NEMFÉMEK: ELŐZMÉNYEK, TULAJDONSÁGOK, CSOPORTOK, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A nemfémek olyan elemek csoportja, amelyek a periódusos rendszer jobb oldalán helyezkednek el, kivéve a hidrogént, amely az alkálifémekkel az 1. (IA) csoportba tartozik. Ha meg szeretné tudni, hogy mi azok, meg kell nézni a p blokk jobb felső sarkát.

A nemfémes atomok viszonylag kicsik és külső elektronikus héjukban nagyszámú elektron található. A nemfém elemek közé tartoznak szilárd anyagok, folyadékok és gázok; Noha többségük gáznemű állapotban van, sok közülük gazdagítja a légkört.

Nemfémes elemek barna színben

A nemfémek jó része minden élőlényben jelen van vegyületek és makromolekulák formájában. Például: szén, oxigén és hidrogén jelen vannak minden fehérjében, lipidben, szénhidrátban és nukleinsavban.

A foszfor minden nukleinsavban, valamint néhány szénhidrátban és lipidben jelen van. A kén sok fehérjében megtalálható. A nitrogén az összes nukleinsav és fehérje része.

Másrészt a föld alatti, metángázok és nyersolaj szinte teljes egészében nemfém elemekből állnak. Valójában a szénhidrogének (szén és hidrogén) képet adnak arról, hogy a nem fémek mennyire bőségesek annak ellenére, hogy a periódusos rendszerben alacsonyabb az elemek száma.

Történelem

Az ókorok óta (ie 3750-ben) az egyiptomiak szént használtak ásványaikban lévő réz, például a korvellit és a malachit csökkentésére.

1669-ben Hennin Brandnek sikerült elkülöníteni a foszfort a gyűjtött vizeletből. Henry Cavendishnek (1776) sikerült azonosítania a hidrogént, bár számos kutató, köztük Robert Boyle (1670), hidrogént állított elő egy erõs sav és egy fém reakciójával.

Carl Scheele oxigént termelt a higany-oxid nitrátokkal történő melegítésével (1771). Curtoisnak sikerült elkülöníteni a jódot, miközben megkísérelte előkészíteni a sósziromot a tengeri moszatból (1811). Balard és Gmelin bróm (1825).

1868-ban Janssen és Lockger egymástól függetlenül fedezték fel a héliumot egy sárga vonal megfigyelésével a napfény spektrumának tanulmányozása során, amely nem tartozott egy másik elemhez. Moissannak sikerült izolálni a fluort (1886).

1894-ben Lord Rayleigh és Ramsey felfedezte az argont az nitrogén tulajdonságainak tanulmányozásával. Ramsay és Travers (1898) kriptoint, neont és xenont választottak el folyékony argonból levegő kriogén desztillációjával.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A kén az egyik legreprezentatívabb nemfémes elem. Forrás: Ben Mills a Wikipedia útján.

Fizikai

A nemfémek néhány fizikai tulajdonsága a következő:

- Kis villamos vezetőképességgel bírnak, kivéve a grafit formájú szénet, amely jó villamos vezető.

- Megjelenhetnek szilárd anyagok, folyadékok vagy gázok fizikai megjelenése alatt.

- Kevés hővezető képességgel bírnak, kivéve a gyémánt alakú szént, amely nem visel hőszigetelőt.

- Enyhén fényesek, ellentétben a fémek fémes csillogásával.

-A nemfém szilárd anyagok törékenyek, tehát nem alakíthatók vagy alakíthatóak.

-Nem alacsony az olvadáspontja és a forráspontja.

- Különböző kristályszerkezetük lehet. Így a foszfor, az oxigén és a fluor köbméter kristályszerkezettel rendelkezik; hidrogén, szén és nitrogén, hatszögletű; és kén, klór, bróm és jód, ortorombikus.

Kémia

A nemfémeket jellemzi magas ionizációs energia és nagy elektronegativitási érték. Például a fluornak van a legnagyobb elektronegativitása (3,98), mivel ez a nemfémek legreagálóbb eleme.

Meglepő módon a nemesgáz (hélium) (5.5) és a neon (4.84) ​​a legnagyobb elektronegativitással rendelkezik. Kémiai szempontból semlegesek, mivel a külső elektronikus héjak tele vannak.

