Какой неметалл проявляет в реакциях только окислительные свойства

Атомы неметаллов, а также простые вещества, образованные неметаллами, могут проявлять, как окислительные, так и восстановительные свойства – всё зависит от того, с какими веществами неметаллы вступают в реакцию.

Окислительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:

с металлами:
- Подгруппа углерода (IV):
  - Общая схема реакций:
    Me+C → карбиды;
    Me+Si → силициды
  - Примеры:
    4Al0+3C0=Al4+3C3-4
- Подгруппа азота (V):
  - Общая схема реакций:
    Me+N → нитриды;
    Me+P → фосфиды
  - Примеры:
    2Al0+N20=2Al+3N-3
- Халькогены(VI):
  - Общая схема реакций:
    Me+O2 → оксиды;
    Me+S → сульфиды
    Me+Se → селениды;
    Me+Te → теллуриды
  - Примеры:
    4Al0+3O20=2Al2+3O3-2
- Галогены (VII):
  - Общая схема реакций:
    Me+F2 → фториды;
    Me+Cl2 → хлориды
    Me+Br2 → бромиды;
    Me+I2 → йодиды
  - Примеры:
    2Al0+3F20=2Al+3F3-1
с водородом с образованием летучих водородных соединений:
H20+S0 ↔ H2+1S-2 – сероводород
H20+Cl20 ↔ 2H+1Cl-1 – хлороводород
3H20+N20 ↔ 2N-3H3+1 – аммиак
с другими неметаллами, у которых более низкая электроотрицательность (см. таблицу электроотрицательности) – фтор самый сильный окислитель из всех неметаллов, т.к. имеет самую высокую электроотрицательность:
2P0+5S0=P2+5S5-2
H20+F20=2H+1F-1
с некоторыми сложными веществами:
- кислород при взаимодействии со сложными веществами выступает в роли окислителя:
  C-4H4+2O20 → C+4O2-2+2H2O-2;
  2S+4O2+O20 → 2S+6O3-2
- хлор окисляет хлорид железа (II в III):
  2Fe+2Cl2-1+Cl20 = 2Fe+3Cl3-1
- хлор вытесняет йод в свободном виде из раствора йодида калия:
  2K+1I-1+Cl20 = K+1Cl-1+I20
- реакция галогенирования метана:
  C-4H4+Cl20 → C-2H3Cl-1+HCl-1

Восстановительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:

по отношению к фтору все неметаллы проявляют восстановительные свойства;
все неметаллы, кроме фтора, являются восстановителями при реакции с кислородом, образуя оксиды неметаллов:
S0+O20 → S+4O2-2
N20+O20 → 2N+2O-2
C0+O20 → C+4O2-2
многие неметаллы выступают в роли восстановителя в реакциях со сложными веществами-окислителями:
H20+Cu+2O → Cu0+H2+1O
6P0+5KCl+5O3 → 5KCl-1+3P2+5O5
C0+4HN+5O3 → C+4O2↑+4N+4O2+2H2O

В некоторых реакциях один и тот же неметалл выступает и в роли окислителя, и в роли восстановителя – такие реакции носят название диспропорционирования:

Cl20+H2O ↔ HCl-1+HCl+1O
3S0+6NaOH = 2Na2S-2+Na2S+4O3+3H2O
3Cl20+6KOH = 5KCl-1+KCl+5O3+3H2O

Оксиды неметаллов

несолеобразующие оксиды: SiO, N2O, NO, CO;
солеобразующие оксиды (кислотные оксиды) – все остальные оксиды неметаллов:
- газы: SO2, CO2, NO2 и др.;
- жидкости: SO3, N2O3 и др.;
- твердые в-ва: P2O5, SiO2 (единственный расвторимый в воде кислотный оксид).

Кислотные оксиды являются ангидридами кислот, например, P2O5 является ангидридом кислоты H3PO4.

При растворении в воде кислотных оксидов образуются гидроксиды, являющиеся кислотами:

N2+5O5+H2O = 2HN+5O3

В случае, если неметалл образует несколько кислородсодержащих кислот, то с увеличением степени окисления неметалла увеличивается и сила кислоты:

H2S+4O3
H2S+6O4
Вторая кислота более сильная

Водородные соединения неметаллов

Группы	IV	V	VI	VII
Общие формулы водородных соед-й	ЭН4	ЭН3	ЭН2	ЭН
2 период	CH4 метан	NH3 аммиак	H2O вода	HF фторо- водород
3 период	SiH4 силан	PH3 фосфин	H2S серо- водород	HCl хлоро- водород
4 период		AsH3 арсин	H2Se селено- водород	HBr бромо- водород
5 период			H2Te теллуро- водород	HI йодо- водород

Все водородные соединения неметаллов образованы ковалентными связями, имеют молекулярное строение и являются газами при н.у. (за исключением воды).

