Најважније из лекције
Неметали: Малобројни елементи високе електронегативности, биогени и веома заступљени у природи.
Физичка својства: Велика разноликост; јављају се у сва три агрегатна стања (\(\text{Br}_2\) једини течан), честа је алотропија (\(\text{C}, \text{P}, \text{S}\)). Не проводе струју (изолатори), осим графита.
Хемијске везе: Граде ковалентне везе са неметалима (\(\text{O}_2, \text{H}_2\text{O}\)) и јонске везе са металима (\(\text{CaO}, \text{NaCl}\)). Имају и позитивне и негативне оксидационе бројеве.
Редокс својства: Углавном су јаки оксиданси (оксидациона моћ опада у групи: \(\text{F}_2 > \text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2\)). Поједини неметали (\(\text{C}, \text{H}_2\)) служе као редукциона средства.
Оксиди: Већином су кисели оксиди (граде киселине), док су \(\text{CO}, \text{N}_2\text{O}\) и \(\text{NO}\) неутрални оксиди.
Физичка својства: Велика разноликост; јављају се у сва три агрегатна стања (\(\text{Br}_2\) једини течан), честа је алотропија (\(\text{C}, \text{P}, \text{S}\)). Не проводе струју (изолатори), осим графита.
Хемијске везе: Граде ковалентне везе са неметалима (\(\text{O}_2, \text{H}_2\text{O}\)) и јонске везе са металима (\(\text{CaO}, \text{NaCl}\)). Имају и позитивне и негативне оксидационе бројеве.
Редокс својства: Углавном су јаки оксиданси (оксидациона моћ опада у групи: \(\text{F}_2 > \text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2\)). Поједини неметали (\(\text{C}, \text{H}_2\)) служе као редукциона средства.
Оксиди: Већином су кисели оксиди (граде киселине), док су \(\text{CO}, \text{N}_2\text{O}\) и \(\text{NO}\) неутрални оксиди.
Неметали су хемијски елементи смештени у горњем десном делу Периодног система елемената (уз водоник). Одликују се великим вредностима електронегативности и великим афинитетом према електрону.
Иако је познато више од 80 метала и знатно мање неметала, неметали имају знатно већу заступљеност у природи и улазе у састав живе материје као биогени елементи (\(\text{C}, \text{H}, \text{O}, \text{N}, \text{P}, \text{S}\)).
За разлику од метала који имају врло слична физичка својства, неметали се веома разликују по физичким својствима, али показују слична хемијска својства.
Агрегатно стање на СТП: Јављају се у сва три агрегатна стања:
- Гасовито: \(\text{H}_2, \text{N}_2, \text{O}_2, \text{F}_2, \text{Cl}_2\) и племенити гасови;
- Течно: бром (\(\text{Br}_2\)) - једини течни неметал;
- Чврсто: угљеник (\(\text{C}\)), сумпор (\(\text{S}\)), фосфор (\(\text{P}\)), јод (\(\text{I}_2\)).
Алотропске модификације и боја: Јављају се у различитим структурним облицима који се разликују по боји и својствима (нпр. бели, црвени и црни фосфор; дијамант и графит код угљеника).
Структура чврстих неметала: Могу бити кристални (дијамант, кристални сумпор) или аморфни (аморфни сумпор, активни угаљ).
Температуре топљења, кључања и тврдоћа: Знатно варирају - од водоника са екстремно ниском тачком топљења, до дијаманта који је најтврђа супстанца у природи са изузетно високом тачком топљења. Графит је мек и крт, а сумпор се лако ситни у прах.
Електрична проводљивост: Неметали су изолатори и не проводе електричну струју. Једини изузетак је графит, који је добар проводник електричне струје.
Неметали у једињењима могу имати и позитивне и негативне оксидационе бројеве (негативне када су везани са металима или мање електронегативним неметалима, а позитивне када се везују за електронегативније неметале).