A nem fémek ionos vegyületeket képeznek a fémekkel, és a kovalens a nem fémekkel.

Nemfémes elemek találhatók kovalens kötésekkel összekapcsolt diatómás molekulákban. Eközben a nemesgázok atomi atomok formájában vannak.

Savas oxidokat képeznek, amelyek a vízzel reagálva savakat képeznek.

Nem fémes csoportok és elemek

1. csoport

Hidrogénből, színtelen és szagtalan, diatómgázból áll. Oxidációs állapot +1. Alacsonyabb sűrűségű, mint a levegő. Szilárd állapotban hatszögletű kristályszerkezettel rendelkezik. A hidrogén nem nagyon reaktív.

14. csoport

A szén az egyetlen nem fém ebben a csoportban. A grafit formájú szén fényes szilárd anyag, hatszögletű kristályszerkezettel. Magas elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Leggyakoribb oxidációs állapota +2 és +4.

15. csoport

Nitrogén

Színtelen és szagtalan gáz. Ez egy kissé reaktív elem és kissé sűrűbb, mint a levegő. Leggyakoribb oxidációs állapotok: -3 és +5. Diatomikus molekulákat képez, N ₂.

mérkőzés

Szilárd, színe lehet fehér, sárga vagy fekete. Kis reaktív. Orthorombikus kristályszerkezet. Elektronegativitás 2.1. Leggyakoribb oxidációs állapotok: -3 és +5.

16. csoport

Oxigén

Színtelen vagy halványkék gáz, szagtalan. Általában nem reaktív. Kocka kristályszerkezet. Szigetelőanyag és erős oxidálószer. Elektronegativitás 3.5. Oxidációs állapot -2

Kén

Világos sárga, törékeny, közepesen reakcióképes szilárd anyag. Orthorombikus kristályszerkezet. Kovalens kötéseket képez. Elektronegativitás 2.5. A leggyakoribb oxidációs állapotok: -2, +2, +4 és +6.

Szelén

Szürke vagy vöröses-fekete szilárd anyag. A szürke szelén fényérzékeny elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Puha és törékeny szilárd anyag. Elektronegativitás 2.4. Oxidációs állapotok: -2, +2, +4 és +6.

17. csoport

Fluor

Halványsárga gáz, nagyon mérgező. Nagyon reaktív elem. Diatomikus molekulákként fordul elő, F ₂. Szilárd állapotban köbös alakban kristályosodik. Elektronegativitás 3,98. Oxidációs állapotok -1.

Klór

Zöld-sárga gáz. Diatómás molekulákat mutat, Cl ₂. Nagyon reaktív. Szilárd állapotban a kristályszerkezet ortorombás. Elektronegativitás 3.0. Oxidációs állapotok: - 1, +1, +3, +5, +7.

Bróm

Vörösbarna folyadék. Elektronegativitás 2.8. Oxidációs állapotok -1, +1, +3, +5 és +7.

Jód

Fekete színű szilárd anyag, amely szublimálva lila gőzt bocsát ki. Orthorombikus kristályszerkezet. A fém-jodidok ionosak. Elektronegativitás 2.5. Oxidációs állapotok: -1, +1, +3, +5 és +7.

Astatus

Ez egy szilárd fekete. Kocka kristályszerkezet az arca középpontjában. Elektronegativitás 2.2. Gyenge oxidálószer.

18. csoport

Hélium

Magas hővezető képességgel rendelkezik. Elektronegativitás 5.5. Kémiai szempontból semleges és nem gyúlékony. Alacsony sűrűség és nagy folyékonyság.

Neon

Magas hűtőteljesítmény folyékony állapotban. Elektronegativitás 4,84. Ez a nemesgázok közül a legkevésbé reaktív.

Argon

Sűrűbb, mint a levegő. Kémiailag semleges. Elektronegativitás 3.2.

Kripton

Elektronegativitás 2.94. Fluorral reagálva kripton difluoridot (KrF ₂) képezhet.

Xenon

Átlép a vér-agy gáton. Világítással reagál az elektromos áramra. Elektronegativitás 2.2. Fluort, aranyat és oxigént képez komplexeket képez.

