1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba | * | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | * * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | |||||
Li | Metaller | ||||||||||||||||||
B | Metalloider | ||||||||||||||||||
H | Ikke-metaller | ||||||||||||||||||
Mt | Ukjent kjemisk natur |
Et ikke-metall er et kjemisk element hvis atomer med enkel kropp er bundet av kovalente bindinger eller intermolekylære bindinger , og ikke av metallbindinger . De er gode elektriske og termiske isolatorer , for det meste svært flyktige , preget av lavere tetthet og endring av tilstandstemperaturer generelt mye lavere enn for metaller, med det bemerkelsesverdige unntaket for karbon . Deres ioniseringsenergi og elektronegativitet er høy, oksidene er sure , og de danner ionebindinger med metaller , som skaffer eller samler elektroner når de reagerer med andre grunnstoffer eller forbindelser . I fast tilstand har de kjedelige eller svakt blanke overflater (selv om de av jod har metallisk glans ), de er ganske sprø og sprø (med det bemerkelsesverdige unntaket diamantkarbon ) og er blottet for elastisitet , smidbarhet og smidighet som er karakteristisk for metaller .
I det periodiske systemet er ikke-metaller begrenset til øvre høyre hjørne, avgrenset til venstre av metalloider . 17 elementer anses generelt å være ikke-metalliske, hvorav 11 er gassformige ( hydrogen , helium , nitrogen , oksygen , fluor , neon , klor , argon , krypton , xenon og radon ) ved omgivelsestemperatur og trykk, 5 er faste ( karbon , fosfor , svovel , selen og jod ), og 1 er flytende: brom .
Tabellen nedenfor viser noen egenskaper for ikke-metaller.
Element |
Atomic masse |
Smeltetemperaturen |
temperatur koke |
masse volum |
Strål kovalent |
Elektronisk konfigurasjon |
ionisering energi |
Elektronegativitet ( Pauling ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hydrogen | 1,007975 u | −259,16 ° C | −252,879 ° C | 0,08988 g · L -1 | 31 ± 17.00 | 1s 1 | 1 312,0 kJ · mol -1 | 2.20 |
Helium | 4.002602 u | - | −268,928 ° C | 0,1786 g · L- 1 | 28 pm | 1s 2 | 2 372,3 kJ · mol -1 | - |
Karbon | 12.0106 u | 3,642 ° C | 2,267 g · cm -3 | 69 pm | [ He ] 2s 2 2p 2 | 1 086,5 kJ · mol -1 | 2,55 | |
Nitrogen | 14.006855 u | -210,00 ° C | −195,795 ° C | 1,251 g · L -1 | 71 ± 13.00 | [ He ] 2s 2 2p 3 | 1 402,3 kJ · mol -1 | 3.04 |
Oksygen | 15.99940 u | −218,79 ° C | −182,962 ° C | 1,429 g - L- 1 | 66 ± 14.00 | [ Han ] 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 pm | [ Han ] 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 pm | [ Han ] 2s 2 2p 6 | 2080,7 kJ · mol -1 | - |
Fosfor | 30,97376200 u | 44,15 ° C | 280,5 ° C | 1,823 g · cm -3 | 107 ± 15.00 | [ Ne ] 3s 2 3p 3 | 1 011,8 kJ · mol -1 | 2.19 |
Svovel | 32.0675 u | 115,21 ° C | 444,6 ° C | 2,07 g · cm -3 | 105 ± 15.00 | [ Ne ] 3s 2 3p 4 | 999,6 kJ · mol -1 | 2,58 |
Klor | 35.4515 u | -101,5 ° C | −34,04 ° C | 3,2 g · L- 1 | 102 ± 16.00 | [ 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 ± 22.00 | [ Ne ] 3s 2 3p 6 | 1 520,6 kJ · mol -1 | - |
Selen | 78,971 (8) u | 221 ° C | 685 ° C | 4,81 g · cm -3 | 120 ± 16.00 | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 4 | 941,0 kJ · mol -1 | 2,55 |
Brom | 79,904 (3) u | −7,2 ° C | 58,8 ° C | 3,1028 g · cm -3 | 120 ± 15.00 | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 5 | 1 139,9 kJ · mol -1 | 2,96 |
Krypton | 83.798 (2) u | −157,37 ° C | −153,415 ° C | 3,749 g · L -1 | 116 ± 16.00 | [ Ar ] 4s 2 3d 10 4p 6 | 1 350,8 kJ · mol -1 | 3.00 |
