Граница между металлами и неметаллами

Обновлено: 04.07.2024

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИ

Неметаллы проявляют окислительные свойства в реакциях с металлами, принимая от них электроны и восстанавливаясь.

Взаимодействие с галогенами

Галогены ( F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ , I ₂ ) являются сильными окислителями, поэтому с ними взаимодействуют все металлы при обычных условиях:

2 Me + n Hal ₂ → 2 MeHal_n

Продуктом такой реакции является соль – галогенид металла ( MeF_n -фторид , MeCl_n -хлорид, MeBr_n -бромид, MeI_n -иодид). При взаимодействии с металлом галоген восстанавливается до низшей степени окисления (-1), а n равно степени окисления металла.

Скорость реакции зависит от химической активности металла и галогена. Окислительная активность галогенов снижается по группе сверху вниз (от F к I ).

Взаимодействие с кислородом

Кислородом окисляются почти все металлы (кроме Ag , Au , Pt ), при этом происходит образование оксидов Me ₂ O_n .

Активные металлы легко при обычных условиях взаимодействуют с кислородом воздуха.

2 Mg + O ₂ → 2 MgO (со вспышкой)

Металлы средней активности также реагируют с кислородом при обычной температуре. Но скорость такой реакции существенно ниже, чем при участии активных металлов.

Малоактивные металлы окисляются кислородом при нагревании (горение в кислороде).

Оксиды металлов по химическим свойствам можно разделить на три группы:

1. Осно́вные оксиды ( Na ₂ O , CaO , Fe II O , Mn II O , Cu I O и др.) образованы металлами в низких степенях окисления (+1, +2, как правило, ниже +4). Основные оксиды взаимодействуют с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей:

2. Кислотные оксиды ( Cr VI O ₃ , Fe VI O ₃ , Mn VI O ₃ , Mn ₂ VII O ₇ и др.) образованы металлами в высоких степенях окисления (как правило, выше +4). Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами и основаниями с образованием солей:

3. Амфотерные оксиды ( BeO , Al ₂ O ₃ , ZnO , SnO , MnO ₂ , Cr ₂ O ₃ , PbO , PbO ₂ и др.) имеют двойственную природу и могут взаимодействовать как с кислотами, так и с основаниями:

Взаимодействие с серой

С серой взаимодействуют все металлы (кроме Au ), образуя соли – сульфиды Me ₂ S_n . При этом сера восстанавливается до степени окисления «-2». Платина ( Pt ) взаимодействует с серой только в мелкораздробленном состоянии. Щелочные металлы, а также Ca и Mg реагируют с серой при нагревании со взрывом. Zn , Al (в порошке) и Mg в реакции с серой дают вспышку. В направлении слева направо в ряду активности скорость взаимодействия металлов с серой убывает.

Взаимодействие с водородом

С водородом некоторые активные металлы образуют соединения – гидриды:

2 Na + H ₂ → 2 NaH

В этих соединениях водород находится в редкой для него степени окисления «-1».

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Условная граница между металлами и неметаллами проходит по диагонали бор - астат в коротком варианте периодической таблицы элементов: металлы расположены слева, а неметаллы - справа от условной границы. Приграничные элементы ( например, германий) занимают промежуточное положение, проявляя свойства как металлов, так и неметаллов. [1]

Условная граница нефть - растворитель в каждом слое не осложнена гравитационными и вязкостными языками и перемещается по длине модели довольно равномерно. [3]

Условная граница отделяет след от внешнего потока, в котором трением можно пренебречь. [5]

Условная граница зоны пламени строится как охватывающая поверхность, в которую включается видимая зона факела и невидимая зона завершения горения в факеле. В зоне завершения горения наблюдается практически полное сгорание топлива, догорание сажи ( см. (5.45)) ( или иных продуктов горения при многостадийных реакциях), а также достигается равновесие между молекулами водяного пара, углекислого газа и продуктами их диссоциации. [6]

Условная граница жидкого расслоения и образования осадка отмечена на рис. 39 штрих-пунктир-нон вертикальной линией. Необходимо, однако, иметь в виду, что и в том, и в другом случае имеет место жидкое равновесие. Таким образом, типичный пример образования осадка полимера при добавлении большого избытка осадителя сводится к возникновению системы из двух фаз, в которой концентрация полимера во второй фазе так велика, что эта фаза - аморфная по своей структуре - представляет собой практически петскучнй раствор. [8]

