منو
 کاربر Online
898 کاربر online

غیر فلزات

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی معدنی > شیمی مواد
(cached)

دید کلی

غیر فلزات ، عناصری هستند که آخرین لایه یا سطح انرژی اتم خود ، اغلب بیش از 4 الکترون دارند و تراز p آخرین لایه آنها در حال پرشدن است. عناصری هستند الکترونگاتیو ، در گروههی اصلی 5 ، 6 و 7 جدول تناوبی و تعدادی هم در گروه 4 جای دارند. در هر گروه غیر فلزی ، از بالا به پایین با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن شعاع اتمها در اثر افزایش تعداد لایه‌های الکترونی ، الکترونگاتیوی کم می‌شود بطوریکه پایینترن عنصر گروه ، بیشتر خصلت فلزی دارد و این عناصر هنگام یونی شدن الکترون گرفته به یون منفی تبدیل می‌شوند که شعاع آنها بیشتر از شعاع اتمی می‌گردد.

عناصر گروه اصلی VII

این گروه شامل فلوئور ، کلر ، برم ، ید و آستالین می‌باشد. این عناصر در آخرین سطح انرژی خود ، 7 الکترون دارند. آرایش الکترونی آخرین لایه اتمشان s2p5 است. بسیار فعالند و به همین دلیل هیچ یک از آنها در طبیعت بحالت آزاد وجود ندارد. آستالین عنصری است مصنوعی و رادیواکتیو و در طبیعت وجود ندارد. اما بقیه بحالت ترکیب یافت می‌شوند.

چون همه در حالت عادی در آخرین لایه اتم ، فقط یک اوربیتال نیمه‌‌پر دارند، ظرفیت آنها در حالت عادی 1 است و در واکنش با فلزات ، هیدروژن و غیر فلزات الکتروپوزیتیوتر از خود با همین ظرفیت 1 عمل می‌کند و عدد اکسیداسیون 1- دارند. بطور کلی اتم هالوژن را با علامت X و یون آن را با علامت -X و مولکول دو اتمی هالوژنها را با X2 نمایش می‌دهند. منظور از X ، اتمهای F، Cl ، Br و I و منظور از -X یونهای منفی اتمهای فوق که بطور کلی به آنها یون هالید گفته می‌شود.

منظور از X2 ، مولکولهای دو اتمی و غیر قطبی F2، Cl2 ، Br2 و I2 می‌باشد. هالوژنها در حالت آزاد سمی و خطرناکند، ولی بحالت بسیار مفید هستند. مانند NaCl که ماده‌ای ضروری برای حیات انسان است. چون عناصر این گروه با فلزات ، نمک تولید می‌نمایند، به آنها هالوژن به معنی نمک زا یا نمک ساز گفته می‌شود. چون مولکول همه هالوژنها غیر قطبی هستند، میان آنها فقط جاذبه ضعیف واندروالسی وجود دارد و به همین دلیل نقطه ذوب و نقطه جوش آنها پایین است. مثلا ید که جامد نیز می‌باشد با کمی حرارت تصعید می‌شود. تمام هالوژنها در حالت جامد از نوع جامد مولکولی هستند.

فعالیت شیمیایی هالوژنها

فعالیت شیمیایی هالوژنها از بالا به پایین با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن شعاع اتمها کمتر می‌شود. هر هالوژن از هالوژنهای پایینتر از خود فعالتر است و می‌تواند آنها را از ترکیبشان خارج سازد و جانشین آنها گردد. عکس این عمل امکان ندارد. به واکنشهای زیر توجه کنید:


بی اثر <-------- 2F- + Cl2 2Br2 + Cl2 → 2Cl- + Br2
بی اثر <-------- 2NaCl + I2 2I- _ Br2 → 2Br- + I2

عناصر گروه اصلی VI یا خانواده اکسیژن

این عناصر ، شامل اکسیژن ، گوگرد ، سلنیوم ، تلور و پولونیوم بوده که پولونیوم عنصری رادیواکتیو است و به علت بزرگی شعاع اتم ، بیشتر خصلت فلزی دارد، ولی بقیه ، غیر فلز و دارای خواص مشابه هستند که خلاصه‌ای از آنها را در جدول زیر ملاحظه می کنید:


نامعلامت شیمیاییحالت فیزیکیآرایش الکترونی آخرین سطح انرژی اتم
اکسیژن8Oجامد
2S2 2P4
گوگرد16Sجامد
3S2 3P4
سلنیوم16Seجامد
4S2 4P4
تلور34Teجامد
5S2 5P4




در عناصر گروه ششم ، پولونیوم Po فلز بوده و خاصیت رادیواکتیوی دارد و فرمول کلی هیدرید عناصر گروه ششم H2X و X تمام عناصر گروه ششم فرض شود و حداکثر عدد اکسیداسیون آنها در فرمول XO3 می‌باشد. عدد اکسیداسیون +6 دارد و در H2X عدد اکسیداسیون -2 دارد. برای عناصر این گروه XF4 و XF6 وجود دارد. جز برای اکسیژن و آنهم به علت نداشتن سطح انرژی Cl.