Тип везе коју неметали граде зависи од елемента са којим се једине:
- Неполарна ковалентна веза: граде је атоми истих неметала у елементарном стању (нпр. \(\text{I}_2, \text{O}_2, \text{N}_2, \text{Cl}_2\));
- Поларна ковалентна веза: граде је атоми различитих неметала међусобно (нпр. \(\text{H}_2\text{O}, \text{HCl}, \text{NH}_3, \text{CO}_2\));
- Јонска веза: настаје када се неметали једине са типичним металима (нпр. \(\text{NaBr}, \text{CaCl}_2, \text{K}_2\text{S}\)).
Одреди тип хемијске везе у: а) \(\text{Br}_2\), б) \(\text{HCl}\), в) \(\text{KBr}\).
а) \(\text{Br}_2\) - неполарна ковалентна веза (веза између истих атома неметала).
б) \(\text{HCl}\) - поларна ковалентна веза (веза између различитих атома неметала).
в) \(\text{KBr}\) - јонска веза (веза између метала \(\text{K}\) и неметала \(\text{Br}\)).
б) \(\text{HCl}\) - поларна ковалентна веза (веза између различитих атома неметала).
в) \(\text{KBr}\) - јонска веза (веза између метала \(\text{K}\) и неметала \(\text{Br}\)).
Због велике вредности електронегативности, већина неметала лако прима електроне и делује као јако оксидационо средство (\(\text{F}_2, \text{O}_3, \text{O}_2, \text{Cl}_2\)).
Оксидациона способност опада у групи са порастом атомског броја (одозго надоле):
\[ \text{F}_2 > \text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2 \quad \text{и} \quad \text{O}_2 > \text{S} \]
Јаче оксидационо средство истискује слабије из његових соли:
\[ \text{F}_2(g) + 2\text{NaCl}(aq) \longrightarrow \text{Cl}_2(g) + 2\text{NaF}(aq) \]
\[ \text{Cl}_2(g) + 2\text{KBr}(aq) \longrightarrow \text{Br}_2(l) + 2\text{KCl}(aq) \]
Редукциона својства: Поједини неметали, пре свега водоник (\(\text{H}_2\)) и угљеник (\(\text{C}\) у облику кокса), испољавају редукциона својства и могу редуковати оксиде метала до елементарног метала:
\[ \text{CuO}(s) + \text{H}_2(g) \longrightarrow \text{Cu}(s) + \text{H}_2\text{O}(g) \]
\[ \text{CuO}(s) + \text{C}(s) \longrightarrow \text{Cu}(s) + \text{CO}(g) \]
Водоник и угљеник се оксидују, док се бакар редукује из оксидационог броја +2 у 0.
Неметали са кисеоником углавном граде киселе оксиде (анхидриде киселина), који у реакцији са водом дају одговарајуће киселине (нпр. \(\text{SO}_2, \text{SO}_3, \text{CO}_2, \text{P}_4\text{O}_{10}, \text{N}_2\text{O}_5\)).
Неутрални оксиди (изузеци): Оксиди неметала који не реагују ни са водом, ни са киселинама, ни са базама су:
- угљеник(II)-оксид (\(\text{CO}\))
- азот(I)-оксид (\(\text{N}_2\text{O}\))
- азот(II)-оксид (\(\text{NO}\))
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Одабери неметал који одговара наведеном опису:
а) Има вишу температуру топљења: азот (\(\text{N}_2\)) или сумпор (\(\text{S}_8\))?
б) Проводи електричну струју: графит или фосфор?
в) Јаче је оксидационо средство: флуор (\(\text{F}_2\)) или јод (\(\text{I}_2\))?
а) Има вишу температуру топљења: азот (\(\text{N}_2\)) или сумпор (\(\text{S}_8\))?
б) Проводи електричну струју: графит или фосфор?
в) Јаче је оксидационо средство: флуор (\(\text{F}_2\)) или јод (\(\text{I}_2\))?