Jod | 126,90447 u | 113,7 ° C | 184,3 ° C | 4,933 g · cm -3 | 139 ± 15.00 | [ 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 ± 21.00 | [ Kr ] 5s 2 4d 10 5p 6 | 1170,4 kJ · mol -1 | 2.6 |
Radon | [222] | −71 ° C | −61,7 ° C | 9,73 g · L -1 | 150 pm | [ Xe ] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 | 1037 kJ · mol -1 | 2.2 |
Selv om metaller er fem ganger så mange enn ikke-metaller, utgjør sistnevnte nesten alle levende vesener: hydrogen, karbon, nitrogen, oksygen og fosfor er hovedbestanddelene av biologiske molekyler, mens svovel og i mindre grad selen kommer inn i sammensetning av mange proteiner . Oksygen alene utgjør nesten halvparten av massen av jordskorpen , havene og atmosfæren . Til slutt utgjør hydrogen og helium mer enn 99% av baryonmaterialet i det observerbare universet .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba |
* |
Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | |||||
Li | Alkalimetaller | ||||||||||||||||||
Være | Jordalkalimetaller | ||||||||||||||||||
De | Lanthanides | ||||||||||||||||||
Ac | Actinides | ||||||||||||||||||
Sc | Overgangsmetaller | ||||||||||||||||||
Al | Dårlige metaller | ||||||||||||||||||
B | Metalloider | ||||||||||||||||||
VS | Polyatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
O | Diatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
Født | Monatomiske ikke-metaller | ||||||||||||||||||
Nh | Ukjent kjemisk natur |
I motsetning til metaller, danner ikke-metaller enkle legemer der atomer forenes av kovalente bindinger eller intermolekylære bindinger , og ikke av metallbindinger . Når vi beveger oss rett gjennom det periodiske systemet fra metalloider, har atomer i enkeltlegemer en tendens til å danne et avtagende antall kovalente bindinger med nærliggende atomer:
Denne progressive tendensen til å redusere antall kovalente bindinger per atom går hånd i hånd med den økende påstanden om den ikke-metalliske karakteren til det enkelte legeme. Det gjør det mulig å klassifisere ikke-metaller i tre familier :
Det er fire polyatomiske ikke-metaller i standardtilstand : karbon , fosfor , svovel og selen . Koordinasjonen deres går fra 4 for diamant til 2 for svovel og selen, og passerer gjennom 3 for grafitt og fosfor. De er alle solide i standardtilstand, og har en mer utpreget metallisk karakter enn andre ikke-metaller. De således generelt ha et halvleder allotrop , så som karbon grafitt og grått selen.
Svovel er den minst metalliske av de fire, og allotropene er ganske sprø og glassete, med lav elektrisk ledningsevne . Det kan likevel presentere metalliske aspekter, for eksempel gjennom formbarhet av amorft svovel og det metalliske utseendet til polythiazyl (SN) x, som fremkaller bronse .
Polyatomiske ikke-metaller skiller seg ut fra ikke-metaller ved deres høye koordinering så vel som det høye smeltepunktet og kokepunktet i deres mest termodynamisk stabile form. De har også den bredeste væskeamplituden (det vil si temperaturområdet der de er flytende ved atmosfærisk trykk), så vel som den laveste flyktigheten ved romtemperatur.
De har også en utviklet allotropi , samt en markant tendens til ketting , men en svak affinitet med hydrogenbindinger . Kunnskapen til karbon for ketting er grunnleggende både i organisk kjemi og i biokjemi , i den grad det er grunnlaget for all kjemien til hydrokarboner og sikrer eksistensen av karbonkjeder som utgjør ryggraden i utallige biologiske molekyler.
