В каких реакциях неметаллы проявляют восстановительные 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

План:

1. Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности.

1 .Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности.

Исходя из положения неметаллов в периодической системе Менделеева, можно выявить свойства для них характерные. Можно определить количество электронов на внешнем энергетическом подуровне, местоположение неметаллов в конце малых и больших периодов, число электронов на внешнем подуровне соответствует номеру группы. В периоде идет возрастание способности присоединять электроны, а в группе это свойство можно наблюдать по мере уменьшения радиуса (в периоде снизу вверх).

Для неметаллов характерно свойство присоединять электроны, проявлять окислительные свойства. Наиболее они выражены у элементов VI и VII групп. Самый сильный окислитель – фтор.

Окислительные свойства неметаллов возрастают в последовательности:

Фтор никогда не проявляет восстановительных свойств. Другие неметаллы и вещества, им соответствующие, могут проявлять восстановительные свойства, но они слабее, чем у металлов.

Восстановительная способность неметаллов увеличивается от кислорода к кремнию в ряду:

Так, хлор напрямую не взаимодействует с кислородом, но можно получить оксиды хлора (Cl2O, ClO2, Cl2O7), в которых хлор проявляет положительную степень окисления. Азот при высоких температурах вступает в реакцию с кислородом, выказывая восстановительные свойства:

Сера проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства:

S + O2 = SO2 – окислительные свойства серы;

S + H2 = H2S – восстановительные свойства серы.

Примеры окислительно-восстановительных реакций:

· восстановительные свойства – образование оксидов и фторидов неметаллов;

· окислительные свойства неметаллов – образование галогенидов, сульфидов, карбидов, нитридов, фосфидов.

К о м а н д а А	К о м а н д а B
Na + S = Fe + Cl2 = H2 + N2 = H2 + Cl2 = H2 + О2 = СH4 + O2 =	Mg + F2 = S + O2 = C + O2 = S + F2 = P + Cl2 = H2 + CuO =

Вопросы для самоконтроля

¾ Назовите тип кристаллической решетки, который характерен для металлов. Его особенности.

¾ Назовите типы кристаллических решеток, характерные для неметаллов.

¾ Назовите тип химической связи в металлах. Его особенности.

¾ Назовите тип химической связи в неметаллах.

¾ Определить свойства, характерные неметаллам (ставят знак +) и металлам (ставят знак – ):

1. Твердые

2. Встречаются и в твердом, и в жидком, и в газообразном видах

3. Не имеют металлического блеска

4. Электро- и теплопроводны

5. Большинство не проводят электрический ток

6. Ковкие, пластичные, тягучие

7. В твердом состоянии – хрупкие

8. Имеют металлический блеск

¾ Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____

¾ Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____
В группах неметаллические свойства элементов ____

¾ Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер?

¾ Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?

¾ Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.

¾ Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?

Азот	+6
Хлор	+5
Сера	+4
Кремний	+7

¾ Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:

1 H2+S=H2S

2 2SO2 + O2 → 2SO3

¾ Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.

• 4 • 5 • 6 • 7

¾ Наиболее электроотрицательными являются атомы…..

• серы • фосфора • кремния • хлора

¾ Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:

a) 2, 1

b) 2, 8, 2

c) 2, 8, 7

ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 1

Дисциплина:Химия.

Тема: Предмет органической химии. Сравнение органических веществ с неорганическими.

Цель занятия:Выяснить сущность предмета органической химии, охарактеризовать природные, искусственные и синтетические органические вещества. Сравнить органические вещества с неорганическими. Повторить что такое валентность, химическое строение как порядок соединения атомов в молекулы по валентности.

Планируемые результаты

Предметные: Понимать роль химии в естествознании, ее связь с другими естественными науками, значение в жизни современного общества, уметь характеризовать основные классы неорганических и органических соединений, владетьпредставлениями о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач.

Метапредметные:использование различных источников для получения химической информации, умение оценить ее достоверность для достижения хороших результатов в профессиональной сфере;

Личностные:чувство гордости и уважения к истории и достижениям отечественной химической науки;

Норма времени:2 часа

Вид занятия:Лекция.

План занятия:

1. Предмет органической химии.

2. Природные, искусственные и синтетические органические вещества.

3. Сравнение органических веществ с неорганическими.

4. Валентность.

5. Химическое строение как порядок соединения атомов в молекулы по валентности.

Оснащение:Учебник, модели молекул органических соединений.

