Взаимодействие со сложными веществами.

Ряд стандартных электродных потенциалов неметаллов.

Неметаллы (за исключением инертных газов) химически активные вещества. В реакциях с металлами атомы неметаллических элементов присоединяют электроны, а в реакциях с неметаллами образуют совместные электронные пары. Узнать, к какому атому смещаются общие электронные пары, помогает ряд электроотрицательности.

Окислительные свойства неметаллов уменьшаются совместно с уменьшением электроотрицательности в последовательности:

F, O, N, Cl, Br, S, C, Se, I, As, P, H, B, Te, Si

Химические элементы-неметаллы могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, в зависимости от химического превращения, в котором они принимают участие.

Для неметаллов характерно свойство присоединять электроны, проявлять окислительные свойства. Наиболее они выражены у элементов VI и VII групп. Самый сильный окислитель – фтор. Фтор никогда не проявляет восстановительных свойств. Другие неметаллы и вещества, им соответствующие, могут проявлять восстановительные свойства, но они слабее, чем у металлов.

Атомы самого электроотрицательного элемента – фтора – не способны отдавать электроны, он всегда проявляет только окислительные свойства, другие элементы могут проявлять и восстановительные свойства, хотя намного в меньшей степени, чем металлы.

Кроме фтора наиболее сильными окислителями являются кислород и хлор. Преимущественно восстановительные свойства проявляют водород, бор, углерод, кремний, фосфор, мышьяк и теллур. Промежуточные окислительно-восстановительные свойства имеют азот, сера, йод.

Взаимодействие с простыми веществами.

1) Для неметаллов характерны реакции с металлами, при это они проявляют окислительные свойства и в образующихся бинарных соединениях проявляют отрицательная степень окисления.

водород образует гидриды;

Ca + H₂ = CaH₂

хлор образует хлориды;

Ca + Cl₂ = CaCl₂

кислород образует оксиды (пероксиды и надпероксиды);

2Ca + O₂ = 2CaO

2Na + O₂ = Na₂O₂

сера образует сульфиды;

Ca + S = CaS

фосфор образует фосфиды;

3Ca + 2P = Ca₃P₂

углерод образует карбиды;

Ca + 2C = CaC₂

При взаимодействии неметаллов с металлами образуются бинарные соединения с ионной химической связью.

2) Взаимодействие с другими неметаллами:

· взаимодействуя с водородом, большинство неметаллов проявляет окислительные свойства, образуя летучие водородные соединения – ковалентные гидриды:

H₂ + Cl₂ = 2HCl

2H₂ + O₂ = 2H₂O

H₂ + S = H₂S

3H₂ + N₂ = 2NH₃

Следует помнить, что такие неметаллы как кремний, фосфор, бор с водородом не реагируют.

· взаимодействуя с кислородом, все неметаллы, кроме фтора, проявляют восстановительные свойства:

S + O₂ = SO₂

C + O₂ = CO₂

Водород, сера, углерод, фосфор горят в кислороде, азот взаимодействует с кислородом при электрическом разряде.

Наиболее типичные неметаллы – галогены – с кислородом не реагируют. Это неудивительно, ведь кислород, как и галогены – сам является сильным окислителем. При взаимодействии с фтором фтор является окислителем, а кислород – восстановителем:

2F₂ + O₂ = 2OF₂

· неметаллы взаимодействуют между собой, более электроотрицательный металл играет роль окислителя, менее электроотрицательный – роль восстановителя:

S + 3F₂ = SF₆ (фторид серы (VI))

C + 2Cl₂ = CCl₄ (хлорид углерода (IV))

С + 2S = CS₂ (сульфид углерода (IV))

Si + 2Cl₂ = SiCl₄ (хлорид кремния (IV))

2Р + 5S = Р₂S₅ (сульфид фосфора (V))

Продуктами взаимодействия двух неметаллов являются вещества с различным агрегатным состоянием, которые имеют ковалентный тип химической связи.

Взаимодействие со сложными веществами.

1) Активные неметаллы (в основном галогены) взаимодействуют с водой, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем и восстановителем:

Cl₂ + H₂О = HCl + HClO.

3Cl₂ + 3H₂О = 5HCl + HClO₃. (при нагревании)

Фтор бурно реагирует с водой:

2F₂ + H₂О = 2HF + OF₂.

2) Многие неметаллы при нагревании взаимодействуют с оксидами некоторых менее электроотрицательных элементов, проявляя восстановительные свойства и восстанавливая их до простых веществ:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

2NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O

SiO₂ + H₂ = Si + H₂O

ZnO + C = Zn + CO

SiO₂ + 2C = Si + 2CO

3) Неметаллы взаимодействуют с водородными соединениями неметаллов и солями этих кислот, вытесняя менее электроотрицательные неметаллы из этих соединений:

2HI + Br₂ = 2HBr + I₂

H₂S + Cl₂ = 2HCl + S

NaBr + Cl₂ = NaCl + Br₂

В этих реакциях неметаллы проявляют окислительные свойства.

4) Некоторые неметаллы взаимодействуют со своими бинарными соединениями

· если второй элемент находится в промежуточной степени окисления, проявляя окислительные свойства, в зависимости от соединения:

2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃ (проявляет окислительные свойства)

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

· если данный элемент находится в высшей степени окисления, проявляя или восстановительные свойства, в зависимости от соединения:

CO₂ + C = 2CO

5) Активные неметаллы (в основном галогены) взаимодействуют с щелочами, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем и восстановителем:

Cl₂ + 2NaОH = NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6H₂О = 5HCl + HClO₃ + 3H₂O (при нагревании)

6) Некоторые неметаллы взаимодействуют с сильными окислителями, проявляя восстановительные свойства:

· взаимодействие с кислотами-окислителями (например, с HNO_{3 (конц)}, HNO_{3 (разб)}, H₂SO_{4 (конц)}):

S + 6HNO_{3 (конц)} = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂О

C + 4HNO_{3 (разб)} = CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

· взаимодействие с солями-окислителями:

6P + 5KClO₃ = 5KCl + 3P₂O₅

7) Кислород взаимодействует с бинарными соединениями неметаллов, выступая в роли окислителя:

2H₂S + 3O₂ = 2H₂O + 2SO₂

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

8) Некоторые неметаллы взаимодействуют с некоторыми органическими соединениями, проявляя в основном окислительные свойства:

CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl

C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

CH₂=CH₂ +Br₂ = CH₂Br−CH₂Br

CH₃CHO + H₂ = CH₃CH₂OH (проявляет восстановительные свойства)

 

Вопросы: (для контроля знаний)

1. Как по активности различаются неметаллы?
2. С какими простыми веществами вступают неметаллы в реакцию и что при этом образуется?
3. Как неметаллы реагируют с водой? Что при этом образуется?
4. С какими сложными веществами неметаллы вступают в реакцию и проявляют при этом восстановительные свойства? Что при этом образуется? Приведите примеры.
5. С какими сложными веществами неметаллы вступают в реакцию и проявляют при этом окислительные свойства? Что при этом образуется? Приведите примеры.
6. С какими сложными веществами неметаллы вступают в реакцию и проявляют при этом как свойства восстановителя, так и окислителя? Что при этом образуется? Приведите примеры.

Список используемых источников:

1. О.С. Габриелян и др. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учебник для общеобразовательных учреждений; Дрофа, Москва, 2008г.;
2. «Репетитор по химии» под редакцией А. С. Егорова; «Феникс», Ростов-на-Дону, 2006г;
3. Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. Химия 11 кл. М., Просвещение, 2001;
4. https://foxford.ru/wiki/himiya/himicheskie-svoystva-nemetallov#!