Кислотные свойства водородных соединений, образованных неметаллами, в одном периоде увеличиваются с возрастанием группы неметалла (HCl более сильная кислота, чем PH3). Это обстоятельство объясняется увеличением полярности связи неметалл-водород.

Если брать кислотно-основные свойства в группах, то, кислотные свойства будут увеличиваться с увеличением периода – HF является самой слабой кислотой в VII группе, а HI – самой сильной. Это обстоятельство объясняется снижением прочности связи неметалл-водород по причине ее удлинения.

В заключение осталось сказать как ведут себя водородные соединения неметаллов в реакциях с водой:

Метан и силан плохо растворяются в воде;
Аммиак и фосфин, взаимодействуя с водой, образуют гидроксид аммония и гидроксид фосфония, являющиеся слабыми основаниями;
Сероводород, селеноводород, теллуроводород и все галогеноводороды (от фтороводорода до йодоводорода) – образуют кислоты той же формулы, что и сами водородные соединения.

И последнее – водородные соединения неметаллов в окислительно-восстановительных реакциях всегда являются восстановителями, поскольку здесь неметаллы имеют низшую степень окисления.

См. далее: Физические свойства неметаллов.

Источник

В химических реакциях неметаллы могут проявить себя и как восстановители, и как окислители. Из общих химических свойств неметаллов отметим их способность взаимодействовать с металлами, с водородом и кислородом.

Взаимодействие неметаллов с металлами

В реакциях с металлами неметаллы проявляют себя как окислители.

А. Особенно активно с металлами взаимодействуют галогены. В результате реакций соединения образуются соли — галогениды.

Например, при взаимодействии алюминия с иодом образуется иодид алюминия AlI3 :

2Al0+3I20&xrarr;H2O2Al+3I3−1.

Вода в этой химической реакции является катализатором.

Видеофрагмент:

Взаимодействие алюминия с иодом

Железо активно реагирует с хлором, образуя хлорид железа((III)) FeCl3:

2Fe0+3Cl20&xrarr;to2Fe+3Cl3−1.

Видеофрагмент:

Взаимодействие железа с хлором

Б. Металлы реагируют с серой, образуя сульфиды.

Реакция соединения алюминия с серой начинается после того, как смесь веществ нагрели. Продуктом реакции является сульфид алюминия AlS32:

2Al0+3S0&xrarr;toAl2+3S3−2.

Видеофрагмент:

Взаимодействие алюминия с серой

Химическое взаимодействие между натрием и серой протекает при простом механическом смешивании. В результате образуется сульфид натрия NaS2:

2Na0+S0→Na2+1S−2.

Видеофрагмент:

Взаимодействие натрия с серой

Взаимодействие неметаллов с водородом

По сравнению с другими неметаллами водород имеет невысокую электроотрицательность. В силу этой причины в реакциях с другими неметаллами, как правило, данный химический элемент будет восстановителем, а другие неметаллы — окислителями.

В таких реакциях образуются летучие водородные соединения, состав молекул которых отвечает общей формуле RHx, где (R) — неметалл, а (х) — индекс, указывающий число атомов водорода в молекуле образовавшегося вещества. Этот индекс численно совпадает с валентностью неметалла, с которым водород соединяется.

Например, в реакции соединения водорода с хлором образуется газ хлороводород (HCl):

H20+Cl20&xrarr;to2H+1Cl−1.

Видеофрагмент:

Взаимодействие водорода с хлором

Взаимодействие водорода с азотом происходит при выcокой температуре и давлении. В промышленности для ускорения данного процесса используют катализатор. Продуктом взаимодействия этих двух неметаллических веществ является газ аммиак NH3:

N20+3H20&rlarr;to,p2N−3H3+1.

Взаимодействие неметаллов с кислородом

Кислород имеет высокую электроотрицательность, поэтому в реакциях с другими неметаллами он является окислителем, а другие неметаллы — восстановителями.

В результате соединения кислорода с другими неметаллами образуются оксиды.

Например, сера сгорает в кислороде, образуя сернистый газ или оксид серы((IV)) SO2:

S0+O20→S+4O2−2.

Фосфор энергично cгорает в кислороде ярким пламенем. В ходе реакции образуются белые клубы оксида фосфора((V)) PO52:

4P0+5O20→2P2+5O5−2.

