1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |
6. | Cs | Ba | * | Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn |
7 | Fr | Ra | * * |
Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem | |||||
Li | Fémek | ||||||||||||||||||
B | Metalloidok | ||||||||||||||||||
H | Nemfémek | ||||||||||||||||||
Mt | Ismeretlen kémiai természet |
Egy nem-fém egy kémiai elem , amelynek atomok az egyszerű test köti kovalens kötéseket vagy intermolekuláris kötések , és nem fémes kötés . Ezek a jó villamos és termikus szigetelők , a legtöbb nagyon illékony , azzal jellemezve, hogy egy kisebb sűrűségű és állapotváltozás hőmérsékletek általában sokkal alacsonyabb, mint a fémek, a figyelemre méltó kivétel a szén . Az ionizációs energia és elektronegativitása magas, azok oxidjai olyan savas , és azok képezik ionos kötések a fémek , megszerző vagy összevonásával elektronok , amikor reakcióba más elemekkel vagy vegyületekkel . A szilárd állapotban , mutatnak tompa vagy gyengén fényes felületek (bár ezek a jód fémes fényű ), meglehetősen ridegek és törékenyek (a figyelemre méltó kivételével gyémánt szén ), és mentesek a rugalmassága , alakíthatósága és alakíthatóság jellemző fémek .
A periódusos rendszerben a nemfémek a jobb felső sarokba vannak szorítva, bal oldaluktól metalloidok határolják . 17 elemet általában nemfémesnek tekintenek, amelyek közül 11 gáznemű ( hidrogén , hélium , nitrogén , oxigén , fluor , neon , klór , argon , kripton , xenon és radon ) szobahőmérsékleten és nyomáson, 5 szilárd ( szén , foszfor , kén , szelén és jód ), és 1 folyékony: bróm .
Az alábbi táblázat a nemfémek néhány tulajdonságát mutatja.
Elem |
Atomic tömeges |
olvadási hőmérséklet |
Hőmérséklet forr |
tömeg térfogata |
Ray kovalensen |
Elektronikus konfiguráció |
Ionizációs energia |
Elektronegativitás ( Pauling ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hidrogén | 1,007975 u | -259,16 ° C | -252,879 ° C | 0,08988 g / L -1 | 31 ± 17 óra | 1s 1 | 1 312,0 kJ · mol -1 | 2.20 |
Hélium | 4.002602 u | - | -268,928 ° C | 0,1786 g / L -1 | 28 óra | 1s 2 | 2 372,3 kJ · mol -1 | - |
Szén | 12.0106 u | 3,642 ° C | 2,267 g · cm -3 | 69 óra | [ He ] 2s 2 2p 2 | 1 086,5 kJ · mol -1 | 2.55 | |
Nitrogén | 14.006855 u | -210,00 ° C | -195,795 ° C | 1,251 g / L -1 | 71 ± 13 óra | [ He ] 2s 2 2p 3 | 1 402,3 kJ · mol -1 | 3.04 |
Oxigén | 15.99940 u | -218,79 ° C | -182,962 ° C | 1,429 g · L- 1 | 66 ± 14 óra | [ He ] 2s 2 2p 4 | 1 313,9 kJ · mol -1 | 3.44 |
Fluor | 18.99840316 u | -219,67 ° C | -188,11 ° C | 1,696 g · L- 1 | 64 óra | [ He ] 2s 2 2p 5 | 1681 kJ · mol -1 | 3.98 |
Neon | 20.1797 (6) u | -248,59 ° C | -246,046 ° C | 0,9002 g / L -1 | 58 óra | [ He ] 2s 2 2p 6 | 2080,7 kJ · mol -1 | - |
Foszfor | 30.97376200 u | 44,15 ° C | 280,5 ° C | 1,823 g · cm -3 | 107 ± 15 óra | [ Ne ] 3s 2 3p 3 | 1 011,8 kJ · mol -1 | 2.19 |
Kén | 32.0675 u | 115,21 ° C | Op .: 444,6 ° C | 2,07 g · cm -3 | 105 ± 15 óra | [ Ne ] 3s 2 3p 4 | 999,6 kJ · mol -1 | 2.58 |
Klór | 35,4515 u | -101,5 ° C | -34,04 ° C | 3,2 g · L- 1 | 102 ± 16 óra | [ Ne ] 3s 2 3p 5 | 1 251,2 kJ · mol -1 | 3.16 |
Argon | 39 948 (1) u | -189,34 ° C | -185,848 ° C | 1,784 g / L -1 | 106 ± 22 óra | [ Ne ] 3s 2 3p 6 | 1 520,6 kJ · mol -1 | - |
Szelén | 78 971 (8) u | Op .: 221 ° C | 685 ° C | 4,81 g · cm -3 | 120 ± 16 óra | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 4 | 941,0 kJ · mol -1 | 2.55 |