а) Сумпор (чврстог је агрегатног стања, док је азот гас на собној температури).
б) Графит (једини алотропски облик/неметал који проводи електричну струју).
в) Флуор (оксидациона способност опада у 17. групи са порастом атомског броја, па је флуор најјачи оксиданс).
б) Графит (једини алотропски облик/неметал који проводи електричну струју).
в) Флуор (оксидациона способност опада у 17. групи са порастом атомског броја, па је флуор најјачи оксиданс).
Задатак 2 (средњи): Објасни да ли ће доћи до хемијске реакције ако се у раствор калијум-јодида (\(\text{KI}\)) уведе хлор (\(\text{Cl}_2\)). Ако долази, напиши једначину те реакције.
Одговор: Доћи ће до реакције јер је хлор (\(\text{Cl}_2\)) јаче оксидационо средство од јода (\(\text{I}_2\)) и зато истискује јод из његове соли.
Једначина реакције: \[ \text{Cl}_2(g) + 2\text{KI}(aq) \longrightarrow \text{I}_2(s) + 2\text{KCl}(aq) \]
Једначина реакције: \[ \text{Cl}_2(g) + 2\text{KI}(aq) \longrightarrow \text{I}_2(s) + 2\text{KCl}(aq) \]
Задатак 3 (средњи): Који од наведених оксида је кисели, а који неутрални оксид: \(\text{SO}_2, \text{CO}, \text{NO}, \text{CO}_2, \text{N}_2\text{O}\)?
Кисели оксиди: \(\text{SO}_2\) и \(\text{CO}_2\) (растварањем у води дају киселине: \(\text{H}_2\text{SO}_3\) и \(\text{H}_2\text{CO}_3\)).
Неутрални оксиди: \(\text{CO}\), \(\text{NO}\) и \(\text{N}_2\text{O}\) (не реагују са водом, киселинама нити базама).
Неутрални оксиди: \(\text{CO}\), \(\text{NO}\) и \(\text{N}_2\text{O}\) (не реагују са водом, киселинама нити базама).
Задатак 4 (тежак): Напиши једначине реакција сједињавања калцијума (\(\text{Ca}\)) са:
а) кисеоником (\(\text{O}_2\))
б) азотом (\(\text{N}_2\))
в) бромом (\(\text{Br}_2\))
г) сумпором (\(\text{S}\))
Одреди тип хемијске везе у добијеним једињењима.
а) кисеоником (\(\text{O}_2\))
б) азотом (\(\text{N}_2\))
в) бромом (\(\text{Br}_2\))
г) сумпором (\(\text{S}\))
Одреди тип хемијске везе у добијеним једињењима.
Једначине реакција:
а) \( 2\text{Ca} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CaO} \) (калцијум-оксид)
б) \( 3\text{Ca} + \text{N}_2 \longrightarrow \text{Ca}_3\text{N}_2 \) (калцијум-нитрид)
в) \( \text{Ca} + \text{Br}_2 \longrightarrow \text{CaBr}_2 \) (калцијум-бромид)
г) \( \text{Ca} + \text{S} \longrightarrow \text{CaS} \) (калцијум-сулфид)
Тип везе: Сва настала једињења садрже јонску везу, јер настају спајањем изразитог метала (калцијума) и неметала.
а) \( 2\text{Ca} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CaO} \) (калцијум-оксид)
б) \( 3\text{Ca} + \text{N}_2 \longrightarrow \text{Ca}_3\text{N}_2 \) (калцијум-нитрид)
в) \( \text{Ca} + \text{Br}_2 \longrightarrow \text{CaBr}_2 \) (калцијум-бромид)
г) \( \text{Ca} + \text{S} \longrightarrow \text{CaS} \) (калцијум-сулфид)
Тип везе: Сва настала једињења садрже јонску везу, јер настају спајањем изразитог метала (калцијума) и неметала.