Видеофрагмент:

Горение фосфора в кислороде

В то же самое время взаимодействие кислорода с химически малоактивным азотом протекает медленно и начинается только при очень высокой температуре. Продуктом реакции является газообразный оксид азота((II)) NO:

N20+O20&xrarr;to2N+2O−2.

Такая химическая реакция протекает в атмосфере при разряде молнии, а также в цилиндрах двигателей при сгорании топлива.

Источник

Химические элементы-неметаллы
Вы, очевидно, помните, что самой первой научной классификацией химических элементов было деление их на металлы и неметаллы. Эта классификация не потеряла своей значимости и в настоящее время.
Неметаллы – это химические элементы, для атомов которых характерна способность принимать электроны до завершения внешнего слоя благодаря наличию, как правило, на внешнем электронном слое четырех и более электронов и малому радиусу атомов по сравнению с атомами металлов.
Это определение оставляет в стороне элементы VIII группы главной подгруппы — инертные или благородные газы, атомы которых имеют завершенный внешний электронный слой. Электронная конфигурация атомов этих элементов такова, что их нельзя отнести ни к металлам, ни к неметаллам. Они являются теми объектами, которые в естественной системе четко разделяют элементы на металлы и неметаллы, занимая между ними пограничное положение. Инертные или благородные газы («благородство» выражается в инертности) иногда относят к неметаллам, но чисто формально, по физическим признакам. Эти вещества сохраняют газообразное состояние вплоть до очень низких температур.

Инертность в химическом отношении у этих элементов относительна. Для ксенона и криптона известны соединения с фтором и кислородом. Несомненно, в образовании этих соединений инертные газы выступали в роли восстановителей.

Из определения неметаллов следует, что для их атомов характерны высокие значения электроотрнцательности. Оиа изменяется в пределах от 2 до 4. Неметаллы – это элементы главных подгрупп, преимущественно р элементы, исключение составляет водород – s-элемент.
Все элементы-неметаллы (кроме водорода) занимают в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева верхний правый угол, образуя треугольник, вершиной которого является фтор.

Однако следует особо остановиться на двойственном положении водорода в Периодической системе: в I и VII группах главных подгрупп. Это не случайно. С одной стороны, атом водорода, подобно атомам щелочных металлов, имеет на внешнем (и единственном для него) электронном слое один электрон (электронная конфигурация 1s1), который он способен отдавать, проявляя свойства восстановителя.
В большинстве своих соединений водород, как и щелочные металлы, проявляет степень окисления +1, Но отдача электрона атомом водорода происходит труднее, чем у атомов щелочных металлов. С другой стороны, атому водорода, как и атомам галогенов, для завершения внешнего электронного слоя недостает одного электрона, поэтому атом водорода может принимать один электрон, проявляя свойства окислителя и характерную для галогена степень окисления -1 в гидридах — соединениях с металлами, подобных соединениям металлов с галогенами — галогенидам. Но присоединение одного электрона к атому водорода происходит труднее, чем у галогенов.

При обычных условиях водород Н2 — газ. Его молекула, подобно галогенам, двухатомна.

У атомов неметаллов преобладают окислительные свойства, то есть способность присоединять электроны. Эту способность характеризует значение электроотрицательности, которая закономерно изменяется в периодах и подгруппах (рис. 47).

Фтор – самый сильный окислитель, его атомы в химических реакциях не способны отдавать электроны, то есть проявлять восстановительные свойства.

Конфигурация внешнего электронного слоя

Другие неметаллы могут проявлять восстановительные свойства, хотя и в значительно более слабой степени по сравнению с металлами; в периодах и подгруппах их восстановительная способность изменяется в обратном порядке по сравнению с окислительной.

Источник

Химические
свойства неметаллов
В соответствии с численными
значениями относительных электроотрицательностей окислительные способности неметаллов
увеличивается в следующем порядке: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl,
O, F.
Неметаллы как окислители

Окислительные свойства неметаллов
проявляются при их взаимодействии:

·
с
металлами: 2Na + Cl2 = 2NaCl;

·
с
водородом: H2 + F2 = 2HF;

·
с
неметаллами, которые имеют более низкую электроотрицательность: 2Р + 5S = Р2S5;

·
с
некоторыми сложными веществами: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,

2FeCl2
+ Cl2 = 2 FeCl3.

Неметаллы как восстановители

1.
Все
неметаллы (кроме фтора) проявляют восстановительные свойства при взаимодействии
с кислородом:

S + O2
= SO2, 2H2 + O2 = 2H2О.