Литература:

1. Химия 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. Носителе (DVD) / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.:Просвещение, 2014. -208 с.: ил.

2. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов. – 5 – изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 272с., с цв. ил.

Преподаватель:Тубальцева Ю.Н.

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

Химические элементы-неметаллы.

Химические элементы, образующие простые вещества-неметаллы, располагаются в правом верхнем углу ПСХЭ Д.И. Менделеева. Таких химических элементов всего 16. Слева направо по периоду и снизу вверх по главной подгруппе радиусы атомов химических элементов уменьшаются, окислительные свойства и значения относительной электроотрицательности увеличиваются. Самый электроотрицательный элемент – фтор.

Особенностями строения атомов неметаллов по сравнению с металлами являются сравнительно небольшие атомные радиусы и большое число внешних электронов (как правило, 4 и более). Для большинства неметаллов будут более характерны окислительные свойства – им легче принимать электроны, чем отдавать.

Строение и физические свойства простых веществ-неметаллов.

Простых веществ-неметаллов больше, чем химических элементов-неметаллов. Это обусловлено явлением аллотропии. Аллотропией называют способность атомов одного и того же химического элемента образовывать несколько простых веществ – аллотропных модификаций.

Например, химический элемент кислород образует две аллотропные модификации: кислород (необходимый для дыхания) и озон (защищающий Землю от УФ-лучей). Химический элемент сера образует три аллотропные модификации, самая устойчивая из которых при комнатной температуре – ромбическая сера. Известно несколько аллотропных модификаций углерода. Среди них алмаз, графит и фуллерен.

В простых веществах-неметаллах реализуется ковалентная неполярная химическая связь. Кристаллические структуры этих веществ могут быть атомными или молекулярными. Вещества с атомной кристаллической решеткой отличаются тугоплавкостью, твердостью, нелетучестью. Атомную кристаллическую решетку имеют кремний, алмаз, графит, бор. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой легкоплавки и летучи. Во-первых, это газообразные при н. у. неметаллы (водород, кислород, хлор, фтор), единственный жидкий при н. у. неметалл – бром, твердые неметаллы (сера, белый фосфор, йод).

Окислительные свойства неметаллов. В реакциях с металлами неметаллы всегда являются окислителями. При взаимодействии металлов с кислородом образуются, как правило, оксиды. Например, при горении магния в кислороде образуется оксид магния:

При взаимодействии металлов с галогенами образуются галогениды металлов. Например, при взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа(III):

При взаимодействии некоторых активных металлов с водородом образуются гидриды металлов. Например, при нагревании натрия с водородом образуется гидрид натрия:

При нагревании активных металлов с азотом (только литий реагирует с азотом без нагревания) образуются нитриды, в которых азот проявляет степень окисления -3. Например, при нагревании калия с азотом образуется нитрид калия:

Другие бинарные соединения металлов также образуются при взаимодействии металлов с соответствующими неметаллами. При нагревании железного и серного порошков образуется сульфид железа(II):

При взаимодействии магния с кремнием образуется силицид магния:

Неметаллы могут выступать в роли окислителей не только в реакциях с металлами, но и с другими неметаллами, значения относительной электроотрицательности которых будут ниже.

Например, при взаимодействии водорода с хлором водород проявляет восстановительные свойства, а хлор – окислительные:

При горении серы в кислороде: сера – восстановитель, кислород – окислитель:

Кислород и некоторые другие неметаллы могут выступать в роли окислителей и в реакциях со сложными веществами. Горение метана в кислороде:

Реакции замещения более активными галогенами менее активных в солях:

Восстановительные свойства неметаллов. Восстановительные свойства неметаллов проявляются в реакциях как с другими (более электроотрицательными) неметаллами, так и с некоторыми сложными веществами.

В реакциях с фтором все неметаллы проявляют восстановительные свойства. А с кислородом только фтор будет выступать в роли окислителя. При взаимодействии азота с кислородом под действием электрического разряда образуется монооксид азота. Азот в данном случае выступает в роли восстановителя:

При взаимодействии фосфора с избытком хлора образуется пентахлорид фосфора:

Сера проявляет восстановительные свойства, например, в реакции с концентрированной серной кислотой, в результате которой образуется сернистый газ и вода:

В составе серной кислоты сера – окислитель, а простое вещество сера – восстановитель.

Источник