非金属单质有哪些 非金属单质有多少种

非金属单质有哪些 非金属单质有多少种,第1张

非金属单质有22种,如下:

非金属单质占了22种。在周期表中,除氢以外,其它非金属元素都排在表的右侧和上侧,属于p区。包括氢、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氩、氪、氙、氡。

非金属单质是由同种非金属元素形成的纯净物。常见非金属单质有Cl 2 、Br 2 、I 2 、O 2 、S、N 2 、P 4 、H 2 、C、Si。

非金属单质一般以共价键结合成分子。常温下,很多非金属单质都以双原子分子形式存在,如氢气、氧气等。一些元素还可形成多原子的分子,如臭氧(O 3 )、足球烯(C 60 )等。能形成原子晶体的单质在常温下都是固态,而且较硬,如钻石等。

非金属单质是由同种非金属元素形成的纯净物。非金属单质是单质的一种类别。非金属元素是元素的一大类,在所有的一百多种化学元素中,非金属占了22种.在周期表中,除氢以外,其它非金属元素都排在表的右侧和上侧,属于p区.包括氢、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氩、氪、氙、氡。

非金属从状态上,在常温下可以分为固液气三种状态,例如:气态:氧气、氯气、氢气等液态:溴等固态:碘单质、石墨碳、硫磺等。

非金属单质的通性

1.概述

(1) 位置及其原子结构

位置:位于元素周期表的右上角。把6种稀有气体除外,一般所指的非金属元素就只有16种。

原子结构:最外层电子数较多,原子半径较小,化学反应中容易结合电子,显示负化合价。

(2) 单质的晶体类型

分子晶体:H2、X2、O2、O3、S8、N2、P4、稀有气体。

原子晶体:金刚石、Si、B。

(3) 单质的同素异形体

氧族、卤族及氮没有同素异形体。

由同种原子组成的晶体,晶格不同,形成不同的单质。如金刚石和石墨。

由同种原子组成的分子,其原子个数不同,形成不同的单质。如O2、O3。

由同种原子组成的分子,其晶格不同,原子个数也不同而形成不同的单质。如白磷和红磷。

2.单质的物理性质

(1) 常温常压下非金属单质的状态

属于分子晶体的,在同类单质中分子量较小(范氏力较小)为气态(F2、Cl2、O2、N2、H2),较大的为液态(Br2),固态(S、P、I2)。

属于原子晶体的是固态(金刚石、硅、硼)。

(2) 单质的熔、沸点

属于分子晶体的由于分子间力较小,故熔、沸点较低。具有相似结构的同类晶体中,一般是分子量越大,其熔、沸点较高。

属于原子晶体的由于共价键的键能大,牢固,所以熔点很高,如金刚石,硬度大。

(3) 水溶性

氟能与水剧烈反应生成HF和O2;氯能溶于水(歧化反应),难溶于饱和食盐水;其它单质的水溶性都很小。

(4) 非金属单质呈固态时有热脆性,可能透明或半透明。

比重较小,无金属光泽((石墨例外)。导电、导热性差。

3.非金属单质的化学性质

(1) 化学惰性:稀有气体;

强氧化性:F2、Cl2、Br2、O2;

以还原性为主:H2、C、Si、B、P、As。

(2) 典型的非金属较易跟金属化合,一般形成离子键,非金属元素得电子,呈负价。

(3) 典型的非金属能跟氢气以极性共价键化合生成气态氢化物(ⅣA—ⅦA),共用电子对偏向非金属元素,非金属元素显负价。

(4) 不同非金属间通过极性键形成化合物,共用电子对偏向吸电子能力强的非金属。

(5) 非金属氧化物一般为酸性氧化物,其对应的水化物是酸,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,则其元素的非金属性也越强。

具体化学性质是:

(1) 与金属反应

绝大多数非金属能与金属直接化合生成盐、氧化物、氮化物和碳化物。反应的难易是:强强易,弱弱难。典型的金属与典型的非金属化合形成离子化合物。

2Na+Cl2=2NaCl

3Fe+2O2 →Fe3O4

3Mg+N2→Mg3N2

金属活动顺序表里的金属都能与F2、Cl2反应,除Ag、Pt、Au外都能与Br2、I2反应,除Pt、Au外都能与S反应,以上均生成无氧酸盐。

注意:2Na+S=Na2S,Hg+S=HgS较易。

(2) 与非金属反应

① 与H2反应生成气态氢化物(以极性键形成气态氢化物,水是液态)。反应的难易是:强易弱难,强稳定。

即使在温度

H2+Cl2→2HCl

非金属气态氢化物大多具有还原性,其规律是:强者弱。

② 与O2反应生成非金属氧化物,除NO、CO外,皆为成盐氧化物。反应规律是强难弱易,卤素不与氧气直接化合,具有强还原性的非金属与氧气反应容易。大多数非金属氧化物是酸性氧化物,其最高氧化物中除CO2为气体外,其余皆为固体。

S+O2=2SO2 4P+5O2=2P2O5

非金属单质形成氧化物的由易到难的程度:P、S、C、Si、N、I、Br、Cl。

40℃左右白磷燃烧,300℃左右煤(C)着火。C、Si可在空气中烧尽,N2在2000℃左右才和氧气化合。I2、Br2、Cl2不与氧气直接化合。

③ 与其它非金属反应

2P+3Cl2=2PCl3

2P+5Cl2=2PCl5

Si+2F2=SiF4

C+2S→CS2

(3) 与水反应

2F2+2H2O=4HF+O2­(置换)

