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非金属与典型类金属元素


实验室k / 2019-04-30

       在一百多种化学元素中,非金属元素只有二十多种,数量并不多,可是涉及的面却极广。因为它们除了以单质形态存在以外,还同金属元素生成化合物,被此之间也生成许多化合物,如氢化物、氧化物、卤化物、硫化物和多种多样的含氧酸盐等。它们的单质、氢化物、含氧酸及其盐的一些规律性无疑地是它们结构的反映,或者是用热力学等理论概括出来的。认识这些规律性有助于加深理解、记忆并便于运用所学的知识。但是我们决不能指望用几条规律去解释一切问题。因为事物是复杂的,至今还有许多问题未被我们所认识。运用时不能牵强附会而要实事求是。

       非金属单质大都是由2或2个以上的原子以共价键相结合的,分子中的键既有饱和性又有方向性。分子中的共价数服从8-N规律,对于氢则为2-N(N代表非金属元素在周期表中的族数)。例如:

       第ⅦA族,卤素原子结合为分子的共价数为8-7=1;

       第ⅥA族,氧族元素的共价数为8-6=2;

       第ⅤA族,氮族元素的共价数为8-5=3;

       第ⅣA族,碳族元素的共价数为8-4=4。

       共价数为1的卤素单质为双原子分子。共价数在2和2以上的情况则较复杂,其中处于第二周期的氧、氮除形成σ键以外,还能形成p-pπ键,所以它们的单质为多重键的双原子分子。而第三及三后周期的元素只能形成σ单键,如P4、S8都是多原子分子。

       所以总的说来,非金属单质结构可分成三类:(1)小分子物质:包括单原子分子的稀有气体,双原子分子的卤素、氧、氮、氢。它们的固体为分子型晶体,熔点、沸点都很低,在常温常压下为气体。(2)多原子分子物质:如S8、P4、AS4等。在通常情况下,它们是固体,属分子型晶体,熔点、沸点也不高,但比第一类物质的高,容易挥发。(3)大分子物质:如金刚石、晶态硅、晶态硼,均为原子型晶体。熔点、沸点都很高,通常状况下为固体。

       分子晶型的物质,在通常状况下不是气体,就是易挥发的固体;原子晶型的物质一般为熔点高的固体。

       周期系中哪些元素为典型的类金属?它们在周期表中的位置?它们同典型金属和非金属有什么异同点?

       典型类金属有硼、硅、锗、砷、碲,它们在周期表中位于右上角,金属与非金属的分界斜线上。它们有介于金属和非金属之间的性质。

       一般说来,金属具有金属光泽,有延展性,能导电和传热,且导电性随温度升高而减小。它们的氧化物的水合物为碱,与酸作用生成盐。非金属的晶体脆易裂,不导电,氧化物的水合物为酸,与碱作用生成盐。而Ge、As等也有金属光泽,但脆性大于金属,为半导体,导电性小且随温度升高而增大。它们的氧化物或氧化物的水合物大都为两性,与酸、碱作用都生成盐。它们都有分子型氢化物,但这些氢化物不及典型非金属元素的氢化物稳定。


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