Minden kémiai elem feltételesen felosztható nemfémekre és fémekre. Tudod, miben különböznek egymástól? Hogyan határozzuk meg helyzetüket a kémiai elemek táblázatában? Ezekre és más kérdésekre választ talál cikkünkben.
Nem fémek és fémek helyzete: periódusos rendszer
Külső jelek és fizikai tulajdonságok alapján nem mindig lehet kideríteni, hogy egy kémiai elem melyik csoportba tartozik. A fémek és nemfémek tulajdonságait a periódusos rendszerben elfogl alt helyük alapján határozhatjuk meg.
Ehhez vizuálisan meg kell rajzolnia egy átlót a bórtól az asztatinig, 5 és 85 szám között. A jobb felső sarokban túlnyomórészt nem fémek lesznek. Kisebbségük van a táblázatban, mindössze 22 elem. A fémek a periódusos rendszer jobb oldalán, felül találhatók - főleg az I., II. és III. csoportban.
Energiaszint
A nemfémek és a fémek közötti különbségek kezdetben az atomjaik szerkezetéből fakadnak. Kezdjük a külső energiaszint elektronjainak számával. A fématomok esetében ez egytől háromig változik. Általában őknagy sugarúak, így a fématomok meglehetősen könnyen adnak át külső elektronokat, mivel erős redukáló tulajdonságokkal rendelkeznek.
A nemfémeknek több elektronja van a külső szinten. Ez magyarázza oxidatív aktivitásukat. A nem fémek hiányzó elektronokat adnak hozzá, teljesen kitöltve az energiaszintet. A legerősebb oxidáló tulajdonságokat a VI-VII. csoport második és harmadik periódusának nemfémei mutatják.
Egy töltött energiaszint 8 elektront tartalmaz. Az I vegyértékű halogének a legnagyobb oxidáló képességgel rendelkeznek, köztük a fluor a vezető, mivel ennek az elemnek nincs szabad pályája.
Fémek és nemfémek szerkezete: kristályrácsok
Az anyagok fizikai tulajdonságait az elemi részecskék elrendezése határozza meg. Ha feltételesen összekapcsolja őket képzeletbeli vonalakkal, akkor egy kristályrácsnak nevezett szerkezetet kapunk. Csomópontjai különböző szerkezeteket tartalmazhatnak: atomok, molekulák vagy töltött részecskék - ionok.
Egyes nemfémekben atomi kristályrács képződik, melynek részecskéit kovalens kötés köti össze. Az ilyen szerkezetű anyagok szilárdak és nem illékonyak. Például foszfor, szilícium és grafit.
A molekuláris kristályrácsban az elemi részecskék közötti kötés gyengébb. Az ilyen nemfémek általában folyékony vagy gáz halmazállapotúak, de bizonyos esetekben szilárd, alacsony olvadáspontú nemfémek.
Bármely fémmintában egyes atomok elveszítik külsejételektronok. Ugyanakkor pozitív töltésű részecskékké - kationokká - alakulnak. Ez utóbbiak rekombinálódnak az elektronokkal, semleges töltésű részecskéket képezve – a kationok, elektronok és atomok egyszerre helyezkednek el a fémrácsban.
Fizikai tulajdonságok
Kezdjük az összesítés állapotával. Hagyományosan elfogadott, hogy minden fém szilárd halmazállapotú. Az egyetlen kivétel a higany, egy viszkózus, ezüstös folyadék. Gőzei szennyező anyagok – mérgező anyag, amely a szervezet mérgezését okozza.
További jellemző a fémes csillogás, ami azzal magyarázható, hogy a fém felülete visszaveri a fénysugarakat. Egy másik fontos tulajdonság az elektromos és hővezető képesség. Ez a tulajdonság a fémrácsokban lévő szabad elektronok jelenlétének köszönhető, amelyek elektromos térben elkezdenek egy irányba mozogni. A higany vezeti a legjobban a hőt és az áramot, az ezüstnek a legalacsonyabb a teljesítménye.
A fémkötés alakíthatóságot és hajlékonyságot okoz. Ezen mutatók szerint az arany a vezető, amiből emberi hajszál vastagságú lapot is ki lehet sodorni.
A fémek és a nemfémek fizikai tulajdonságai leggyakrabban ellentétesek. Tehát az utóbbiakat alacsony elektromos és hővezető képesség, valamint fémes csillogás hiánya jellemzi. Normál körülmények között a nemfémek gáz- vagy folyékony halmazállapotúak, a szilárd anyagok pedig mindig törékenyek és olvadékonyak, ami a nemfémek molekulaszerkezetével magyarázható. A gyémánt, a vörös foszfor és a szilícium tűzálló ésnem illékony, ezek nem molekuláris szerkezetű anyagok.
Mik azok a félfémek
A fémek és nemfémek közötti periódusos rendszerben számos kémiai elem van, amelyek köztes helyet foglalnak el. Ezeket félfémeknek nevezik. A félfémek atomjait kovalens kémiai kötéssel kapcsolják össze.
Ezek az anyagok a fémek és a nemfémek tulajdonságait egyesítik. Például az antimon egy ezüstös-fehér kristályos anyag, és savakkal reagálva sókat képez, amelyek jellegzetes fémes tulajdonságokkal rendelkeznek. Másrészt az antimon egy nagyon törékeny anyag, amelyet nem lehet hamisítani, sőt kézzel is összetörhető.
Tehát a tipikus nemfémek és fémek ellentétes tulajdonságokkal rendelkeznek, de a felosztás meglehetősen önkényes, mivel számos anyag kombinálja mindkét tulajdonságot.