Det er syv toatomige ikke-metaller i standard tilstand : hydrogen ( H 2), Nitrogen ( N 2), oksygen ( O 2), fluor ( F 2), Klor ( Cl 2), brom ( Br 2) og jod ( I 2). Fem av dem er gassformede ved romtemperatur og trykk, de to andre er flyktige ved romtemperatur. De er generelt veldig gode elektriske isolatorer , og er veldig elektronegative . Unntakene fra disse generelle reglene ligger i endene av familien : hydrogen er svakt elektronegativt på grunn av sin spesielle elektroniske konfigurasjon , mens jod i krystallisert form er halvleder i planet av dets atomlag, men isolerende i retningen. Ortogonal.
Diatomiske ikke-metaller er preget av deres koordinering lik 1 så vel som av deres smeltepunkt og kokepunkt lavere enn for polyatomiske ikke-metaller. Deres flytende amplitude er også smalere, og de som ikke er kondensert er mer flyktige ved romtemperatur. De viser en mindre utviklet allotropi enn de av polyatomiske ikke-metaller, samt en mindre markant tendens til å sammenkoble . På den annen side viser de en mer markant evne til å etablere hydrogenbindinger . Til slutt er ioniseringsenergien deres også høyere.
Det er seks edelgasser : helium , neon , argon , krypton , xenon og radon . De danner en spesielt homogen familie av elementer . Under normale temperatur- og trykkforhold er de alle fargeløse gasser som er kjemisk inerte eller lite reaktive. De har hver den høyeste ioniseringsenergien i sin periode og etablerer bare veldig svake interatomiske bindinger, noe som resulterer i et veldig lavt smeltepunkt og kokepunkt (de er alle gassformede ved trykk og temperatur. Omgivende, inkludert radon, som har en atommasse større enn det av bly ).
Fysiske egenskaper | Polyatomiske ikke-metaller | Diatomiske ikke-metaller | Edelgasser |
---|---|---|---|
Koordinasjon | 2 , 3 eller til og med 4 ( diamant ) | 1 | 0 |
Standard tilstand | Fast | For det meste gassformig | Gasformig |
Utseende | Variable farger, overflater med glassaktig utseende | Variable farger, kjedelige overflater i fast tilstand, bortsett fra jod , delvis metallisk glans | Fargeløs |
Allotropi | Mange allotropes | Få allotropes | Ingen allotropes |
Elastisitet | Enkle kropper er ofte sprø, med formbare ( C ), fleksible ( P ) eller duktile ( C , S , Se ) former | Skør i solid tilstand | Myk og uten stor mekanisk motstand i solid tilstand (de knuses lett) |
Elektrisk ledningsevne (S cm −1 ) | Dårlig til god (fra 5,2 x 10 -18 for svovel til 3 x 10 4 for grafitt ) | Dårlig dårlig (fra ca. 10 -18 for diatomiske gasser til 1,7 x 10 -8 for jod ) | Dårlig (~ 10 −18 ) |
Smeltepunkt (K) | Ganske høy ( 389 K til 3800 K ) | Ganske lavt ( 15 K til 387 K ) | Lav til veldig lav ( 1 K til 202 K ) |
Kokepunkt (K) | Høy til veldig høy ( 718 K til 4300 K ) | Ned til ganske høy ( 21 K til 458 K ) | Lav til veldig lav ( 5 K til 212 K ) |
Væskeintervall (K) | Ganske omfattende ( 232 til 505 K ) | Smalere ( 6 til 70 K ) | Veldig smal ( 2 til 9 K ) |
Flyktighet (omgivelsestemperatur) | Lav volatilitet | Mer flyktig | Samlet sett den mest ustabile |
Kjemiske egenskaper | Polyatomiske ikke-metaller | Diatomiske ikke-metaller | Edelgasser |
Kjemisk natur | Ikke-metallisk til delvis metallisk | Ikke-metallisk, jod er delvis metallisk | Inert mot ikke-metallisk, radon er delvis kationisk |
Ioniseringsenergi (kJ mol −1 ) | Ganske lavt (9,75 til 11,26) | Høyere (10.45 til 17.42) | Blant de høyeste (10,75 til 24,59) |
Elektronegativitet (Allen-skala) | Ganske lavt (2.253 til 2.589) | Høyere (2.300 til 4.193) | Blant de høyeste (2.582 til 4.789) |
Oksidasjonstilstander |
• Positive og negative oksidasjonstilstander for alle disse elementene • Fra ‒4 for C til +6 for S og Se |
