Неметаллы: общие свойства

Что такое неметаллы и как их распознать

Неметаллы часто кажутся набором исключений: у одних веществ блеск, у других нет, одни проводят ток, а другие становятся изоляторами. Из-за этого легко запутаться в свойствах и потерять баллы на простых заданиях. На самом деле у темы есть понятная логика: положение элемента в таблице, строение атома и тип химической связи помогают предсказать поведение вещества. Разберём эту систему по шагам, чтобы ты мог уверенно сравнивать неметаллы, составлять формулы и объяснять их свойства.

Неметаллы — это химические элементы, атомы которых обычно стремятся принять электроны или образовать общие электронные пары. К ним относятся водород, углерод, азот, кислород, фтор, фосфор, сера, хлор, бром, йод и благородные газы. В периодической таблице большинство неметаллов расположено в правой верхней части. Водород стоит отдельно, но по свойствам относится к неметаллам.

Простые вещества-неметаллы могут существовать в разных агрегатных состояниях: водород, кислород и хлор — газы; бром — жидкость; углерод, сера, фосфор и йод — твёрдые вещества. Уже этот факт показывает: одного общего внешнего признака для всех неметаллов нет.

Строение атома и положение в таблице

У атомов неметаллов на внешнем электронном уровне обычно много электронов — от 4 до 8. Поэтому им выгодно завершить внешний уровень: принять недостающие электроны или поделиться ими с другим атомом. Чем правее и выше расположен элемент в периодической таблице, тем сильнее, как правило, его способность притягивать электроны. Это свойство называют электроотрицательностью.

Наиболее электроотрицательный элемент — фтор. Он особенно активно притягивает общую электронную пару в соединениях. В периоде электроотрицательность обычно возрастает слева направо, а в группе сверху вниз — уменьшается. Поэтому неметаллические свойства усиливаются слева направо и снизу вверх.

В простых веществах неметаллы могут образовывать молекулы из двух атомов: H₂, O₂, N₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂. Благородные газы, например He и Ne, существуют в виде отдельных атомов. У углерода и кремния возможны атомные кристаллические решётки, поэтому их вещества имеют особые свойства и очень высокие температуры плавления.

Физические свойства неметаллов

Для неметаллов характерны невысокие температуры плавления и кипения, особенно если вещество состоит из небольших молекул. Поэтому многие из них при обычных условиях — газы. Твёрдые неметаллы обычно хрупкие: их нельзя вытянуть в проволоку или расплющить в пластинку, как металлы. При ударе кристалл чаще раскалывается.

Большинство неметаллов не имеет металлического блеска. Исключения возможны: йод обладает заметным блеском, а некоторые формы углерода выглядят по-разному. Цвет тоже не является универсальным признаком: кислород бесцветен, сера жёлтая, бром красно-бурый, хлор желтовато-зелёный.

Неметаллы плохо проводят электрический ток и тепло. Важное исключение — графит, форма углерода с подвижными электронами между слоями. Алмаз, напротив, электрический ток практически не проводит, хотя тоже состоит только из атомов углерода. Значит, свойства зависят не только от состава, но и от строения вещества.

Свойство	Обычно у неметаллов	Пример или исключение
Агрегатное состояние	Чаще газы или хрупкие твёрдые вещества	Бром — жидкость
Электропроводность	Низкая	Графит проводит ток
Блеск	Обычно отсутствует	Йод имеет блеск
Пластичность	Обычно не пластичны	Твёрдые формы легко раскалываются

Закрепить различия можно в бесплатной практике в личном кабинете: после каждого задания объясняй себе, какое свойство связано со строением вещества.

Химические свойства и типичные реакции

Неметаллы вступают в реакции с металлами, водородом и кислородом. При взаимодействии с металлами часто образуются бинарные соединения: оксиды, сульфиды, хлориды и другие соли. С водородом неметаллы образуют летучие водородные соединения. Например, из водорода и хлора получается хлороводород, а из водорода и серы — сероводород.

В реакциях с кислородом неметаллы обычно образуют кислотные оксиды. Однако есть важные оговорки: некоторые оксиды могут быть несолеобразующими, а свойства оксида зависят от степени окисления элемента. Поэтому нельзя механически считать любой оксид неметалла кислотным.

Простые вещества-неметаллы способны проявлять окислительные и восстановительные свойства. Кислород принимает электроны и выступает окислителем. Углерод в реакции с оксидом меди(II) забирает кислород, поэтому является восстановителем, а оксид меди восстанавливается до меди.

\( 2Na + Cl_2 \to 2NaCl \)
\( H_2 + Cl_2 \to 2HCl \)
\( C + 2CuO \to CO_2 + 2Cu \)
\( S + O_2 \to SO_2 \)

В ОВР полезно проверять, кто принимает электроны, а кто отдаёт их. Неметалл не всегда является только окислителем: например, углерод может отдавать электроны более электроотрицательному элементу.

Разобранный пример и типичные ошибки

Задание: объясни, какие свойства проявляет сера в реакции с кислородом, и расставь коэффициенты. Запишем продукты: при горении серы образуется диоксид серы SO₂. Слева одна атомная частица серы и две частицы кислорода справа. Поэтому перед O₂ ставим коэффициент 1: число атомов кислорода уже совпадает.

\( S + O_2 \to SO_2 \)
Слева: S — 1 атом, O — 2 атома
Справа: S — 1 атом, O — 2 атома
Ответ: S + O₂ → SO₂
Сера принимает кислород, поэтому выступает восстановителем; кислород — окислителем.

Первая распространённая ошибка — путать простое вещество и химический элемент. В записи O₂ речь идёт о простом веществе кислороде, а буква O внутри SO₂ обозначает химический элемент кислород. Вторая ошибка — считать, что любой неметалл обязательно принимает электроны. Роль вещества определяется конкретной реакцией.

Третья ошибка — забывать про индексы: коэффициент меняет число молекул, но не состав вещества. Нельзя превращать SO₂ в SO₃ только ради уравнивания. Если сомневаешься, пересчитай атомы каждого элемента отдельно и проверь, что менялись только коэффициенты.

Что запомнить

Неметаллы расположены преимущественно в правой верхней части таблицы, а их неметаллические свойства усиливаются к правому верхнему углу. Их атомы обычно стремятся принять электроны или образовать общие электронные пары. Простые вещества-неметаллы могут быть газами, жидкостью или твёрдыми веществами; большинство плохо проводит ток и тепло, но исключения важны.

В реакциях неметаллы образуют соединения с металлами, водородом и кислородом. Их роль в окислительно-восстановительной реакции определяется партнёром: один и тот же элемент может быть окислителем или восстановителем. При составлении уравнений сначала запиши формулы веществ, затем уравняй число атомов коэффициентами.

Следующий шаг — зарегистрируйся и реши 5 заданий бесплатно в личном кабинете. Если готовишься к экзамену, полезные подборки есть на страницах ОГЭ и ЕГЭ. После решения возвращайся к таблице свойств и объясняй каждую ошибку через строение атома или вещества.