Условная граница второго типа также связана с распределением значений свойств вещества в геологическом пространстве, но для определения ее положения требуется применить по крайней мере две процедуры, например выделить резкостную геологическую границу и найти положение на этой границе точек со сходными геометрическими характеристиками, которые и определяют местоположение условной границы второго типа. Такой границей будет, в частности, замкнутая изогипса, определяющая размер антиклинальной складки: изогнпса - геометрическое место точек равной высоты над уровнем моря, расположенных на кровле ( или подошве) пласта, являющейся резкостной границей. [9]

Условную границу нагревания и охлаждения называют обычно ц е и т р о м нагревания или центром охлаждения. Таким образом, гравитационное давление равно разности отметок центра охлаждения и центра нагрева, умноженной на разность удельных давлений охлажденной и горячей воды. [10]

Условную границу пласта , на которой давление не может быть снижено путем отбора жидкости из пласта, называют контуром питания. В рассмотренном случае контуром питания является граница пересечения пласта с земной поверхностью. [11]

Условными границами для регулирования СКВ являются энтальпии воздуха / з при максимальной и / 6 при минимальной нагрузке системы. В холодный период регулятор температуры воздуха Т1 управляет клапаном К1, регулирующим подачу теплоносителя в водоводяной теплообменник ВТ, и клапаном К2, регулирующим обвод воды, идущей к форсункам, мимо ВТ, или клапанами КЗ и К4, регулирующими подачу теплоносителя к калориферам первого подогрева. Если при полностью открытых клапанах на подводках теплоносителя К1 или КЗ и К4 температура в помещении не достигает заданной, то терморегулятор Т1 переключается на управление клапаном К5, регулирующим подачу теплоносителя к калориферу местного подогрева МП. Влагорегулятор В управляет подачей насосной установки НУ2 с помощью индукторной муфты скольжения ИС. [12]

Условной границей между гидрофильными и гидрофобными материалами можно считать отношение Q / Л 3750 н - 4200 Дж / моль. [13]

Условной границей между этими двумя типами структур является диагональная граница между металлами и неметаллами. При этом элемент должен быть расположен слева от диагональной границы. При более высоких степенях окисления катионообразователя существуют псевдомолекулярпые и молекулярные структуры. [14]

Диагональная граница имеет значение не столько для классификации, сколько для объединения веществ со сходными электрическими свойствами, поскольку металлический характер элементов нарастает в периодической таблице справа налево и сверху вниз. [1]

Для элементов, стоящих ниже диагональной границы ( Sb, Bi, Те, Ро), сохраняем старый термин - полуметаллы. Если их структуры не подчиняются правилу Юм-Розери, то К 8 - N. Соединения этих элементов друг с другом не составляют особой области соединений, так как по своим свойствам они приближаются то к первой, то ко второй, то к третьей группам более типичных соединений. Рассматривать соединения полуметаллических элементов, так же как и элементов, через которые проходят границы, удобнее отдельно, после того как рассмотрены области типичных соединений. [2]

Для элементов, стоящих ниже диагональной границы ( Sb, Bi, Те, Ро), сохраняем старый термин - полуметаллы. [3]

Элементы главных групп, расположенные на диагональной границе ( Ве, Al, Ge, Sb, Po) и примыкающие к ней, образуют амфотериы оксиды и гидроксиды. Первичным признаком амфотерности оксидов и гидроксидов является их взаимодействие с типичными кислотными и основными оксидами и гидроксидами. [4]

Элементы бор В, кремний Si, мышьяк As, теллур Те и астат At, лежащие на диагональной границе треугольника , иногда называют полуметаллами из-за их двойственных свойств. [7]

Таким образом, граница между металлами и неметаллами не совпадает с границей Цинтля, а проходит по диагонали в общем направлении от бериллия к астату между элементами В - Al, Si - Ge, As - Sb, Те - Po. Обоснованность диагональной границы между металлами и неметаллами наглядно проявляется в 18 - и 32-клеточной формах таблицы Менделеева, в которых элементы В-групп ( переходные металлы), а также лантаноиды и актиниды естественным образом располагаются слева от этой границы. Все d - и / - элементы в виде простых веществ образуют плотноупакованные кристаллические структуры с доминирующим металлическим типом связи, хотя здесь проявляется и ковалентный вклад, обусловленный наличием дефектных внутренних электронных орбиталей. [8]

