Поклади сірки знаходяться в Туркменії, по берегах Волги, в Каракумах. В Україні сірка є у львівській області. У складі складних речовин сірка міститься у водах Світового океану і вигляді солей(магній сульфат, натрій сульфат, сірководень та ін..), як і оксисен вона необхідна для життєдіяльності живих організмів, входить до складу білків.

Найважливіші природні сполуки сірки:

FeS - пірит Cu2S - мідний колчедан

CuSO4*5H2O - мідний купорос CaSO4 *2H2O - гіпс

PbS- свинцевий блиск ZnS – цинкова обманка

Na2SO4 *10 H2O- глауберова сіль

Нітроген у природі

Елемент нітроген займає 5 місце за розповсюдженостю у всесвіті. З кожних 100 000 молекул 15 є атомами нітрогену., але в земній корі за розповсюдженостю нітроген лише на 20 місті.Загальний вміст у земній корі становить приблизно0,ю03%. Основна його частина міститься у атмосфері – 75% N2. Складні органічні похідні нітрогену входять до складу всіх живих організмів. У результаті відмірання цих організмів утворюються більш прості сполуки нітрогену, що накопичуються в земній поверхні.

Фосфор у природі

Основні руди – апатит - Ca5Cl(PO4)3, фосфорит Ca3(PO4)2. Фосфор становить 0,04% від загальної кількості атомів земної кори. Входить до складу нервової та мозкової тканини, кісток і зубів. Скелет дорослої людини містить у формі сполук фосфору приблизно 600 грам, м’язи – 56 грам, нерви й мозок – 5 грам (такої кількості чистого фосфору достатньо для смертельного отруєння 6,5 тисяч осіб). Разом з тим таке захворювання як ламкість кісток пов’язане з нестачею одночасно двох хімічних елементів – фосфору і Кальцію. Під час анаеробного гниття органічних решток, що містять фосфор, утворюються його леткі водневі сполуки, які внаслідок зіткнення з повітрям загораються, утворюючи» блукаючі вогні», це явище інколи можна спостерігати ан болотах і на цвинтарях.

Карбон у природі.

Вміст карбону в земній корі – 0, 14% від загальної кількості атомів. Карбон трапляється в природі у вільному стані у вигляді вугілля, алмазу, графіту, а також у складі складних речовин:тканини живих організмів а також продукти їх руйнування(вугілля, нафта, газ), мінералів (крейда, кальцит, граніт, вапняк та ін.)

Силіцій у природі

Силіцій – найближчий аналог карбону, третій після оксисену й гідрогену за поширенням елемент, становить 16,7% від загальної кількості атомів земної кори. Силіцій – основний елемент земної кори(силікатні породи, пісок - SiO2). Земна кора більш ніж на половину складається з піску і інших силікатів. Вільний - SiO2 – кварц, прозорий,чистий – гірський кришталь, фіолетовий – аметист, з домішками інших речовин – пісок, яшма, агат.

 

V.Неметали як прості речовини, явище алотропії, алотропні видозміни

Оксигену Карбону, Сульфуру та Фосфору. Значення озонового шару для

Життя організмів на Землі.

Прості речовини утворені тим самим елементом називають алотропними видозмінами цього елемента.

Алотропія – явище існування одного елемента у вигляді кількох простих речовин.