Bróm | 79,904 (3) u | -7,2 ° C | 58,8 ° C | 3,1028 g · cm -3 | 120 ± 15 óra | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 5 | 1 139,9 kJ · mol -1 | 2.96 |
Kripton | 83,798 (2) u | -157,37 ° C | -153,415 ° C | 3,749 g / L -1 | 116 ± 16 óra | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 6 | 1 350,8 kJ · mol -1 | 3.00 |
Jód | 126,90447 u | 113,7 ° C | 184,3 ° C | 4,933 g · cm -3 | 139 ± 15 óra | [ Kr ] 5S 2 4d 10 5p 5 | 1 008,4 kJ · mol -1 | 2.66 |
Xenon | 131 293 (6) u | -111,75 ° C | -108,099 ° C | 5,894 g / L -1 | 140 ± 21 óra | [ Kr ] 5S 2 4d 10 5p 6 | 1 170,4 kJ · mol -1 | 2.6 |
Radon | [222] | -71 ° C | -61,7 ° C | 9,73 g · L- 1 | 150 óra | [ Xe ] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 | 1037 kJ · mol -1 | 2.2 |
Noha a fémek ötször nagyobbak, mint a nemfémek, az utóbbiak alkotják szinte az összes élőlényt: hidrogén, szén, nitrogén, oxigén és foszfor a biológiai molekulák fő alkotóelemei, míg a kén és kisebb mértékben a szelén a sok fehérje összetétele . Önmagában az oxigén teszi ki a földkéreg , az óceánok és a légkör tömegének majdnem felét . Végül a hidrogén és a hélium együttesen alkotják a megfigyelhető univerzum barionos anyagának több mint 99% -át .
1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |
6. | Cs | Ba |
* |
Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem | |||||
Li | Alkálifémek | ||||||||||||||||||
Lenni | Alkáliföldfémek | ||||||||||||||||||
A | Lanthanides | ||||||||||||||||||
Ac | Aktinidák | ||||||||||||||||||
Sc | Átmeneti fémek | ||||||||||||||||||
Al | Szegény fémek | ||||||||||||||||||
B | Metalloidok | ||||||||||||||||||
VS | Többatomú nemfémek | ||||||||||||||||||
O | Diatomi nemfémek | ||||||||||||||||||
Született | Egyatomos nemfémek | ||||||||||||||||||
Nh | Ismeretlen kémiai természet |
A fémektől eltérően a nemfémek egyszerű testeket alkotnak , amelyekben az atomokat kovalens kötések vagy molekulák közötti kötések , nem pedig fém kötések egyesítik . Ahogy haladunk a periódusos rendszerben a metalloidoktól, az egyes testek atomjai általában egyre kevesebb kovalens kötést alkotnak a szomszédos atomokkal:
Ez a progresszív tendencia az atomonkénti kovalens kötések számának csökkentésére együtt jár az egyetlen test nemfémes jellegének egyre növekvő állításával. Ez lehetővé teszi a nemfémek három családba sorolását :
Négy poliatomi nemfém van standard állapotban : szén , foszfor , kén és szelén . A koordinációs tól 4 gyémánt , hogy 2 a kén és a szelén, áthaladó 3 grafit és a foszfor. Ezek mind standard állapotban szilárdak, és kifejezettebb fémes jelleget mutatnak, mint más nemfémek. Így általában félvezető allotrópjuk van , például szén-grafit és szürke szelén.
A kén a legkevésbé fémes a négy közül, allotropjai meglehetősen törékenyek és üvegesek, alacsony elektromos vezetőképességgel . Ennek ellenére fémes aspektusokat mutathat be, például az amorf kén alakíthatósága és a polietiazil (SN) x fémes megjelenése révén., amely bronzot idéz .
A többatomú nemfémeket a koordinációjuk, valamint a termodinamikailag legstabilabb formájuk magas olvadáspontja és forráspontja különbözteti meg a nemfémektől . Ezenkívül a legszélesebb folyadék-amplitúdójuk (vagyis az a hőmérséklet-tartomány, amelyen légköri nyomáson folyékonyak), valamint szobahőmérsékleten a legkisebb illékonyságú.
