Nemetāli ir elementi, kuru fizikālās un ķīmiskās īpašības būtiski atšķiras no metāliem. To atšķirību cēloni sīkāk varēja izskaidrot tikai 19. gadsimta beigās, pēc atoma elektroniskās struktūras atklāšanas. Kāda ir nemetālu īpatnība? Kādas īpašības ir raksturīgas viņu dienai? Noskaidrosim.
Nemetāli - kas tas ir?
Pieeja elementu sadalīšanai metālos un nemetālos zinātnieku aprindās jau sen pastāv. Pirmie elementi Mendeļejeva periodiskajā tabulā parasti ietver 94 elementus. Mendeļejeva nemetāli ietver 22 elementus. Periodiskajā tabulā tie aizņem augšējo labo stūri.
Brīvā formā nemetāli ir vienkāršas vielas, kuru galvenā iezīme ir raksturīgu metālisku īpašību trūkums. Tie var būt visos agregācijas stāvokļos. Tātad jods, fosfors, sērs, ogleklis ir atrodami cietu vielu veidā. Gāzveida stāvoklis ir raksturīgs skābeklim, slāpeklim, fluoram utt. Tikai broms ir šķidrums.
Dabā nemetāla elementi var pastāvēt gan vienkāršu vielu veidā, gan formāsavienojumiem. Sērs, slāpeklis, skābeklis ir atrodami nesaistītā veidā. Savienojumos tie veido borātus, fosfātus utt. Šādā veidā tie atrodas minerālos, ūdenī, akmeņos.
Atšķiras no metāliem
Nemetāli ir elementi, kas atšķiras no metāliem pēc izskata, struktūras un ķīmiskajām īpašībām. Viņiem ir liels skaits nepāra elektronu ārējā līmenī, kas nozīmē, ka tie ir aktīvāki oksidatīvās reakcijās un vieglāk piesaista sev papildu elektronus.
Raksturīga atšķirība starp elementiem ir novērojama kristāliskā režģa struktūrā. Metālos tas ir metālisks. Nemetālos tas var būt divu veidu: atomu un molekulāro. Atomu režģis piešķir vielām cietību un paaugstina kušanas temperatūru; tas ir raksturīgs silīcijam, boram un germānijam. Hloram, sēram, skābeklim ir molekulārais režģis. Tas piešķir tiem nepastāvību un nelielu cietību.
Elementu iekšējā struktūra nosaka to fizikālās īpašības. Metāliem ir raksturīgs spīdums, laba strāvas un siltuma vadītspēja. Tās ir cietas, elastīgas, kaļamas, un tām ir neliels krāsu diapazons (melns, pelēks, dažreiz dzeltenīgs).
Nemetāli ir šķidras, gāzveida vai cietas vielas, kurām nav mirdzuma un kaļamības. To krāsas ir ļoti dažādas un var būt sarkanas, melnas, pelēkas, dzeltenas utt. Gandrīz visi nemetāli ir slikti strāvas (izņemot oglekli) un siltuma (izņemot melno fosforu un oglekli) vadītāji.
Nemetālu ķīmiskās īpašības
Ķīmiskās reakcijās nemetāli vardarbojas gan kā oksidētājs, gan kā reducētājs. Mijiedarbojoties ar metāliem, tie uzņem elektronus, tādējādi uzrādot oksidējošas īpašības.
Mijiedarbojoties ar citiem nemetāliem, tie uzvedas atšķirīgi. Šādās reakcijās mazāk elektronegatīvais elements darbojas kā reducētājs, savukārt vairāk elektronegatīvais elements darbojas kā oksidētājs.
Ar skābekli gandrīz visi (izņemot fluoru) nemetāli darbojas kā reducētāji. Mijiedarbojoties ar ūdeņradi, daudzi ir oksidētāji, kas pēc tam veido gaistošus savienojumus.
Dažiem nemetāla elementiem ir iespēja veidot vairākas vienkāršas vielas vai modifikācijas. Šo parādību sauc par allotropiju. Piemēram, ogleklis pastāv grafīta, dimanta, karabīna un citu modifikāciju veidā. Skābeklim ir divi no tiem - ozons un pats skābeklis. Fosfors ir sarkanā, melnā, b altā un metāliskā krāsā.
Nemetāli dabā
Nemetāli ir visur dažādos daudzumos. Tie ir daļa no zemes garozas, ir daļa no atmosfēras, hidrosfēras, atrodas Visumā un dzīvos organismos. Kosmosā visizplatītākie ir ūdeņradis un hēlijs.
Zemē situācija ir pavisam citāda. Vissvarīgākās zemes garozas sastāvdaļas ir skābeklis un silīcijs. Tie veido vairāk nekā 75% no tā masas. Bet vismazākais daudzums ir uz jodu un bromu.
Jūras ūdens sastāvā skābeklis veido 85,80%, bet ūdeņradis - 10,67%. Tā sastāvā ietilpst arī hlors, sērs, bors, broms, ogleklis,fluors un silīcijs. Atmosfēras sastāvā dominē slāpeklis (78%) un skābeklis (21%).
Nemetāli, piemēram, ogleklis, ūdeņradis, fosfors, sērs, skābeklis un slāpeklis, ir svarīgas organiskas vielas. Tie atbalsta visu dzīvo būtņu, tostarp cilvēku, dzīvībai svarīgo darbību uz mūsu planētas.