خواص شیمیایی و فیزیکی

در این گروه نیز مثل همه گروهها از بالا به پایین با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن شعاع اتمها بر اثر افزایش تعداد لایه‌های الکترونی اتم ، از الکترونگاتیوی و انرژی یونیزاسیون کاسته شده و بر الکتروپوزیتیوی افزوده می‌گردد. این عناصر هم مثل عناصر گروه هفتم دارای مولکولهای غیر قطبی هستند و در حالت جامد از نوع جامد مولکولی می‌باشند. اغلب نقطه ذوب و نقطه جوش پایین دارند و چون از بالا به پایین ، مولکولهایشان سنگینتر می‌شود، نقطه ذوب و نقطه جوش عناصر پایینتر بیشتر می‌باشد. نقطه ذوب آنها به ترتیب از 219- تا 450 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آنها به ترتیب از 183- تا 1390 درجه سانتیگراد متغیر است.

همه در حالت عادی در آخرین لایه الکترونی فقط دو اوربیتال نیمه‌پر دارند، 2 ظرفیتی هستند، در واکنش با عناصر الکتروپوزیتیو از خود ، همیشه عدد اکسیداسیون -2 و ظرفیت 2دارند. اکسیژن به علت نداشتن اوربیتال خالی در تراز p و نداشتن تراز d در آخرین لایه اتم خود ، نمی‌تواند برانگیخته شود و ظرفیتش همیشه 2 است، ولی بقیه در آخرین لایه ، تراز d دارند و می‌توانند برانگیخته شوند و ظرفیتهای 4 و 6 هم پیدا کنند.

عناصر گروه اصلی V یا خانواده نیتروژن

در این گروه مثل همه گروهها، از بالا به پایین با افزایش عدد اتمی، شعاع اتمی بزرگتر شده و الکترونگاتیوی و انرژی یونیزاسیون کمتر می‌شود. این گروه شامل نیتروژن ، فسفر ، آرسنیک ، آنتیموان و بیسموت است. آنتیموان و بیسموت بیشتر خصلت فلزی دارند و آمفوتر هستند و همه مولکول غیر قطبی دارند. جامدشان از نوع جامد مولکولی بوده ، نقطه ذوب و جوش آغلب آنها پایین است. نقطه ذوب آنها به ترتیب Cْ 2 -10 تا Cْ 271 و نقطه جوش آنها به ترتیب از Cْ -192 تا Cْ 156 تغییر می‌نماید.

خواص و فعالیت شیمیایی

همه به علت داشتن 3 اوربیتال نیمه‌پر در آخرین لایه ، ظرفیت 3 دارند. نیتروژن نمی‌تواند برانگیخته شود، ولی بقیه چون در آخرین تراز d دارند، برانگیخته می‌شوند و با ارتقاء یک الکترون از s به d دارای ظرفیت 5 می‌شوند. همه در حالت عادی ، هیبریداسیون sp3 انجام می‌دهند و ظرفیت 3 دارند. مثل نیتروژن در آمونیاک. ولی در حالت برانگیخته ، هیبریداسیون sp3d دارند، مثل فسفر در PCl5 که از نظر آرایش الکترونی به شکل زیر است:( 15P در حالت برانگیخته:)


1S2 2S2 2P6 3S1 3P3 3d1

مولکولهای PBr5 ، PF5 و SbCl5 و سایر مولکولهای نظیر آن به همین شکل می‌باشند.

عناصر گروه اصلی IV یا خانواده کربن

عناصر این گروه عبارتند از کربن ، سیلیسیوم ، ژرمانیوم ، قلع و سرب. عناصر این گروه در حالت عادی همه جامدند. اتمهایشان در حالت برانگیخته دارای ظرفیت 4 هستند. زیرا همه در تراز p خود یک اوربیتال خالی دارند و می‌توانند برانگیخته شوند. کربن و سیلیسیوم غیر فلزند. بقیه آمفوتر هستند و بیشتر خصلت فلزی دارند. در این گروه نیز مانند سایر گروهها ، از بالا به پایین ، با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن شعاع اتمها ، از خصلت غیر فلزی کاسته شده بر خصلت فلزی افزوده می‌شود. به عنوان غیر فلزها باید فقط کربن و سیلیسیوم را در نظر بگیریم.

خواص فیزیکی

کربن و سیلیسیوم و ژرمانیم از نوع جامد کوالانسی و قلع و سرب از نوع جامد فلزی هستند. بطور کلی ، نقطه ذوب جامدهای گروه چهارم نسبت به گروههای 5 و 6 و 7 به مراتب بالاتر است.

موارد استفاده

در ساختن حروف چاپ ، ساچمه و گلوله از سرب ، در ساختن حلبی و در لحیم کاری از قلع و در ساختمان ترانزیستورها ژرمانیوم استفاده می‌شود.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 62946


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..