Emellett fejlett allotropiát mutatnak , valamint kifejezetten hajlamosak a katenációra , de gyenge affinitásuk van a hidrogénkötésekhez . A szén katenációra való alkalmassága alapvető mind a szerves kémiai, mind a biokémiai szempontból , amennyiben ez az összes szénhidrogén- kémia alapja, és biztosítja a számtalan biológiai molekula gerincét képező szénláncok létét.
Hét diatomi nemfém van standard állapotban : hidrogén ( H 2), A nitrogén ( N 2), oxigén ( O 2), Fluor- ( F 2), klór ( Cl 2), Bróm ( Br 2) és jód ( I 2). Közülük öt szobahőmérsékleten és nyomáson gáznemű, a másik kettő szobahőmérsékleten illékony. Általában nagyon jó elektromos szigetelők és nagyon negatívak . Ezen általános szabályok alóli kivételek a család végein találhatók : a hidrogén sajátos elektronikus elrendezése miatt gyengén elektronegatív , míg a kristályosított jód az atomrétegei síkjában félvezető , de az irányába szigetelő.
A kovaföld nemfémeket 1 -vel egyenlő koordinációjuk , valamint olvadáspontjuk és forráspontjuk alacsonyabb, mint a többatomos nemfémeké. Folyadék-amplitúdójuk is szűkebb, és a nem kondenzáltak szobahőmérsékleten illékonyabbak. Kevésbé fejlett allotropiát mutatnak be, mint a többatomú nemfémekét, valamint kevésbé mutatnak összefűződési hajlamot . Másrészt markánsabban képesek létrehozni a hidrogénkötéseket . Végül az ionizációs energiájuk is nagyobb.
Van hat nemesgázok : hélium , neon , argon , kripton , xenon és a radon . Ezek alkotják a különösen homogén család elemek . Normál hőmérsékleti és nyomási körülmények között ezek mind színtelen gázok, amelyek kémiailag inertek vagy nem nagyon reaktívak. Mindegyiküknél a korszakban a legmagasabb az ionizációs energia, és csak nagyon gyenge atomközi kötéseket hoznak létre, amelyek nagyon alacsony olvadáspontot és forráspontot eredményeznek ( nyomáson és hőmérsékleten mindegyik gáznemű . Környezeti, beleértve a radont is, amelynek atomtömege nagyobb, mint hogy az ólom ).
Fizikai tulajdonságok | Többatomú nemfémek | Diatomi nemfémek | nemesgázok |
---|---|---|---|
Koordináció | 2 , 3 vagy akár 4 ( gyémánt ) | 1 | 0 |
Normál állapot | Szilárd | Többnyire gáznemű | Gáznemű |
Megjelenés | Változó színek, üveges megjelenésű felületek | Változó színek, tompa felületek szilárd állapotban, kivéve a jódot , részben fémes fényűek | Színtelen |
Allotrópia | Sok allotrop | Kevés allotrop | Nincs allotrop |
Rugalmasság | Az egyszerű testek leggyakrabban törékenyek, alakítható ( C ), hajlékony ( P ) vagy alakítható ( C , S , Se ) formákkal | Szilárd állapotban törékeny | Lágy és nagy mechanikai ellenállás nélkül szilárd állapotban (könnyen összetörhetők) |
Elektromos vezetőképesség (Scm −1 ) | Rossz a jó (5,2 × 10 -18 a kén a 3 × 10 4 számára grafit ) | Bad gyenge (körülbelül 10 -18 a kétatomos gázok 1,7 × 10 -8 számára jód ) | Rossz (~ 10 −18 ) |
Olvadáspont (K) | Elég magas ( 389 K - 3800 K ) | Meglehetősen alacsony ( 15 K , hogy 387 K ) | Alacsony vagy nagyon alacsony ( 1 K - 202 K ) |
Forráspont (K) | Magas vagy nagyon magas ( 718 K - 4300 K ) | Le igen magas ( 21 K , hogy 458 K ) | Alacsony vagy nagyon alacsony ( 5 K - 212 K ) |
Folyadék intervallum (K) | Elég kiterjedt ( 232-505 K ) | Keskenyebb (6–70 K ) | Nagyon keskeny ( 2–9 K ) |
Illékonyság (környezeti hőmérséklet) | Alacsony volatilitás | Illékonyabb | Összességében a leginkább ingatag |
Kémiai tulajdonságok | Többatomú nemfémek | Diatomi nemfémek | nemesgázok |
Kémiai természet | Nem fémes vagy részben fémes | Nem fém, a jód részben fém | Inert a nem fémetől, a radon részben kationos |
Ionizációs energia (kJ mol −1 ) | Elég alacsony (9,75–11,26) | Magasabb (10,45–17,42) | A legmagasabbak között (10,75–24,59) |
Elektronegativitás (Allen skála) | Elég alacsony (2,253–2,589) | Magasabb (2.300–4.193) | A legmagasabbak között (2,582–4,789) |