Radon

Ez egy radioaktív elem. Elektronegativitás 2.06. Ez képezi a vegyületek fluorral (RNF ₂) és oxigénnel (RNO ₃).

Alkalmazások

Hidrogén

A rakéta meghajtásában és a hidrogént használó gépjármű-motorok üzemanyagában használják. Az ammónia (NH ₃) szintézisében és a zsírok hidrogénezésében használják.

Szén

A grafitot olyan ceruzák és nagy szilárdságú szálak gyártására használják, amelyeket sportcikkek gyártásához használnak. A gyémánt nagy értékű drágakőként és csiszolóanyag-furatokban használatos. A szén-dioxidot használják a szénsavas italok előállításához.

Nitrogén

Az ammónia, salétromsav és karbamid előállításához használják. A nitrogén nélkülözhetetlen elem a növények számára, és műtrágyák előállításához használják.

mérkőzés

A fehér foszfort rágcsáló és rovarirtó szerekként, valamint a tűzijátékiparban használják. A vörös foszfort használják gyufákhoz. Vegyületeit műtrágyák előállításához is használják.

Oxigén

Az oxigént acél, műanyag és textilgyártásban használják. Használják továbbá rakétahajtóanyagokban, oxigénterápiában és légzéssegédben repülőgépekben, tengeralattjárókban és űrrepülésekben.

Kén

Nyersanyagként kénsav előállításához, fegyverporhoz és gumi vulkanizálásához használják. A szulfitokat fehérítésre és fungicid készítésére használják.

Szelén

A skarlátvörös árnyalatot az üveghez adják. Arra is felhasználják, hogy semlegesítsék a zöldes árnyalatot, amelyet az üveg vasvegyületekkel való szennyeződése okoz. Fotoelektromos cellákban használják, ajtókban és liftekben történő alkalmazásra.

Fluor

A fogkrémekhez adják, hogy megakadályozzák az üregeket. A teflon alapanyagaként hidrogén-fluoridot használnak. A monoatomikus fluort a félvezetők gyártásához használják.

Klór

Az extrakciós kohászatban és a szénhidrogének klórozásában használják különféle termékek, például PVC gyártására. A klórt a cellulózban és a textil fehérítőkben használják. Vízfertőtlenítőszerként is felhasználják.

Bróm

Használják ezüst-bromid fényérzékeny lencsék előállításához és fényképészeti filmkészítéshez, valamint a nyugtató nátrium-bromid és a dibrometán, a benzin kopogásgátló alkotóelemeinek előállításához.

Jód

Kálium-jodidot (KI) adagolunk a pajzsmirigy goiterének megakadályozására. A jód tinktúráját fertőtlenítő és csíraölő szerként használják. A jód a pajzsmirigyhormonok része.

Hélium

Meleg levegő léggömbök feltöltésére használják és oxigénnel keverik a mély víz légzéséhez. Semleges atmoszférában hegesztésre használják, és segít a kutatás során is nagyon alacsony hőmérséklet fenntartásában.

Neon

Üvegcsövekben, amelyeket villamosenergia hatására megvilágítanak (piros neonfények).

Argon

A légkört hegesztéshez és izzólámpa feltöltéséhez használják.

Xenon

A xenon és a kripton keverékét használják nagy intenzitású villanások készítéséhez rövid fényképészeti expozíció esetén.

Radon

Rákos daganatok sugárterápiás kezelésére alkalmazzák.

Irodalom

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
3. Mathews, CK, van Holde, KE és Ahern, KG (2002). Biokémia. Harmadik kiadás. Szerkesztése. Pearson-Addison Wesley
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. október 06.). Melyek a nem fémek tulajdonságai? Helyreállítva: gondolat.com
5. Wikipedia. (2019). Nonmetal. Helyreállítva: en.wikipedia.org
6. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2016. április 5.). Nonmetal. Encyclopædia Britannica. Helyreállítva: britannica.com
7. José M. Gavira Vallejo. (2016. január 27.) Melyek a poligén elemek? És mi van az ikozagénekkel, kristálygénekkel, kalkogénekkel…? Helyreállítva: triplenlace.com