Таким образом, граница между металлами и неметаллами не совпадает с границей Цинтля, а проходит по диагонали в общем направлении от бериллия к астату между элементами В - Al, Si - Ge, As - Sb, Те - Po. Обоснованность диагональной границы между металлами и неметаллами наглядно проявляется в 18 - и 32-клеточной формах таблицы Менделеева, в которых элементы В-групп ( переходные металлы), а также лантаноиды и актиниды естественным образом располагаются слева от этой границы. Все d - и / - элементы в виде простых веществ образуют шютноупакованные кристаллические структуры с доминирующим металлическим типом связи, хотя здесь проявляется и ковалентный вклад, обусловленный наличием дефектных внутренних электронных орбиталей. [9]

Структуры галогенидов можно подразделить на два основных типа: ионные и ковалентные, а последние, в свою очередь, на координационные и псевдомолекулярные - цепные, слоистые. Условной границей между этими двумя типами структур является диагональная граница между металлами и неметаллами. При этом элемент должен быть расположен слева от диагональной границы. При более высоких степенях окисления катионообразователя существуют псевдомолекулярные и молекулярные структуры. [11]

Условной границей между этими двумя типами структур является диагональная граница между металлами и неметаллами. При этом элемент должен быть расположен слева от диагональной границы . При более высоких степенях окисления катионообразователя существуют псевдомолекулярпые и молекулярные структуры. [12]

Деление на металлы и неметаллы относительно, поскольку существуют так называемые амфотерные элементы. Последние, как и следует ожидать, группируются вблизи диагональной границы , разделяющей металлы и неметаллы. [13]

Структуры галогенидов можно подразделить на два основных типа: ионные и ковалентные, а последние, в свою очередь, на координационные и псевдомолекулярные - цепные, слоистые. Условной границей между этими двумя типами структур является диагональная граница между металлами и неметаллами. При этом элемент должен быть расположен слева от диагональной границы . При более высоких степенях окисления катионообразователя существуют псевдомолекулярные и молекулярные структуры. [14]

Таким образом, подразделяя элементы на металлы и неметаллы, всегда следует иметь в виду, по каким свойствам это деление осуществляется: по химическим или физическим. Деление на металлы и неметаллы относительно, поскольку существуют так называемые амфотерные элементы, причем амфотерность их проявляется и в физических, и в химических свойствах. При этом следует подчеркнуть, что в данном случае речь идет об амфотерности самих элементов и соответствующих простых веществ, а не об амфотерности их соединений в различных степенях окисления. Амфотерные элементы, как и следует ожидать, группируются вблизи диагональной границы , разделяющей металлы и неметаллы. [15]

Разделительная черта между металлами и неметаллами - Dividing line between metals and nonmetals

Разделительная линия между металлами и неметаллами может быть найдена в различных конфигурациях, на некоторых представлениях периодической таблицы элементов (см мини-пример, справа). Элементы в нижнем левом углу строки обычно демонстрируют усиление металлического поведения; элементы в правом верхнем углу отображают усиление неметаллического поведения. При представлении в виде обычной ступеньки элементы с наивысшей критической температурой для своих групп (Li, Be, Al, Ge, Sb, Po) располагаются чуть ниже линии.

СОДЕРЖАНИЕ

Имена

Эта линия была названа амфотерные линии, на металл-неметалл линии, в металлоид линии, в полуметаллическую линии, или лестницу. Хотя это также называется границей Zintl или линией Zintl этих термины вместо относятся к вертикальной линии , иногда нарисованной между группами 13 и 14. Этой специфической линия была названа Лавесом в 1941 году отличает группу 13 элементов от тех , и к справа от группы 14 . Первые обычно соединяются с электроположительными металлами с образованием интерметаллических соединений, тогда как последние обычно образуют солеподобные соединения.