Oxidációs állapotok |
• A pozitív és negatív oxidációs állapotok mindezen elemek • tól -4 a C és +6 az S és Se |
• Negatív oxidációs állapotok az összes ezeket az elemeket, de instabil H • Pozitív oxidációs állapotok az összes ezeket az elemeket, kivéve F , kivételesen az O • -3 A N +7 a Cl , Br és I |
• Csak pozitív oxidációs állapotban voltak megfigyelhetők, és csak a legnehezebb nemesgázok • +2 a Kr , Xe és Rn +8 az Xe |
Catenation | Markáns trend | Kevesebb trend | Kevés affinitás |
Hidrogénkötések | Alacsony alkalmasság | Erős alkalmasság | Ismert Ar , Kr , Xe |
Oxidok |
• Legalább egy polimer forma ezekhez az elemekhez. • Ezen elemek többsége ( P , S , Se ) üvegeket alkot ; a szén-dioxid CO 2poharat képez 40 GPa nyomáson |
• A jód-oxidok polimer formában léteznek. • Ezek az elemek nem képeznek üvegeket |
• A XeO 2polimer; más nemesgázok oxidjai molekulárisak • Ezek az elemek nem alkotnak szemüveget |
Sok nemfémnek több olyan allotrop formája van, amelyek az esettől függően többé-kevésbé fémes tulajdonságokkal rendelkeznek . A grafit , szabványos állapotban a szén , és egy csillogó megjelenést és egy nagyon jó vezető a villamosenergia . A gyémánt ezzel szemben átlátszó megjelenésű és gyenge áramvezető, ezért egyértelműen nem fém. Vannak más szén-allotrópok, például a bakminsterfullerén C 60. A nitrogén képezhet, mellett a dinitrogén N 2szabvány, tetrazote N 4, instabil gáznemű allotróp, amelynek élettartama nagyságrendileg mikroszekundum . A oxigén szabvány kétatomos formájában dioxigén O 2de triatomikus molekulaként is létezik ózon O 3 formájábaninstabil, félórás élettartammal. A foszfor megkülönbözteti azt, hogy stabilabb allotropjai vannak, a fehér foszfor P 4. Így a vörös foszfor fehér foszfor 300 ° C fölé hevítve származik . Először amorf , majd a köbös rendszerben kristályosodik, ha a melegítést folytatják. A Fekete foszfor a forma termodinamikailag stabil, a foszfor, a grafit-szerű szerkezet, a fényes szikra, és hasonló jellegű villamos tulajdonságait. A foszfor difoszfor P 2 formájában is létezikinstabil. A kénnek minden más elemnél több allotrópja van. Az úgynevezett műanyag kén kívül mindegyik nem fém. A szelénnek több nemfémes izotópja van, és az elektromos vezetőképes formája, a szürke szelén. A jód létezik félvezető amorf formában is.
1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |
6. | Cs | Ba |
* |
Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem | |||||
Li | Alkálifémek | ||||||||||||||||||
Lenni | Alkáliföldfémek | ||||||||||||||||||
A | Lanthanides | ||||||||||||||||||
Ac | Aktinidák | ||||||||||||||||||
Sc | Átmeneti fémek | ||||||||||||||||||
Al | Szegény fémek | ||||||||||||||||||
B | Metalloidok | ||||||||||||||||||
H | " CHNOPS " | ||||||||||||||||||
F | Halogén | ||||||||||||||||||
Hé | nemesgázok | ||||||||||||||||||
Mt | Ismeretlen kémiai természet |
A nemfémek között meglehetősen általános a halogén- és nemesgáz- családok különös figyelembevétele, amelyek nagyon jellegzetes kémiai tulajdonságokkal bírnak, "egyéb nemfémként" hidrogént , szenet , nitrogént , oxigént , foszfort , ként és szelén , együttesen a " CHNOPS " rövidítéssel .
1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||||||||||||||||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |||||||||||||||
6. | Cs | Ba | A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem | Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8. | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123. | 124 | 125 | 126. | 127. | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkáli fémek |
Lúgos föld |
Lanthanides |
Átmeneti fémek |
Szegény fémek |
fém- loids |
nem fémek |
glória gének |
nemes gázok |
Besorolatlan tételek |
Aktinidák | |||||||||
Szuperaktinidek |