• Negative oksidasjonstilstander for alle disse elementene, men ustabile for H • Positive oksidasjonstilstander for alle disse elementene unntatt F , unntaksvis for O • Fra ‒3 for N til +7 for Cl , Br og I |
• Bare positive oksidasjonstilstander ble observert, og bare for de tyngste edelgassene • fra +2 for Kr , Xe og Rn til +8 for Xe |
Catenation | Markert trend | Mindre trend | Lite tilhørighet |
Hydrogenbindinger | Lav dyktighet | Sterk dyktighet | Kjent for Ar , Kr , Xe |
Oksider |
• Minst en polymerform for alle disse elementene • De fleste av disse elementene ( P , S , Se ) danner briller ; den karbondioksid CO 2danner et glass ved 40 GPa |
• Jodoksider finnes i polymer form. • Disse elementene danner ikke briller |
• Den Xeo 2er polymer; oksidene til andre edelgasser er molekylære • Disse elementene danner ikke briller |
Mange ikke-metaller har flere allotrope former som viser mer eller mindre metalliske egenskaper, avhengig av tilfelle. Den grafitt , standard tilstand av karbon , og har et skinnende utseende og er en ganske god dirigent av elektrisitet . The diamond , i motsetning, har en gjennomsiktig utseende og er en dårlig leder av elektrisitet, så det er helt klart ikke metall. Det er andre karbonallotroper, for eksempel buckminsterfullerene C 60. Den nitrogen kan danne, i tillegg til dinitrogen- N- 2-standard, tetrazote N 4, ustabil gassformig allotrop med en levetid av størrelsen på et mikrosekund . Den oksygen- standard er diatomisk form av dioksygen O tomen eksisterer også som et triatomisk molekyl i form av ozon O 3ustabil med en levetid i størrelsesorden en halvtime. Den fosfor har æren av å ha mer stabile allotropes sin standardtilstand, det hvite fosfor P 4. Således er de røde fosfor hvite fosfor avledet ved oppvarmning over 300 ° C . Den er først amorf og krystalliserer deretter i det kubiske systemet hvis oppvarmingen fortsetter. Den svarte fosforen er formen termodynamisk stabil, fosfor, grafittlignende struktur, med en lys gnist og lignende elektriske egenskaper. Fosfor eksisterer også i form av difosfor P 2ustabil. Den svovel har allotropes mer enn noe annet element. Bortsett fra det såkalte plastsvovlet, er alle ikke-metalliske. Den selen har et flertall av ikke-metalliske isotoper og en ledende form av elektrisitet, grått selen. Den jod finnes også halvleder amorf form.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |
6 | Cs | Ba |
* |
Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | |||||
Li | Alkalimetaller | ||||||||||||||||||
Være | Jordalkalimetaller | ||||||||||||||||||
De | Lanthanides | ||||||||||||||||||
Ac | Actinides | ||||||||||||||||||
Sc | Overgangsmetaller | ||||||||||||||||||
Al | Dårlige metaller | ||||||||||||||||||
B | Metalloider | ||||||||||||||||||
H | " CHNOPS " | ||||||||||||||||||
F | Halogen | ||||||||||||||||||
Hei | Edelgasser | ||||||||||||||||||
Mt | Ukjent kjemisk natur |
Blant ikke-metaller er det ganske vanlig å vurdere familiene av halogener og edelgasser separat , som har veldig karakteristiske kjemiske egenskaper, og etterlater som "andre ikke-metaller" hydrogen , karbon , nitrogen , oksygen , fosfor , svovel og selen , samlet representert med akronymet " CHNOPS ".
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | Lr | Rf | Db | Sg | 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 |
Alkali- metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanides |
Overgangs metaller |
Dårlige metaller |
metall loids |
Ikke- metaller |
halogen gener |
Noble gasser |
Varer uklassifisert |
Actinides | |||||||||
Superaktinider |