Кислород
в соединении с фтором может проявлять и положительную степень окисления,
т. е. являться восстановителем. Все остальные неметаллы проявляют
восстановительные свойства. Так, например, хлор непосредственно с кислородом не
соединяется, но косвенным путем можно получить его оксиды (Cl2O, ClO2,
Cl2O2), в которых хлор проявляет положительную степень
окисления. Азот при высокой температуре непосредственно соединяется с
кислородом и проявляет восстановительные свойства. Еще легче с кислородом
реагирует сера.

2.
Многие
неметаллы проявляют восстановительные свойства при взаимодействии со сложными
веществами:

ZnO + C = Zn + CO, S + 6HNO3 конц = H2SO4
+ 6NO2 + 2H2О.

3.
Существуют
и такие реакции, в которых один и тот же неметалл является одновременно и
окислителем и восстановителем:

Cl2
+ H2О = HCl + HClO.

4.
Фтор
― самый типичный неметалл, которому нехарактерны восстановительные свойства,
т. е. способность отдавать электроны в химических реакциях.

Соединения неметаллов

Неметаллы могут образовывать
соединения с разными внутримолекулярными связями.
Виды соединений неметаллов

Общие формулы водородных
соединений по группам периодической системы химических элементов приведены в таблицe:

I	II	III	IV	V	VI	VII
RH	RH2	RH3	RH4	RH3	H2R	HR
Нелетучие водородные соединения				Летучие водородные соединения

С металлами водород образует (за
некоторым исключением) нелетучие соединения, которые являются твердыми
веществами немолекулярного строения. Поэтому их температуры плавления
сравнительно высоки. С неметаллами водород образует летучие соединения
молекулярного строения (например, фтороводород HF, сероводород H2S,
аммиак NH3, метан CH4). В обычных условиях это газы или
летучие жидкости. При растворении в воде водородные соединения галогенов, серы,
селена и теллура образуют кислоты той же формулы, что и сами водородные
соединения: HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2Te.
При растворении в воде аммиака образуются аммиачная вода, обычно обозначаемая
формулой NH4OH и называемая гидроксидом аммония. Ее также обозначают
формулой NH3∙H2O и называют гидратом аммиака.
С кислородом неметаллы образуют
кислотные оксиды. В одних оксидах они проявляют максимальную степень окисления,
равную номеру группы (например, SO2, N2O5), а
других ― более низкую (например, SO2, N2O3).
Кислотным оксидам соответствуют кислоты, причем из двух кислородных кислот
одного неметалла сильнее та, в которой он проявляет более высокую степень
окисления. Например, азотная кислота HNO3 сильнее азотистой HNO2,
а серная кислота H2SO4 сильнее сернистой H2SO3.

Характеристики кислородных соединений неметаллов

1.
Свойства
высших оксидов (т. е. оксидов, в состав которых входит элемент данной
группы с высшей степенью окисления) в периодах слева направо постепенно
изменяются от основных к кислотным.

2.
В
группах сверху вниз кислотные свойства высших оксидов постепенно ослабевают. Об
этом можно судить по свойствам кислот, соответствующих этим оксидам.

3.
Возрастание
кислотных свойств высших оксидов соответствующих элементов в периодах слева
направо объясняется постепенным возрастанием положительного заряда ионов этих
элементов.

4.
В
главных подгруппах периодической системы химических элементов в направлении
сверху вниз кислотные свойства высших оксидов неметаллов уменьшаются.

Источник

1. Галогены

1) С кислородом из галогенов реагирует только фтор:

F2 + O2 → O2F2 (или OF2)

Cl2 + O2 → реакция не идет.

2) С водой реагируют все галогены, но по-разному: фтор окисляет воду, другие галогены диспропорционируют в ней:

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

Cl2 + H2O → HCl + HClO

3) Все галогены взаимодействуют с водородом:

H2 + F2 → 2HF

H2 + Cl2 → 2HCl

H2 + Br2 → 2HBr

4) Из солей галогены реагируют: 1) с галогенидами (если галоген в простом веществе является более сильным окислителем, чем галоген в соли) и 2) с сульфидами:

Cl2 + CaBr2 → CaCl2 + Br2

Cl2 + CaF2 → реакция не идет, так как Cl2 обладает менее выраженными окислительными свойствами, чем F2.

С сульфидами:

Br2 + Na2S → 2NaBr + S.

