Свойства неметаллов (и металлоидов) по группам
Неметаллы проявляют большую изменчивость в своих свойствах, чем металлы. [1] Металлоиды включены сюда, поскольку они ведут себя преимущественно как химически слабые неметаллы.
Физически почти все они существуют в виде двухатомных или одноатомных газов или многоатомных твердых тел, имеющих более существенные (открыто упакованные) формы и относительно малые атомные радиусы, в отличие от металлов, которые почти все являются твердыми и плотно упакованными, и в основном имеют большие атомные радиусы. Если они твердые, то имеют субметаллический вид (за исключением серы) и хрупкие , в отличие от металлов, которые блестят и обычно пластичны или податливы ; они обычно имеют более низкую плотность , чем металлы; в большинстве своем являются худшими проводниками тепла и электричества ; и, как правило, имеют значительно более низкие температуры плавления итемпература кипения выше, чем у большинства металлов.
С химической точки зрения неметаллы в основном имеют более высокие энергии ионизации , более высокое сродство к электрону (азот и инертные газы имеют отрицательное сродство к электрону) и более высокие значения электроотрицательности [n 1] , чем металлы, отмечая, что, как правило, чем выше энергия ионизации элемента, сродство к электрону, и электроотрицательность, тем более неметаллическим является этот элемент. [2] Неметаллы, включая (в ограниченной степени) ксенон и, вероятно, радон, обычно существуют в виде анионов или оксианионов в водном растворе; они обычно образуют ионные или ковалентные соединения в сочетании с металлами (в отличие от металлов, которые в основном образуют сплавы с другими металлами); и имеют кислотные оксиды , тогда как обычные оксиды почти всех металловосновной .
Водород — бесцветный, без запаха и сравнительно нереакционноспособный двухатомный газ с плотностью 8,988 × 10–5 г/см 3 и примерно в 14 раз легче воздуха. Он конденсируется в бесцветную жидкость -252,879 ° C и замерзает в твердое вещество, похожее на лед или снег, при -259,16 ° C. Твердая форма имеет гексагональную кристаллическую структуру, она мягкая и легко измельчается. Водород является изолятором во всех его формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1312,0 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (73 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,2). Водород является плохим окислителем (H 2 + 2 e - → 2H -= –2,25 В при pH 0). Его химический состав, большая часть которого основана на его тенденции приобретать электронную конфигурацию благородного газа гелия, в значительной степени носит ковалентный характер, при этом отмечается, что он может образовывать ионные гидриды с высокоэлектроположительными металлами и сплавоподобные гидриды с некоторыми переходные металлы. Обычный оксид водорода ( H 2 O ) является нейтральным оксидом. [п 2]
Бор — блестящее, малореакционноспособное твердое вещество с плотностью 2,34 г/см 3 (ср. с алюминием 2,70), твердое ( MH 9,3) и хрупкое. Он плавится при 2076 °C (ср. сталь ~1370 °C) и кипит при 3927 °C. Бор имеет сложную ромбоэдрическую кристаллическую структуру (КЧ 5+). Это полупроводник с шириной запрещенной зоны около 1,56 эВ. Бор имеет умеренную энергию ионизации (800,6 кДж/моль), низкое сродство к электрону (27 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,04). Будучи металлоидом, большая часть его химии носит неметаллический характер. Бор — плохой окислитель (B 12 + 3 e → BH 3= –0,15 В при pH 0). Хотя почти во всех своих соединениях он связан ковалентно, он может образовывать интерметаллические соединения и сплавы с переходными металлами состава M n B, если n > 2. Обычный оксид бора ( B 2 O 3 ) слабокислотный.