Cl2+H2O=HCl+HClO(Br2、I2相同)(歧化)

C+H2O(g)→CO+H2 (水煤气)

(4) 与碱溶液反应

X2+2NaOH(稀)=NaX+NaXO+H2O(注意:F2例外)

3X2+6NaOH(浓)=5NaX+NaXO3+3H2O(注意:F2例外)

3S+6KOH(浓)=2K2S+K2SO3+3H2O

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2­

P4+3NaOH+3H2O→3NaH2PO2+PH3­

(5) 与氧化性酸反应

不太活泼的非金属C、S、P、I2等具有较强还原性,可被硝酸和浓硫酸等强氧化性酸氧化。

C+2H2SO4(浓)→CO2­+2SO2­+2H2O

C+4HNO3(浓)→CO2­+4NO2­+2H2O

S+2H2SO4(浓)→3SO2­+2H2O

S+6HNO3(浓)→H2SO4+6NO2­+2H2O

P+5HNO3(浓)→H3PO4+5NO2­+H2O

3P(白磷)+5HNO3(稀)+2H2O=3H3PO4+5NO­

I2+10HNO3(浓)=2HIO3+10 NO2­+4H2O

(6) 与氧化物反应

① 与金属氧化物反应(具有还原性的非金属与具有氧化性的金属氧化物发生氧化还原反应。)

C+2CuO→CO2↑+2Cu

C+FeO→CO↑+Fe

Si+2FeO→SiO2+2Fe

H2+CuOH2→O↑+Cu

Na2O+O2=Na2O2

② 与非金属氧化物反应

C+H2O→CO+H2

2C+SiO2 →2CO↑+Si

3C+SiO2→2CO↑+SiC

2F2+2H2O=4HF+O2­

C+CO2→2CO

2SO2+O2=2SO3

2NO+O2=2NO2

(7) 与无氧化酸及无氧酸盐反应

按非金属的活动顺序发生置换反应(强代弱)。

2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2

Br 2+2NaI=2NaBr+I2

Cl2+Na2S=2NaCl+S¯

2H2S+O2=2H2O+2S

2H2S+3O2→2H2O+2SO2

4.非金属单质的制备方法

(1) 氧化阴离子法

电解法(可制取Cl2、F2、O2等)

2NaCl→2Na+Cl2

(电解KHF2,Cu作容器、阴极,石墨作阳极,2KHF2 2KF+H2­+F2­)

用强氧化剂氧化

2KMnO4(浓)+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+Cl2­+8H2O

4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2­+2H2O

2NaI+Cl2=2NaCl+I2H2S+Br2=2HBr+S¯

(2) 氧化负价原子(热分解法)

2KMnO4→KMnO4+MnO2+O2­

2H2S+O2(不足)→2S+2H2O

CH4+O2→(不足)C+2H2O

(3) 还原正价元素:用强还原剂将不太活泼的非金属从它们的化合物中还原出来,这种反应需要在高温下进行。

SiCl4+2H2→Si+4HCl­

B2O3+3H2→2B+3H2O

P2O5+C→2P+5CO

2C+SiO2→2CO↑+Si

2Mg+SiO2→2MgO+Si

Zn+2HCl=ZnCl2+H2­

其它:

NH4Cl+NaNO2→NaCl+2H2O+N2­

­+2H2O

S+6HNO3(浓)→H2SO4+6NO2­+2H2O

P+5HNO3(浓)→H3PO4+5NO2­+H2O

3P(白磷)+5HNO3(稀)+2H2O=3H3PO4+5NO­

I2+10HNO3(浓)=2HIO3+10 NO2­+4H2O

(6) 与氧化物反应

① 与金属氧化物反应(具有还原性的非金属与具有氧化性的金属氧化物发生氧化还原反应。)

C+2CuO→CO2↑+2Cu

C+FeO→CO↑+Fe

Si+2FeO→SiO2+2Fe

H2+CuOH2→O↑+Cu

Na2O+O2=Na2O2

② 与非金属氧化物反应

C+H2O→CO+H2

2C+SiO2 →2CO↑+Si

3C+SiO2→2CO↑+SiC

2F2+2H2O=4HF+O2­

C+CO2→2CO

2SO2+O2=2SO3

2NO+O2=2NO2

(7) 与无氧化酸及无氧酸盐反应

按非金属的活动顺序发生置换反应(强代弱)。

2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2

Br 2+2NaI=2NaBr+I2

Cl2+Na2S=2NaCl+S¯

2H2S+O2=2H2O+2S

2H2S+3O2→2H2O+2SO2

4.非金属单质的制备方法

(1) 氧化阴离子法

电解法(可制取Cl2、F2、O2等)

2NaCl→2Na+Cl2

用强氧化剂氧化

2KMnO4(浓)+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+Cl2­+8H2O

4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2­+2H2O

2NaI+Cl2=2NaCl+I2H2S+Br2=2HBr+S¯

(2) 氧化负价原子(热分解法)

2KMnO4→KMnO4+MnO2+O2­

2H2S+O2(不足)→2S+2H2O

CH4+O2→(不足)C+2H2O

(3) 还原正价元素:用强还原剂将不太活泼的非金属从它们的化合物中还原出来,这种反应需要在高温下进行。

SiCl4+2H2→Si+4HCl­

B2O3+3H2→2B+3H2O

P2O5+C→2P+5CO

2C+SiO2→2CO↑+Si

2Mg+SiO2→2MgO+Si

Zn+2HCl=ZnCl2+H2­

其它:

NH4Cl+NaNO2→NaCl+2H2O+N2

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