Порівняльна характеристика кисню і озону

	Кисень - О2	Озон – О3
утворення	В процесі фотосинтезу зелених рослин	Із звичайного кисню під дією тліючого електричного розряду(блискавка), або під дією ультрафіолетового проміння (у верхніх шарах атмосфери), або у процесах що супроводжуються утворенням атомарного оксисену – під час роботи електричних трансформаторів та ксероксів.
Фізичні властивості	Безбарвний газ без смаку і запаху. Рідкий і твердий кисень має світло-сине забарвлення Т кип =-183 ^0С, Т плав = - 218 ^0С. Погано розчиняється у воді (у 100 об’ємах води – 5 об’ємів кисню)	Газ світло-синього кольору, без смаку з характерним різким запахом.рідкий озон – темно синя рідина, твердий – темно фіолетовий кристал Т кип= - 111 ^0С, краще розчиняється у воді ніж кисень
Біологічні властивості	Вдихання чистого кисню призводить до отруєння яке спочатку проявляється ейфорією	Дуже отруйний, гранично допустима концентрація – 1 мкг/л
Хімічні властивості	Другий за електронегативністю елемент після флору, тому він проявляє сильні окисні властивості, утворює оксиди майже з усіма хімічними елементами (крім інертних газів,галогенів, аурумом, платиною). Взаємодіє з складними речовинами.	Сильніший окисник ніж кисень, окислює багато металів, золото і платину також, окислює органічні сполуки., Якісна реакція з водним розчином йодиду калію. 2KI + O3 + H2O = 2KOH +I2 +O2
Застосування	- Дихання, життєдіяльність - Добування сульфатної і нітратної кислот - Випалювання руд - Виробництво сталі (60%) - В медицині - Горіння водню і ацетилену для виплавляння скла та зварювання і різання металів.	- Знезараження води (озонування) - Знешкодження стічних вод - Виготовлення мінеральних масел - Вибілювання тканин - Дезінфікуючий засіб у медицині (пероксид водню) - Окисник ракетного палива.

 

Порівняльна характеристика алотропних модифікацій фосфору.

	Білий	Червоний	Чорний
забарвлення	Білий кристалічний порошок	Червоний порошок	Чорний порошок або кристал
Тип кристалічної градки	Молекулярна, в вузлах тетраедричні молекули.	Атомна	Атомна шарувата як у графіта.
Т плав ^0С	44,1 (без повітря)
Т кип ^0С		429(сублімація)
окиснення	Дуже швидке, вогненебезпечний, зберігають під водою	Повільно окислюється	Малоактивний
Розчинність у воді	Не розчинні
особливості	Світиться, отруйний, діелектрик	Не отруйний, діелектрик	Не отруйний, напівпровідник.
застосування	Добування фосфатних кислот, бойова запальна речовина, створення димових завіс	Виробництво сірників, металургія, виготовлення фосфорорганічних препаратів	Практично не застосовується

 

Фізичні властивості простих речовин карбону і силіцію

	Графіт	Алмаз	Карбі н	Силіцій
Спільні властивості	Не мають смаку, запаху, нерозчинні у воді, але розчиняються у розплавах металів,за звичайних умов тверді і хімічно інертні
колір	Темно сірий	безбарвний	чорний	Темно сірий
Тзаймання ^0с	600-700	850-100
Т плав ^0С	3700 сублімація	3500 у вакуумі
твердість	2вздовж шарів 5 поперек шарів
Т алотропних переходів	1500-3000 перетворюється у алмаз	Вище 1000 Перетворюється у графіт
блиск	металоподібний	алмазний	тьмяний	тьмяний
електропровідність	провідник	ізолятор	напівпровідник	напівпровідник

VІ. Поняття про адсорбцію.

Зберемо прилад: В лійку вкладаємо паперовий фільтр в який насипаємо активованого вугілля. Лійку закріплюємо над порожньою склянкою, в лійку наливаємо зафарбовану воду. У склянці збирається прозорий, безбарвний фільтрат.

Адсорбція – явище поглинання одних речовин іншими.

Адсорбція може відбуватись не лише з водних розчинів, а й з газів (протигази). Перший протигаз був розроблений російським вченим Зелінським.

VІІ. Озоновий шар.

На висоті 20 – 50 км над поверхнею землі атмосфера містить підвищений вміст озону. Товщина цього шару за нормальних умов становила б 4 мм. На цій висоті озон утворюється із кисню, що є в цьому шарі атмосфери під дією сонячного УФ – випромінювання. Озоновий шар захищає поверхню нашої планети від космічної радіації, через цей шар проходить лише 1 % космічних променів. Якщо зруйнувати озоновий шар планети та всі живі організми дуже швидко загинуть.