Όλα τα χημικά στοιχεία μπορούν να χωριστούν υπό όρους σε αμέταλλα και μέταλλα. Ξέρετε πώς διαφέρουν; Πώς να προσδιορίσετε τη θέση τους στον πίνακα των χημικών στοιχείων; Θα βρείτε απαντήσεις σε αυτές και σε άλλες ερωτήσεις στο άρθρο μας.
Θέση μη μετάλλων και μετάλλων: περιοδικός πίνακας
Δεν είναι πάντα δυνατό να ανακαλύψουμε σε ποια ομάδα ανήκει ένα χημικό στοιχείο από εξωτερικά σημάδια και φυσικές ιδιότητες. Οι ιδιότητες των μετάλλων και των μη μετάλλων μπορούν να προσδιοριστούν από τη θέση τους στον περιοδικό πίνακα.
Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να σχεδιάσετε οπτικά μια διαγώνιο από το βόριο έως την αστατίνη, από 5 έως 85 αριθμούς. Στην πάνω δεξιά γωνία θα είναι κυρίως τα αμέταλλα. Υπάρχουν μια μειοψηφία από αυτούς στον πίνακα, μόνο 22 στοιχεία. Τα μέταλλα βρίσκονται στη δεξιά πλευρά του περιοδικού πίνακα στην κορυφή - κυρίως στις ομάδες I, II και III.
Επίπεδο ενέργειας
Οι διαφορές μεταξύ των μη μετάλλων και των μετάλλων οφείλονται αρχικά στη δομή των ατόμων τους. Ας ξεκινήσουμε με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας. Για τα άτομα μετάλλου, κυμαίνεται από ένα έως τρία. Κατά κανόνα, αυτοίέχουν μεγάλη ακτίνα, επομένως τα άτομα μετάλλου δωρίζουν πολύ εύκολα εξωτερικά ηλεκτρόνια, καθώς έχουν ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες.
Τα μη μέταλλα έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο. Αυτό εξηγεί την οξειδωτική τους δράση. Τα μη μέταλλα προσθέτουν ηλεκτρόνια που λείπουν, καλύπτοντας πλήρως το επίπεδο ενέργειας. Οι ισχυρότερες οξειδωτικές ιδιότητες παρουσιάζονται από τα αμέταλλα της δεύτερης και τρίτης περιόδου των ομάδων VI-VII.
Ένα γεμάτο ενεργειακό επίπεδο περιέχει 8 ηλεκτρόνια. Τα αλογόνα με σθένος I έχουν την υψηλότερη οξειδωτική ισχύ. Το φθόριο είναι ο κορυφαίος μεταξύ τους, καθώς αυτό το στοιχείο δεν έχει ελεύθερα τροχιακά.
Δομή μετάλλων και μη μετάλλων: κρυσταλλικά πλέγματα
Οι φυσικές ιδιότητες των ουσιών καθορίζονται από τη διάταξη των στοιχειωδών σωματιδίων. Εάν τα συνδέσετε υπό όρους με φανταστικές γραμμές, θα έχετε μια δομή που ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Οι κόμβοι του μπορεί να περιέχουν διαφορετικές δομές: άτομα, μόρια ή φορτισμένα σωματίδια - ιόντα.
Σε ορισμένα αμέταλλα, σχηματίζεται ένα ατομικό κρυσταλλικό πλέγμα, τα σωματίδια του οποίου συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς. Οι ουσίες με αυτή τη δομή είναι στερεές και μη πτητικές. Για παράδειγμα, φώσφορος, πυρίτιο και γραφίτης.
Στο μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα, ο δεσμός μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων είναι ασθενέστερος. Τυπικά, αυτά τα αμέταλλα βρίσκονται σε υγρή ή αέρια κατάσταση συσσωμάτωσης, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις είναι στερεά αμέταλλα χαμηλής τήξης.
Σε οποιοδήποτε μεταλλικό δείγμα, μερικά από τα άτομα χάνουν το εξωτερικό τουςηλεκτρόνια. Ταυτόχρονα μετατρέπονται σε θετικά φορτισμένα σωματίδια – κατιόντα. Τα τελευταία ανασυνδυάζονται με ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ουδέτερα φορτισμένα σωματίδια - κατιόντα, ηλεκτρόνια και άτομα βρίσκονται ταυτόχρονα στο μεταλλικό πλέγμα.
Φυσικές ιδιότητες
Ας ξεκινήσουμε με την κατάσταση της συγκέντρωσης. Είναι παραδοσιακά αποδεκτό ότι όλα τα μέταλλα είναι στερεά. Η μόνη εξαίρεση είναι ο υδράργυρος, ένα παχύρρευστο ασημί υγρό. Οι ατμοί του είναι ένας ρύπος - μια τοξική ουσία που προκαλεί δηλητηρίαση του σώματος.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η μεταλλική λάμψη, η οποία εξηγείται από το γεγονός ότι η επιφάνεια του μετάλλου αντανακλά τις ακτίνες φωτός. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Αυτή η ιδιότητα οφείλεται στην παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων σε μεταλλικά πλέγματα, τα οποία σε ένα ηλεκτρικό πεδίο αρχίζουν να κινούνται προς μια κατεύθυνση. Ο υδράργυρος μεταφέρει τη θερμότητα και το ρεύμα καλύτερα από όλα, το ασήμι έχει τη χαμηλότερη απόδοση.
Ο μεταλλικός δεσμός προκαλεί ελαττότητα και ολκιμότητα. Σύμφωνα με αυτούς τους δείκτες, ο χρυσός είναι ο ηγέτης, από τον οποίο είναι δυνατό να ξετυλίξετε ένα φύλλο πάχους όσο μια ανθρώπινη τρίχα.
Πιο συχνά, οι φυσικές ιδιότητες των μετάλλων και των μη μετάλλων είναι αντίθετες. Έτσι, τα τελευταία χαρακτηρίζονται από χαμηλούς ρυθμούς ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας, απουσία μεταλλικής λάμψης. Υπό κανονικές συνθήκες, τα αμέταλλα βρίσκονται σε αέρια ή υγρή κατάσταση και τα στερεά είναι πάντα εύθραυστα και εύτηκτα, γεγονός που εξηγείται από τη μοριακή δομή των αμετάλλων. Το διαμάντι, ο κόκκινος φώσφορος και το πυρίτιο είναι πυρίμαχα καιμη πτητικές, αυτές είναι ουσίες με μη μοριακή δομή.
Τι είναι τα ημιμέταλλα
Στον περιοδικό πίνακα μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων υπάρχει μια σειρά από χημικά στοιχεία που καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση. Ονομάζονται ημιμέταλλα. Τα άτομα ημιμετάλλων συνδέονται με έναν ομοιοπολικό χημικό δεσμό.
Αυτές οι ουσίες συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά των μετάλλων και των μη μετάλλων. Για παράδειγμα, το αντιμόνιο είναι μια ασημόλευκη κρυσταλλική ουσία και αντιδρά με οξέα για να σχηματίσει άλατα, τυπικές μεταλλικές ιδιότητες. Από την άλλη πλευρά, το αντιμόνιο είναι μια πολύ εύθραυστη ουσία που δεν μπορεί να πλαστογραφηθεί και μπορεί ακόμη και να συνθλιβεί με το χέρι.
Έτσι, τα τυπικά αμέταλλα και τα μέταλλα έχουν αντίθετες ιδιότητες, αλλά η διαίρεση είναι μάλλον αυθαίρετη, αφού ένας αριθμός ουσιών συνδυάζει και τα δύο χαρακτηριστικά.
