NICHTMETALLE: GESCHICHTE, EIGENSCHAFTEN, GRUPPEN, VERWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Die Nichtmetalle sind eine Gruppe von Elementen, die sich auf der rechten Seite des Periodensystems befinden, mit Ausnahme des Wasserstoffs in Gruppe 1 (IA) mit den Alkalimetallen. Wenn Sie wissen möchten, was sie sind, müssen Sie in die obere rechte Ecke des p-Blocks schauen.

Nichtmetallatome sind relativ klein und ihre äußere elektronische Hülle weist eine hohe Anzahl von Elektronen auf. Nichtmetallische Elemente umfassen Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase; Obwohl sich die meisten von ihnen in einem gasförmigen Zustand befinden, bereichern einige von ihnen die Atmosphäre.

Nichtmetallische Elemente in Braun

Ein großer Teil der Nichtmetalle ist in allen Lebewesen in Form von Verbindungen und Makromolekülen vorhanden. Zum Beispiel: Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff sind in allen Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und Nukleinsäuren vorhanden.

Phosphor ist in allen Nukleinsäuren sowie in einigen Kohlenhydraten und Lipiden enthalten. Schwefel kommt in vielen Proteinen vor. Stickstoff ist Teil aller Nukleinsäuren und Proteine.

Andererseits bestehen Methangase und Rohöl im Untergrund fast ausschließlich aus nichtmetallischen Elementen. In der Tat geben Kohlenwasserstoffe (Kohlenstoff und Wasserstoff) eine Vorstellung davon, wie häufig Nichtmetalle trotz ihrer geringeren Anzahl von Elementen im Periodensystem vorhanden sind.

Geschichte

Seit der Antike (3750 v. Chr.) Verwendeten die Ägypter Kohle, um das in ihren Mineralien wie Korvellit und Malachit enthaltene Kupfer zu reduzieren.

1669 gelang es Hennin Brand, Phosphor aus gesammeltem Urin zu isolieren. Henry Cavendish (1776) gelang es, Wasserstoff zu identifizieren, obwohl mehrere Forscher, darunter Robert Boyle (1670), Wasserstoff durch Reaktion einer starken Säure mit einem Metall produzierten.

Carl Scheele produzierte Sauerstoff durch Erhitzen von Quecksilberoxid mit Nitraten (1771). Curtois gelang es, das Jod zu isolieren, während er versuchte, Salpeter aus Seetang herzustellen (1811). Balard und Gmelin isolierten Brom (1825).

Im Jahr 1868 entdeckten Janssen und Lockger unabhängig voneinander Helium, indem sie eine gelbe Linie bei der Untersuchung des Spektrums des Sonnenlichts beobachteten, das nicht zu einem anderen Element gehörte. Moissan gelang es, Fluor zu isolieren (1886).

1894 entdeckten Lord Rayleigh und Ramsey Argon, indem sie die Eigenschaften von Stickstoff untersuchten. Ramsay und Travers (1898) isolierten Krypton, Neon und Xenon aus flüssigem Argon durch kryogene Destillation aus Luft.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Schwefel ist eines der repräsentativsten nichtmetallischen Elemente. Quelle: Ben Mills über Wikipedia.

Körperlich

Einige der physikalischen Eigenschaften von Nichtmetallen sind:

- Sie haben eine geringe elektrische Leitfähigkeit, mit Ausnahme von Kohlenstoff in Form von Graphit, der ein guter Stromleiter ist.

- Sie können unter dem physischen Erscheinungsbild von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen auftreten.

- Sie haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, mit Ausnahme von Kohlenstoff in Form von Diamant, der sich nicht als Wärmeisolator verhält.

- Sie haben im Gegensatz zum metallischen Glanz von Metallen wenig Glanz.

-Nichtmetallische Feststoffe sind spröde, daher nicht duktil oder formbar.

-Sie haben niedrige Schmelz- und Siedepunkte.

-Sie können unterschiedliche kristalline Strukturen haben. Somit haben Phosphor, Sauerstoff und Fluor eine kubische Kristallstruktur; Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff, hexagonal; und Schwefel, Chlor, Brom und Jod, orthorhombisch.

Chemie

Nichtmetalle zeichnen sich durch eine hohe Ionisierungsenergie und einen hohen Elektronegativitätswert aus. Fluor hat zum Beispiel die höchste Elektronegativität (3,98) und ist das reaktivste Element der Nichtmetalle.

Überraschenderweise weisen die Edelgase Helium (5,5) und Neon (4,84) die höchste Elektronegativität auf. Sie sind jedoch chemisch inert, da die äußeren elektronischen Hüllen voll sind.

Nichtmetalle bilden mit Metallen ionische Verbindungen und mit Nichtmetallen kovalent.

Es wird gefunden, dass nichtmetallische Elemente zweiatomige Moleküle bilden, die durch kovalente Bindungen verbunden sind. Inzwischen liegen die Atome der Edelgase in Form von Atomeinheiten vor.

Sie bilden Säureoxide, die mit Wasser zu Säuren reagieren.

Nichtmetallgruppen und Elemente

Gruppe 1

Es besteht aus Wasserstoff, einem zwei- und geruchlosen farblosen und geruchlosen Gas. Oxidationsstufe +1. Es hat eine geringere Dichte als Luft. Im festen Zustand hat es eine hexagonale Kristallstruktur. Wasserstoff ist nicht sehr reaktiv.

Gruppe 14

Kohlenstoff ist das einzige Nichtmetall in dieser Gruppe. Kohlenstoff in Form von Graphit ist ein glänzender Feststoff mit einer hexagonalen Kristallstruktur. Es hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Die häufigsten Oxidationsstufen sind +2 und +4.

Gruppe 15

Stickstoff

Farbloses und geruchloses Gas. Es ist ein leicht reaktives Element und etwas dichter als Luft. Häufigste Oxidationsstufen: -3 und +5. Es bildet zweiatomige Moleküle, N ₂ .

Spiel

Fest, seine Farbe kann weiß, gelb oder schwarz sein. Wenig reaktiv. Orthorhombische Kristallstruktur. Elektronegativität 2.1. Häufigste Oxidationsstufen: -3 und +5.

Gruppe 16

Sauerstoff

Farbloses oder hellblaues Gas, geruchlos. Im Allgemeinen nicht reaktiv. Kubische Kristallstruktur. Es ist ein Isolator und ein starkes Oxidationsmittel. Elektronegativität 3.5. Oxidationszustand -2

Schwefel

Hellgelber, spröder, mäßig reaktiver Feststoff. Orthorhombische Kristallstruktur. Bildet kovalente Bindungen. Elektronegativität 2.5. Häufigste Oxidationsstufen: -2, +2, +4 und +6.

Selen

Grauer oder rötlicher bis schwarzer Feststoff. Graues Selen weist eine lichtempfindliche elektrische Leitfähigkeit auf. Es ist ein weicher und spröder Feststoff. Elektronegativität 2.4. Oxidationsstufen: -2, +2, +4 und +6.

Gruppe 17

Fluor

Es ist ein hellgelbes Gas, sehr giftig. Es ist ein sehr reaktives Element. Es kommt als zweiatomige Moleküle F _{2 vor} . Im festen Zustand kristallisiert es in kubischer Form. Elektronegativität 3.98. Oxidationsstufen -1.

Chlor

Es ist ein grün-gelbes Gas. Es präsentiert zweiatomige Moleküle, Cl ₂ . Es ist sehr reaktiv. Im festen Zustand ist die Kristallstruktur orthorhombisch. Elektronegativität 3.0. Oxidationsstufen: - 1, +1, +3, +5, +7.

Brom

Es ist eine rotbraune Flüssigkeit. Elektronegativität 2.8. Oxidationsstufen -1, +1, +3, +5 und +7.

Jod

Es ist ein Feststoff von schwarzer Farbe, der bei Sublimation einen violetten Dampf abgibt. Orthorhombische Kristallstruktur. Metalliodide sind ionisch. Elektronegativität 2.5. Oxidationsstufen: -1, +1, +3, +5 und +7.

Astatus

Es ist ein festes Schwarz. Kubische Kristallstruktur auf dem Gesicht zentriert. Elektronegativität 2.2. Es ist ein schwaches Oxidationsmittel.

Gruppe 18

Helium

Es hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Elektronegativität 5.5. Es ist chemisch inert und nicht brennbar. Geringe Dichte und hohe Fließfähigkeit.

Neon

Hohe Kühlleistung im flüssigen Zustand. Elektronegativität 4.84. Es ist das am wenigsten reaktive der Edelgase.

Argon

Es ist dichter als Luft. Chemisch inert. Elektronegativität 3.2.

Krypton

Elektronegativität 2.94. Es kann mit Fluor unter Bildung von Krypton-Difluorid (KrF ₂ ) reagieren .

Xenon

Es überquert die Blut-Hirn-Schranke. Es reagiert auf elektrischen Strom, indem es Licht erzeugt. Elektronegativität 2.2. Bildet mit Fluor, Gold und Sauerstoff Komplexe.

Radon

Es ist ein radioaktives Element. Elektronegativität 2.06. Es bildet Verbindungen mit Fluor (RnF ₂ ) und mit Sauerstoff (RnO ₃ ).

Anwendungen

Wasserstoff

Es wird beim Raketenantrieb und als Kraftstoff in Automotoren verwendet, die Wasserstoff verwenden. Es wird zur Synthese von Ammoniak (NH ₃ ) und zur Hydrierung von Fetten verwendet.

Kohlenstoff

Aus Graphit werden Bleistifte und hochfeste Fasern hergestellt, aus denen Sportartikel hergestellt werden. Diamant wird als hochwertiger Edelstein und in Bohrlöchern als Schleifmittel verwendet. Kohlendioxid wird zur Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken verwendet.

Stickstoff

Es wird zur Herstellung von Ammoniak, Salpetersäure und Harnstoff verwendet. Stickstoff ist ein wesentliches Element für Pflanzen und wird zur Herstellung von Düngemitteln verwendet.

Spiel

Weißer Phosphor wird als Rodentizid, Insektizid und in der Feuerwerksindustrie verwendet. Roter Phosphor wird verwendet, um Streichhölzer herzustellen. Seine Verbindungen werden auch zur Herstellung von Düngemitteln verwendet.

Sauerstoff

Sauerstoff wird zur Herstellung von Stahl, Kunststoffen und Textilien verwendet. Es wird auch in Raketentreibstoffen, Sauerstofftherapie und Atemunterstützung in Flugzeugen, U-Booten und Raumflügen eingesetzt.

Schwefel

Es wird als Rohstoff für die Herstellung von Schwefelsäure, Schießpulver und bei der Vulkanisation von Kautschuken verwendet. Sulfite werden zum Bleichen von Papier und in Fungiziden verwendet.

Selen

Es wird verwendet, um Glas einen scharlachroten Farbton zu verleihen. Es wird auch verwendet, um den grünlichen Schimmer zu neutralisieren, der durch Verunreinigung des Glases mit Eisenverbindungen entsteht. Es wird in Fotozellen mit Anwendung in Türen und Aufzügen eingesetzt.

Fluor

Es wird Zahnpasten zugesetzt, um Hohlräume zu vermeiden. Fluorwasserstoff wird als Rohstoff für Teflon verwendet. Monatomisches Fluor wird zur Herstellung von Halbleitern verwendet.

Chlor

Es wird in der mineralgewinnenden Metallurgie und bei der Chlorierung von Kohlenwasserstoffen zur Herstellung verschiedener Produkte wie PVC verwendet. Chlor wird in Zellstoff- und Textilbleichmitteln verwendet. Es wird auch als Wasserdesinfektionsmittel verwendet.

Brom

Es wird zur Herstellung von Silberbromid für lichtempfindliche Linsen und in fotografischen Filmen verwendet. Es wird auch zur Herstellung des Beruhigungsmittels Natriumbromid und Dibromethan verwendet, einer Antiklopfkomponente in Benzin.

Jod

Kaliumjodid (KI) wird hinzugefügt, um Schilddrüsenkropf zu verhindern. Die Jodtinktur wird als Antiseptikum und Germizid eingesetzt. Jod ist Teil der Schilddrüsenhormone.

Helium

Es wird zum Befüllen von Heißluftballons verwendet und mit Sauerstoff für die Tiefwasseratmung gemischt. Es wird zum Schweißen in einer inerten Atmosphäre verwendet und trägt auch dazu bei, sehr niedrige Temperaturen in der Forschung aufrechtzuerhalten.

Neon

In Glasröhren, die durch Einwirkung von Elektrizität beleuchtet werden (rote Neonlichter).

Argon

Es wird verwendet, um eine Atmosphäre zum Schweißen und zum Befüllen von Glühlampen zu schaffen.

Xenon

Eine Mischung aus Xenon und Krypton wird zur Erzeugung von Blitzen hoher Intensität bei kurzen fotografischen Belichtungen verwendet.

Radon

Es wird zur Behandlung von Krebstumoren durch Strahlentherapie eingesetzt.

Verweise

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