非金属单质_非金属单质由什么构成
1.下列物质中属于非金属单质的是( ) A. 水 B. 氮气 C. 干冰 D. 钙
2.非金属单质
非金属单质的晶体结构可按分子中含有原子数目的多少分成三类:一类是由许多原子组成的巨型分子物质,如金刚石、单晶硅等原子晶体,及灰硒等无限的链状晶体,石墨、灰砷等层状晶体;再一类是由多个原子组成的分子物质,如斜方硫S8、红硒Se8、白磷P4、黄砷As4等分子晶体;还有一类是由1个或2个原子组成的小分子物质,如卤素、稀有气体等分子晶体。
下列物质中属于非金属单质的是( ) A. 水 B. 氮气 C. 干冰 D. 钙
由 原子构成 一定是单质 1、少数非金属单质 如 碳、硅等 2、金属单质 如 铁、铜、汞等 3、稀有气体单质 如 氦、氖、氩等由分子构成的 既有单质又有化合物 1、大多数非金属单质 如 氢气、氧气、氮气、硫、磷等 2、共价化合物(非金属+非金属) 如 水、二氧化碳、氨气、乙醇等
非金属单质
A、水中含有两种元素组成,属于化合物,故A错;
B、氮气由一种元素组成,属于单质,且氮气属于非金属单质,故B正确;
C、二氧化碳中含有两种元素组成,属于化合物,故C错;
D、钙中带有“钅”字旁属于金属单质,故D错.
故选B.
非金属单质的通性
1.概述
(1) 位置及其原子结构
位置:位于元素周期表的右上角。把6种稀有气体除外,一般所指的非金属元素就只有16种。
原子结构:最外层电子数较多,原子半径较小,化学反应中容易结合电子,显示负化合价。
(2) 单质的晶体类型
分子晶体:H2、X2、O2、O3、S8、N2、P4、稀有气体。
原子晶体:金刚石、Si、B。
(3) 单质的同素异形体
氧族、卤族及氮没有同素异形体。
由同种原子组成的晶体,晶格不同,形成不同的单质。如金刚石和石墨。
由同种原子组成的分子,其原子个数不同,形成不同的单质。如O2、O3。
由同种原子组成的分子,其晶格不同,原子个数也不同而形成不同的单质。如白磷和红磷。
2.单质的物理性质
(1) 常温常压下非金属单质的状态
属于分子晶体的,在同类单质中分子量较小(范氏力较小)为气态(F2、Cl2、O2、N2、H2),较大的为液态(Br2),固态(S、P、I2)。
属于原子晶体的是固态(金刚石、硅、硼)。
(2) 单质的熔、沸点
属于分子晶体的由于分子间力较小,故熔、沸点较低。具有相似结构的同类晶体中,一般是分子量越大,其熔、沸点较高。
属于原子晶体的由于共价键的键能大,牢固,所以熔点很高,如金刚石,硬度大。
(3) 水溶性
氟能与水剧烈反应生成HF和O2;氯能溶于水(歧化反应),难溶于饱和食盐水;其它单质的水溶性都很小。
(4) 非金属单质呈固态时有热脆性,可能透明或半透明。
比重较小,无金属光泽((石墨例外)。导电、导热性差。
3.非金属单质的化学性质
(1) 化学惰性:稀有气体;
强氧化性:F2、Cl2、Br2、O2;
以还原性为主:H2、C、Si、B、P、As。
(2) 典型的非金属较易跟金属化合,一般形成离子键,非金属元素得电子,呈负价。
(3) 典型的非金属能跟氢气以极性共价键化合生成气态氢化物(ⅣA—ⅦA),共用电子对偏向非金属元素,非金属元素显负价。
(4) 不同非金属间通过极性键形成化合物,共用电子对偏向吸电子能力强的非金属。
(5) 非金属氧化物一般为酸性氧化物,其对应的水化物是酸,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,则其元素的非金属性也越强。
具体化学性质是:
(1) 与金属反应
绝大多数非金属能与金属直接化合生成盐、氧化物、氮化物和碳化物。反应的难易是:强强易,弱弱难。典型的金属与典型的非金属化合形成离子化合物。
2Na+Cl2=2NaCl
3Fe+2O2 →Fe3O4
3Mg+N2→Mg3N2
金属活动顺序表里的金属都能与F2、Cl2反应,除Ag、Pt、Au外都能与Br2、I2反应,除Pt、Au外都能与S反应,以上均生成无氧酸盐。
注意:2Na+S=Na2S,Hg+S=HgS较易。
(2) 与非金属反应
① 与H2反应生成气态氢化物(以极性键形成气态氢化物,水是液态)。反应的难易是:强易弱难,强稳定。
即使在温度
H2+Cl2→2HCl
非金属气态氢化物大多具有还原性,其规律是:强者弱。
② 与O2反应生成非金属氧化物,除NO、CO外,皆为成盐氧化物。反应规律是强难弱易,卤素不与氧气直接化合,具有强还原性的非金属与氧气反应容易。大多数非金属氧化物是酸性氧化物,其最高氧化物中除CO2为气体外,其余皆为固体。
S+O2=2SO2 4P+5O2=2P2O5
非金属单质形成氧化物的由易到难的程度:P、S、C、Si、N、I、Br、Cl。
40℃左右白磷燃烧,300℃左右煤(C)着火。C、Si可在空气中烧尽,N2在2000℃左右才和氧气化合。I2、Br2、Cl2不与氧气直接化合。
③ 与其它非金属反应
2P+3Cl2=2PCl3
2P+5Cl2=2PCl5
Si+2F2=SiF4
C+2S→CS2
(3) 与水反应
2F2+2H2O=4HF+O2?(置换)
Cl2+H2O=HCl+HClO(Br2、I2相同)(歧化)
C+H2O(g)→CO+H2 (水煤气)
(4) 与碱溶液反应
X2+2NaOH(稀)=NaX+NaXO+H2O(注意:F2例外)
3X2+6NaOH(浓)=5NaX+NaXO3+3H2O(注意:F2例外)
3S+6KOH(浓)=2K2S+K2SO3+3H2O
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2?
P4+3NaOH+3H2O→3NaH2PO2+PH3?
(5) 与氧化性酸反应
不太活泼的非金属C、S、P、I2等具有较强还原性,可被硝酸和浓硫酸等强氧化性酸氧化。
C+2H2SO4(浓)→CO2?+2SO2?+2H2O
C+4HNO3(浓)→CO2?+4NO2?+2H2O
S+2H2SO4(浓)→3SO2?+2H2O
S+6HNO3(浓)→H2SO4+6NO2?+2H2O
P+5HNO3(浓)→H3PO4+5NO2?+H2O
3P(白磷)+5HNO3(稀)+2H2O=3H3PO4+5NO?
I2+10HNO3(浓)=2HIO3+10 NO2?+4H2O
(6) 与氧化物反应
① 与金属氧化物反应(具有还原性的非金属与具有氧化性的金属氧化物发生氧化还原反应。)
C+2CuO→CO2↑+2Cu
C+FeO→CO↑+Fe
Si+2FeO→SiO2+2Fe
H2+CuOH2→O↑+Cu
Na2O+O2=Na2O2
② 与非金属氧化物反应
C+H2O→CO+H2
2C+SiO2 →2CO↑+Si
3C+SiO2→2CO↑+SiC
2F2+2H2O=4HF+O2?
C+CO2→2CO
2SO2+O2=2SO3
2NO+O2=2NO2
(7) 与无氧化酸及无氧酸盐反应
按非金属的活动顺序发生置换反应(强代弱)。
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
Br 2+2NaI=2NaBr+I2
Cl2+Na2S=2NaCl+S?
2H2S+O2=2H2O+2S
2H2S+3O2→2H2O+2SO2
4.非金属单质的制备方法
(1) 氧化阴离子法
电解法(可制取Cl2、F2、O2等)
2NaCl→2Na+Cl2
(电解KHF2,Cu作容器、阴极,石墨作阳极,2KHF2 2KF+H2?+F2?)
用强氧化剂氧化
2KMnO4(浓)+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+Cl2?+8H2O
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2?+2H2O
2NaI+Cl2=2NaCl+I2 H2S+Br2=2HBr+S?
(2) 氧化负价原子(热分解法)
2KMnO4→KMnO4+MnO2+O2?
2H2S+O2(不足)→2S+2H2O
CH4+O2→(不足)C+2H2O
(3) 还原正价元素:用强还原剂将不太活泼的非金属从它们的化合物中还原出来,这种反应需要在高温下进行。
SiCl4+2H2→Si+4HCl?
B2O3+3H2→2B+3H2O
P2O5+C→2P+5CO
2C+SiO2→2CO↑+Si
2Mg+SiO2→2MgO+Si
Zn+2HCl=ZnCl2+H2?
其它:
NH4Cl+NaNO2→NaCl+2H2O+N2?
+2H2OS+6HNO3(浓)→H2SO4+6NO2?+2H2O
P+5HNO3(浓)→H3PO4+5NO2?+H2O
3P(白磷)+5HNO3(稀)+2H2O=3H3PO4+5NO?
I2+10HNO3(浓)=2HIO3+10 NO2?+4H2O
(6) 与氧化物反应
① 与金属氧化物反应(具有还原性的非金属与具有氧化性的金属氧化物发生氧化还原反应。)
C+2CuO→CO2↑+2Cu
C+FeO→CO↑+Fe
Si+2FeO→SiO2+2Fe
H2+CuOH2→O↑+Cu
Na2O+O2=Na2O2
② 与非金属氧化物反应
C+H2O→CO+H2
2C+SiO2 →2CO↑+Si
3C+SiO2→2CO↑+SiC
2F2+2H2O=4HF+O2?
C+CO2→2CO
2SO2+O2=2SO3
2NO+O2=2NO2
(7) 与无氧化酸及无氧酸盐反应
按非金属的活动顺序发生置换反应(强代弱)。
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
Br 2+2NaI=2NaBr+I2
Cl2+Na2S=2NaCl+S?
2H2S+O2=2H2O+2S
2H2S+3O2→2H2O+2SO2
4.非金属单质的制备方法
(1) 氧化阴离子法
电解法(可制取Cl2、F2、O2等)
2NaCl→2Na+Cl2
用强氧化剂氧化
2KMnO4(浓)+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+Cl2?+8H2O
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2?+2H2O
2NaI+Cl2=2NaCl+I2 H2S+Br2=2HBr+S?
(2) 氧化负价原子(热分解法)
2KMnO4→KMnO4+MnO2+O2?
2H2S+O2(不足)→2S+2H2O
CH4+O2→(不足)C+2H2O
(3) 还原正价元素:用强还原剂将不太活泼的非金属从它们的化合物中还原出来,这种反应需要在高温下进行。
SiCl4+2H2→Si+4HCl?
B2O3+3H2→2B+3H2O
P2O5+C→2P+5CO
2C+SiO2→2CO↑+Si
2Mg+SiO2→2MgO+Si
Zn+2HCl=ZnCl2+H2?
其它:
NH4Cl+NaNO2→NaCl+2H2O+N2
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