Если можем окислить металл:

Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

5) Все галогены реагируют с металлами:

3F2 + 2Fe → 2FeF3

3Br2 + 2Fe → 2FeBr3

Cl2 + Cu → CuCl2

Окислительный свойства йода выражены слабее, чем у других галогенов, поэтому с такими металлами, как Fe и Cu, он взаимодействует по-другому:

I2 + Fe → FeI2

I2 + 2Cu – > 2CuI

6) Галогены – сильные окислители, окисляют такие сложные вещества, как H2S, H2O2, NH3, SO2 и др:

Br2 + H2S → S + 2HBr

H2O2 + Cl2 → 2HCl + O2

3Cl2 + 8NH3 → N2 + 6NH4Cl

Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

7) Не реагируют с оксидами

8) Не реагируют с кислотами за исключением одной реакции (только I2 и только с концентрированной азотной кислотой):

10HNO3(конц.) + I2 → 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O (t)

9) Диспропорционируют в растворах щелочей:

2F2 + 2NaOH → OF2 + 2NaF + H2O (продукты этой реакции на ЕГЭ не проверяются, но необходимо знать, что реакция протекает)

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O (аналогично для Br2, I2)

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O (при нагревании, аналогично для Br2, I2).

2. Сера (желтое вещество, плавает на поверхности воды, не смачиваясь ею)

1) реагирует с кислородом:

S + O2 → SO2

2) Реагирует с водородом:

S + H2 <=> H2S

3) Реагирует с металлами

S + Fe → FeS (t)

2Na + S → Na2S

4) Реагирует со всеми неметаллами, кроме N2, I2 и благородных газов:

S + N2 → реакция не идет

S + I2 → реакция не идет

5S + 2P → P2S5

2S + C → CS2

S + 3F2 → SF6

S + Br2 → SBr2

5) Реагирует с кислотами-окислителями:

S + 6HNO3(конц.)&nbsp → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

S + 2HNO3(разб.) → H2SO4 + 2NO

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 + 2H2O (t)

3. Азот (прочная тройная связь)

Реагирует только с O2, H2, F2 (со фтором реакции на ЕГЭ не встречаются) и металлами.

1) Реагирует с кислородом (электрический разряд или 2000ºС)

N2 + O2 → 2NO

2) Реагирует с водородом (обратимая, экзотермическая реакция):

N2 + 3H2 <=> 2NH3

3) Реагирует с металлами с образованием нитридов (с Li без нагревания, с остальными – только при нагревании):

N2 + 2Al → 2AlN (t)

N2 + 3Mg → Mg3N2 (t)

4) Не реагирует с H2O, кислотами, оксидами, солями.

4. Фосфор

Основные аллотропные модификации: красный (атомная кристаллическая решетка) и белый (P4, молекулярная кристаллическая решетка). Белый фосфор – ядовитое вещество, самовоспламеняется на воздухе. Красный фосфор стабилен и ядовитым не является.

1) Реагирует с кислородом:

4P + 3O2 → 2P2O3 (недостаток O2)

4P + 5O2 → 2P2O5 (избыток O2)

2) Не реагирует с водородом:

P + H2 → реакция не идет.

3) Диспропорционирует в растворах щелочей:

P4 + 3NaOH + 3H2O → PH3 + 3NaH2PO2 (t°, гипофосфит натрия)

4) Реагирует с кислотами-окислителями:

2P + 5H2SO4(конц.) → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O (t)

5HNO3(конц.) + P → H3PO4 + 5NO2 + H2O

5HNO3(разб.) + 3P +2H2O → 3H3PO4 + 5NO

5) Окисляется сильными окислителями:

6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl

6) Реагирует с металлами с образованием фосфидов:

P + Na → Na3P

2P + 3Ca → Ca3P2

7) Реагирует с серой, галогенами:

2P + 3Cl2&nbsp → 2PCl3 (недостаток Cl2)

2P + 5Cl2 → 2PCl5 (избыток Cl2)

2P + 3I2 → 2PI3 (с I2 возможно только образованием PI3, PI5 не образуется)

8) Реагирует с соединениями P+5:
3PCl5 + 2P → 5PCl3

5. Углерод

1) Реагирует с кислородом:

C + O2 → CO2

2) Реагирует с водородом:

С + 2H2 → CH4

3) Реагирует с кислотами-окислителями:

C + H2SO4(конц.) → CO2 + 2SO2 + 2H2O (t)

C + 4HNO3(конц.)&nbsp → CO2 + 4NO2 + 2H2O (t)

4) Используется при получении фосфора:

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 → 5CO + 2P + 3CaSiO3

6. Кремний

1) Реагирует с кислородом:

Si + O2 → SiO2 (кварц, песок)

2) Не реагирует с водородом:

Si + H2 → реакция не идет.

3) Растворяется в щелочах:

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2

4) Не реагирует с растворами кислот. Реагирует только с HF:

Si + 4HF → SiF4 + 2H2 (t).

Источник