История

Ссылки на разделительную линию между металлами и неметаллами появляются в литературе, по крайней мере, в 1869 году. В 1891 году Уокер опубликовал периодическую «таблицу» с диагональной прямой линией, проведенной между металлами и неметаллами. В 1906 году Александр Смит опубликовал периодическую таблицу с зигзагообразной линией, отделяющей неметаллы от остальных элементов, в своем очень влиятельном учебнике « Введение в общую неорганическую химию». В 1923 году американский химик Гораций Деминг опубликовал периодические таблицы для краткой ( стиль Менделеева ) и средней ( 18 столбцов ) формы. Каждый имел правильную ступенчатую линию, отделяющую металлы от неметаллов. В 1928 году компания «Мерк и компания» подготовила раздаточную форму таблицы Деминга из 18 столбцов, которая была широко распространена в американских школах. К 1930-м годам таблица Деминга появилась в справочниках и энциклопедиях по химии. Его также много лет распространяла научная компания Sargent-Welch.

Вариант с двойной линией

Разделительная линия между металлами и неметаллами иногда заменяется двумя разделительными линиями. Одна линия разделяет металлы и металлоиды ; прочие металлоиды и неметаллы.

Обеспокоенность

Менделеев писал, что «невозможно . провести четкую границу между металлами и неметаллами, поскольку существует много промежуточных веществ». Несколько других источников отмечают путаницу или двусмысленность относительно местоположения разделительной линии; предполагать, что его кажущаяся произвольность дает основания для опровержения его действительности; и прокомментировать его вводящий в заблуждение, спорный или приблизительный характер. Сам Деминг отмечал, что линия не может быть проведена очень точно.

§ 8. Положение металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева и строение их атомов

Как вам уже известно из курса химии 8 класса, большинство химических элементов относят к металлам (рис. 24 и 25).

В Периодической системе Д. И. Менделеева каждый период, кроме первого (он включает в себя два элемента-неметалла — водород и гелий), начинается с активного химического элемента-металла. Эти элементы образуют главную подгруппу I группы (IA группу) и называются щелочными металлами. Своё название они получили от названия соответствующих им гидроксидов, хорошо растворимых в воде, — щелочей.

Рис. 24.
Положение химических элементов-металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева (короткопериодный вариант)

Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне только один электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, поэтому являются сильнейшими восстановителями. Понятно, что в соответствии с увеличением радиуса атома восстановительные свойства щелочных металлов усиливаются от лития к францию.

Рис. 25.
Положение химических элементов-металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева (длиннопериодный вариант)

Следующие за щелочными металлами элементы, составляющие главную подгруппу II группы (IIA группы), также являются типичными металлами, обладающими сильной восстановительной способностью (их атомы содержат на внешнем уровне два электрона). Из этих металлов кальций, стронций и барий называют щёлочноземельными металлами. Такое название эти металлы получили потому, что их оксиды, которые на Руси в старину называли «землями», при растворении в воде образуют щёлочи.

К металлам относят и химические элементы главной подгруппы III группы (IIIA группы), исключая бор.

* Германий проявляет и некоторые неметаллические свойства, занимая промежуточное положение между металлами и неметаллами.

Что касается элементов побочных подгрупп, то все они металлы.

Таким образом, условная граница между элементами-металлами и элементами-неметаллами проходит по диагонали В (бор) — Si (кремний) — As (мышьяк) — Те (теллур) — At (астат) (проследите её в таблице Д. И. Менделеева).

Атомы металлов имеют сравнительно большие размеры (радиусы), поэтому их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны. Вторая особенность, которая присуща атомам наиболее активных металлов, — это наличие на внешнем энергетическом уровне 1—3 электронов. Отсюда вытекает самое характерное химическое свойство всех металлов — их восстановительная способность, т. е. способность атомов легко отдавать внешние электроны, превращаясь в положительные ионы. Металлы — свободные атомы и простые вещества — не могут быть окислителями, т. е. атомы металлов не могут присоединять к себе электроны.

Следует, однако, иметь в виду, что деление химических элементов на металлы и неметаллы условно. Вспомните, например, свойства аллотропных модификаций олова: серое олово, или α-олово, — неметалл, а белое олово, или β-олово, — металл. Другой пример — модификации углерода: алмаз — неметалл, а графит имеет некоторые характерные свойства металла, например электропроводность. Хром, цинк и алюминий — типичные металлы, но образуют оксиды и гидроксиды амфотерного характера. И наоборот, теллур и иод — типичные неметаллы, но образованные ими простые вещества обладают некоторыми свойствами, присущими металлам.

Читайте также: