NIET-METALEN: GESCHIEDENIS, EIGENSCHAPPEN, GROEPEN, GEBRUIK - CHEMIE - 2026

De niet-metalen zijn een groep elementen die zich aan de rechterkant van het periodiek systeem bevinden, behalve dat de waterstof zich in groep 1 (IA) bevindt, met de alkalimetalen. Als je wilt weten wat ze zijn, moet je naar de rechterbovenhoek van het p-blok kijken.

Niet-metalen atomen zijn relatief klein en hun buitenste elektronische schil heeft een groot aantal elektronen. Niet-metalen elementen omvatten vaste stoffen, vloeistoffen en gassen; Hoewel de meeste in gasvormige toestand zijn, verrijken verschillende de atmosfeer.

Niet-metalen elementen in bruin

Een groot deel van de niet-metalen is in alle levende wezens aanwezig in de vorm van verbindingen en macromoleculen. Bijvoorbeeld: koolstof, zuurstof en waterstof zijn aanwezig in alle eiwitten, lipiden, koolhydraten en nucleïnezuren.

Fosfor is aanwezig in alle nucleïnezuren en in sommige koolhydraten en lipiden. Zwavel wordt in veel eiwitten aangetroffen. Stikstof maakt deel uit van alle nucleïnezuren en eiwitten.

Aan de andere kant bestaan ​​ondergronds, methaangassen en ruwe olie bijna volledig uit niet-metalen elementen. In feite geven koolwaterstoffen (koolstof en waterstof) een idee van hoe overvloedig niet-metalen zijn ondanks hun lagere aantal elementen in het periodiek systeem.

Geschiedenis

Sinds de oudheid (3750 v.Chr.) Gebruikten de Egyptenaren steenkool om het aanwezige koper in hun mineralen, zoals korvelliet en malachiet, te verminderen.

In 1669 slaagde Hennin Brand erin fosfor te isoleren uit verzamelde urine. Henry Cavendish (1776) slaagde erin waterstof te identificeren, hoewel verschillende onderzoekers, waaronder Robert Boyle (1670), waterstof produceerden door een sterk zuur met een metaal te laten reageren.

Carl Scheele produceerde zuurstof door kwikoxide te verhitten met nitraten (1771). Curtois slaagde erin het jodium te isoleren terwijl hij probeerde salpeter te bereiden uit zeewier (1811). Balard en Gmelin geïsoleerd broom (1825).

In 1868 ontdekten Janssen en Lockger onafhankelijk helium door een gele lijn te observeren in de studie van het spectrum van zonlicht dat niet tot een ander element behoorde. Moissan slaagde erin fluor te isoleren (1886).

In 1894 ontdekten Lord Rayleigh en Ramsey argon door de eigenschappen van stikstof te bestuderen. Ramsay en Travers (1898) isoleerden krypton, neon en xenon uit vloeibaar argon door cryogene destillatie uit lucht.

Fysische en chemische eigenschappen

Zwavel is een van de meest representatieve niet-metalen elementen. Bron: Ben Mills via Wikipedia.

Fysiek

Enkele van de fysieke eigenschappen van niet-metalen zijn:

-Ze hebben een lage elektrische geleiding, behalve koolstof in de vorm van grafiet, dat een goede geleider van elektriciteit is.

-Ze kunnen verschijnen onder het fysieke voorkomen van vaste stoffen, vloeistoffen of gassen.

-Ze hebben een lage thermische geleiding, behalve koolstof in de vorm van diamant, die zich niet gedraagt ​​als thermische isolator.

-Ze hebben weinig glans, in tegenstelling tot de metaalglans van metalen.

-Niet-metalen vaste stoffen zijn broos, dus ze zijn niet ductiel of kneedbaar.

-Ze hebben een laag smeltpunt en kookpunt.

-Ze kunnen verschillende kristallijne structuren hebben. Zo hebben fosfor, zuurstof en fluor een kubische kristallijne structuur; waterstof, koolstof en stikstof, hexagonaal; en zwavel, chloor, broom en jodium, orthorhombisch.

Chemie

Niet-metalen worden gekenmerkt door een hoge ionisatie-energie en een hoge elektronegativiteitswaarde. Fluor heeft bijvoorbeeld de hoogste elektronegativiteit (3,98) en is het meest reactieve element van de niet-metalen.

Maar verrassend genoeg hebben de edelgassen helium (5,5) en neon (4,84) de hoogste elektronegativiteit. Ze zijn echter chemisch inert omdat de buitenste elektronicaschalen vol zijn.

Niet-metalen vormen ionische verbindingen met metalen en covalent met niet-metalen.

Niet-metalen elementen vormen diatomische moleculen, verbonden door covalente bindingen. Ondertussen hebben de atomen van edelgassen de vorm van atomaire eenheden.

Ze vormen zuuroxiden die reageren met water om zuren te creëren.

Niet-metalen groepen en elementen

Groep 1

Het bestaat uit waterstof, een kleurloos en reukloos gas, diatomisch. Oxidatietoestand +1. Het heeft een lagere dichtheid dan lucht. In vaste toestand heeft het een hexagonale kristallijne structuur. Waterstof is niet erg reactief.

Groep 14

Koolstof is het enige niet-metaal in deze groep. Koolstof in de vorm van grafiet is een glanzende vaste stof met een hexagonale kristallijne structuur. Het heeft een hoge elektrische geleidbaarheid. De meest voorkomende oxidatietoestanden zijn +2 en +4.

Groep 15

Stikstof

Kleurloos en reukloos gas. Het is een licht reactief element en iets dichter dan lucht. Meest voorkomende oxidatietoestanden: -3 en +5. Het vormt twee atomen moleculen, N ₂ .

Bij elkaar passen

Effen, de kleur kan wit, geel of zwart zijn. Beetje reactief. Orthorhombische kristalstructuur. Elektronegativiteit 2.1. Meest voorkomende oxidatietoestanden: -3 en +5.

Groep 16

Zuurstof

Kleurloos of lichtblauw gas, geurloos. Over het algemeen niet reactief. Kubieke kristalstructuur. Het is een isolator en een sterk oxidatiemiddel. Elektronegativiteit 3.5. Oxidatietoestand -2

Zwavel

Heldergele, broze, matig reactieve vaste stof. Orthorhombische kristalstructuur. Vormt covalente bindingen. Elektronegativiteit 2.5. Meest voorkomende oxidatietoestanden: -2, +2, +4 en +6.

Selenium

Grijze of roodachtige tot zwarte vaste stof. Grijs selenium vertoont lichtgevoelige elektrische geleidbaarheid. Het is een zachte en broze vaste stof. Elektronegativiteit 2.4. Oxidatietoestanden: -2, +2, +4 en +6.

Groep 17

Fluor

Het is een bleekgeel gas, erg giftig. Het is een zeer reactief element. Het komt voor als twee atomen moleculen, F ₂ . In vaste toestand kristalliseert het in kubische vorm. Elektronegativiteit 3.98. Oxidatietoestanden -1.

Chloor

Het is een groen-geel gas. Het presenteert twee atomen moleculen, Cl ₂ . Het is erg reactief. In vaste toestand is de kristallijne structuur orthorhombisch. Elektronegativiteit 3.0. Oxidatietoestanden: - 1, +1, +3, +5, +7.

Broom

Het is een roodbruine vloeistof. Elektronegativiteit 2.8. Oxidatietoestanden -1, +1, +3, +5 en +7.

Jodium

Het is een vaste stof van zwarte kleur die bij sublimatie een violette damp afgeeft. Orthorhombische kristalstructuur. Metaaljodiden zijn ionisch. Elektronegativiteit 2.5. Oxidatietoestanden: -1, +1, +3, +5 en +7.

Astatus

Het is een effen zwart. Kubieke kristalstructuur gecentreerd op het gezicht. Elektronegativiteit 2.2. Het is een zwak oxidatiemiddel.

Groep 18

Helium

Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid. Elektronegativiteit 5.5. Het is chemisch inert en niet brandbaar. Lage dichtheid en hoge vloeibaarheid.

Neon

Hoge koelcapaciteit in vloeibare toestand. Elektronegativiteit 4.84. Het is de minst reactieve van de edelgassen.

Argon

Het is dichter dan lucht. Chemisch inert. Elektronegativiteit 3.2.

Krypton

Elektronegativiteit 2,94. Het kan reageren met fluor om krypton difluoride (KrF ₂ ) te vormen.

Xenon

Het passeert de bloed-hersenbarrière. Het reageert op elektrische stroom door licht te produceren. Elektronegativiteit 2.2. Vormt complexen met fluor, goud en zuurstof.

Radon

Het is een radioactief element. Elektronegativiteit 2.06. Het vormt verbindingen met fluor (RnF ₂ ) en met zuurstof (RnO ₃ ).

Toepassingen

Waterstof

Het wordt gebruikt in de voortstuwing van raketten en als brandstof in automotoren die waterstof gebruiken. Het wordt gebruikt bij de synthese van ammoniak (NH ₃ ) en bij de hydrogenering van vetten.

Koolstof

Grafiet wordt gebruikt bij de vervaardiging van potloden en zeer sterke vezels die worden gebruikt bij de vervaardiging van sportartikelen. Diamant wordt gebruikt als edelsteen en in boorgaten als schuurmiddel. Koolstofdioxide wordt gebruikt bij de productie van koolzuurhoudende dranken.

Stikstof

Het wordt gebruikt bij de productie van ammoniak, salpeterzuur en ureum. Stikstof is een essentieel element voor planten en wordt gebruikt bij de productie van meststoffen.

Bij elkaar passen

Witte fosfor wordt gebruikt als rodenticide, insecticide en in de vuurwerkindustrie. Rode fosfor wordt gebruikt om lucifers te maken. De verbindingen worden ook gebruikt bij het maken van meststoffen.

Zuurstof

Zuurstof wordt gebruikt bij de vervaardiging van staal, kunststoffen en textiel. Het wordt ook gebruikt in raketstuwstoffen, zuurstoftherapie en ademhalingshulp in vliegtuigen, onderzeeërs en ruimtevluchten.

Zwavel

Het wordt gebruikt als grondstof voor de productie van zwavelzuur, buskruit en bij het vulkaniseren van rubbers. Sulfieten worden gebruikt om papier te bleken en in fungicide.

Selenium

Het wordt gebruikt om een ​​scharlakenrode tint aan glas te geven. Het wordt ook gebruikt om de groenachtige tint te neutraliseren die wordt veroorzaakt door vervuiling van het glas met ijzerverbindingen. Het wordt gebruikt in foto-elektrische cellen met toepassing in deuren en liften.

Fluor

Het wordt toegevoegd aan tandpasta's om gaatjes te voorkomen. Waterstoffluoride wordt gebruikt als grondstof voor teflon. Monatomisch fluor wordt gebruikt bij de vervaardiging van halfgeleiders.

Chloor

Het wordt gebruikt in de extractieve metallurgie en bij de chlorering van koolwaterstoffen voor de vervaardiging van verschillende producten zoals PVC. Chloor wordt gebruikt in houtpulp en textielbleekmiddelen. Het wordt ook gebruikt als waterdesinfectiemiddel.

Broom

Het wordt gebruikt bij de bereiding van zilverbromide voor lichtgevoelige lenzen en in fotografische film, en bij de vervaardiging van het kalmeringsmiddel natriumbromide en dibromethaan, een antiklopcomponent in benzine.

Jodium

Kaliumjodide (KI) wordt toegevoegd om schildklierstruma te voorkomen. De tinctuur van jodium wordt gebruikt als antisepticum en germicide. Jodium maakt deel uit van de schildklierhormonen.

Helium

Het wordt gebruikt bij het vullen van heteluchtballonnen en gemengd met zuurstof voor ademhaling in diep water. Het wordt gebruikt voor lassen in een inerte atmosfeer, en helpt ook bij het handhaven van zeer lage temperaturen bij onderzoek.

Neon

In glazen buizen die worden verlicht door de werking van elektriciteit (rode neonlichten).

Argon

Het wordt gebruikt om een ​​atmosfeer te creëren bij het lassen en bij het vullen van gloeilampen.

Xenon

Een mengsel van xenon en krypton wordt gebruikt bij de productie van flitsen met hoge intensiteit bij korte fotografische belichtingen.

Radon

Het wordt gebruikt bij de behandeling van kankertumoren door middel van bestralingstherapie.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde . (Vierde druk). Mc Graw Hill.
3. Mathews, CK, van Holde, KE en Ahern, KG (2002). Biochemie. Derde editie. Bewerk. Pearson-Addison Wesley
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (06 oktober 2019). Wat zijn de eigenschappen van niet-metalen? Hersteld van: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Niet-metalen. Hersteld van: en.wikipedia.org
6. De redactie van Encyclopaedia Britannica. (5 april 2016). Niet-metalen. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: britannica.com
7. José M. Gavira Vallejo. (27 januari 2016). Wat zijn de polygene elementen? En hoe zit het met icosagens, crystallógens, chalcogens …? Hersteld van: triplenlace.com