Окисні та відновні властивості неметалів. Застосування неметалів.

Неметалічні властивості – це здатність атома елемента приєднувати електрони. Число електронів, яке може приєднати атом неметалічного елемента, дорівнює числу електронів, яких не вистачає атому для завершення останнього енергетичного рівня.

 Електронегативність – здатність атома елемента зміщувати до себе електронну густину спільних електронних пар у речовині, тобто здатність атома притягувати електрони від інших атомів. 

Процес, у якому частинка втрачає електрони, називається окисненням, а сама частинка при цьому є відновником.

Процес, у якому частинка приєднує електрони, називається відновленням, а сама частинка при цьому є окисником.

 Властивості неметалів залежать від властивостей неметалічних елементів, якими вони утворені. 

Атоми неметалічних елементів здатні приєднувати електрони, тому для неметалів характерна роль окисника. 

Найбільше виражені неметалічні властивості має Флуор і проста речовина фтор, яку утворює цей неметалічний елемент. У хімічних реакціях фтор лише приєднує електрони і виступає окисником.

 У підгрупі галогенів зверху вниз неметалічні властивості елементів послаблюються. Так само змінюються і властивості простих речовин – галогенів (F2 , Cl2 , Br2 , I2 ).

 Фтор реагує з воднем із вибухом, хлор – аналогічно, але при освітленні, а бром і йод — при нагріванні. Загальне рівняння такої реакції (водень реагує з галогеном із утворення гідроген галогеніду): Н2 + Е2 = 2НЕ

Хімічні властивості неметалів.

1.  Реакції з металами.

У реакціях з металами, неметали завжди виступають окисниками. 

4Al + 3O2 = 2Al2 O3 2Na + Cl2 = 2NaCl 

2. Реакції з неметалами.

Неметали можуть реагувати один з одним. Окисником виступає неметал, утворений елементом із більшою електронегативністю. Гідроген, простою речовиною якого є водень, має невисоку електронегативність. Водень у цих реакціях виступає відновником, а інший неметал окисником. 

H2 + S = H2 S 3H2 + N2 = 2NH3 

3. Неметали як відновники 

Відновні властивості можуть виявляти неметали, утворені неметалічними елементами з невисоким значенням електронегативності, – водень і вуглець. Ці неметали є відновниками у реакціях з киснем, галогенами, азотом. Водень, вуглець і чимало інших неметалів горять у кисні або на повітрі з утворенням оксидів. 

2H2 + O2 = 2H2 O 

Якщо неметалічний елемент виявляє змінний ступінь окиснення, то при нестачі кисню може утворитися оксид із нижчим ступенем окиснення елемента, а при надлишку кисню – вищий оксид. 

2С+О2 =2СО;   С+О2 =СО2 

Водень і вуглець відновлюють метали з відповідних оксидів. Ці реакції використовують у металургії для добування металів. 

Наприклад, вольфрам добувають взаємодією вольфрам(VI) оксиду з воднем. Реакція відбувається при нагріванні. 

WO3 + 3H2 = W +3H2 O 

Застосування неметалів 

Більша частина кисню, який добувають із повітря, використовується в металургійній промисловості для отримання сталі з чавуну. Кисень широко використовують у хімічній промисловості для добування різних сполук, він необхідний для спалювання різних видів палива. Кисень відіграє важливу роль у природі. За участю кисню відбувається один із найважливіших процесів – дихання. Окиснення вуглеводів, жирів і білків слугує джерелом енергії для живих організмів. У медицині кисень використовують для підтримки хворих із ускладненим диханням («кисневий коктейль», кисневі подушки, маски, апарат штучної вентиляції легенів). Нормальний рівень насичення киснем венозної крові (сатурація) 95–100 %. Деякі віруси, наприклад COVID-19, вражають дихальну систему, сатурація падає, і таким пацієнтам призначають кисневу терапію, що є складовою протоколу лікування.

Озон і хлор мають бактерицидні властивості, тому їх використовують для знезараження води. 

Хлор – вихідна речовина для виробництва органічних розчинників, засобів захисту рослин від хвороб і шкідників. 

Графіт проводить електричний струм, тому з нього виготовляють електроди, а завдяки шаруватій будові його використовують як змащувальний матеріал. 

Алмазний порошок використовують у шліфувальних і різальних інструментах. Огранюванням алмазів отримують діаманти. 

Водень – сировина для нафтохімічної й хімічної промисловості. 

Силіцій – напівпровідник, тому його використовують у сонячних батареях та в електротехніці. 

Азот хімічно пасивний, ним наповнюють колби електричних ламп. Окрім цього, синтезом азоту з воднем добувають амоніак – важливий продукт хімічної промисловості, а із амоніаку – нітратну кислоту й азотні добрива. 

У техніці та наукових дослідженнях для створення інертного середовища використовують азот, аргон і гелій. 

Сірку додають до каучуку для перетворення його на гуму. Природна сірка – вихідна речовина у виробництві сульфатної кислоти.

 ВИСНОВКИ • 

• Неметали в хімічних реакціях можуть бути і окисниками, і відновниками.

• У реакціях із металами неметали завжди виступають окисниками. 

• Неметали можуть реагувати один з одним. Неметал, утворений більш електронегативним елементом, є окисником, а інший – відновником. 

• Водень і вуглець використовують як відновники для добування металів із оксидів.