非金屬元素

氫：符號(hào): H，原

子序數(shù): 1，原子量: 1.00794 amu，熔點(diǎn): -259.14 °C (14.009985 °K, -434.45203 °F)，沸點(diǎn): -252.87 °C (20.280005 °K, -423.166 °F) 質(zhì)子數(shù)/電子數(shù): 1，中子數(shù): 0，類(lèi)別: 非金屬，晶體結(jié)構(gòu): 六邊形結(jié)構(gòu)，密度 @ 293 K: 0.08988 g/cm3，顏色: 無(wú)色 ，HYDROGEN，源自htdor和gen，意為"水的形成"，1766年發(fā)現(xiàn)。是宇宙間最豐富的元素。氫可說(shuō)完全不是以單質(zhì)形態(tài)存在于地球上，可是太陽(yáng)和其他一些星球則全部是由純氫所構(gòu)成。這種星球上發(fā)生的氫熱核反應(yīng)的熱光普照四方，溫暖了整個(gè)宇宙。

氫發(fā)展歷史

氫的存在，早在16世紀(jì)就有人注意到了。曾經(jīng)接觸過(guò)氫氣的也不只一人，但因當(dāng)時(shí)人們把接觸到的各種氣體都籠統(tǒng)地稱(chēng)作“空氣”，因此，氫氣并沒(méi)有引起人們的注意。直到1766年，英國(guó)的物理學(xué)家和化學(xué)家卡文迪什（Cavendish H,1731─1810）用六種相似的反應(yīng)制出了氫氣。這些反應(yīng)包括鋅、鐵、錫分別與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。同年，他在一篇名為“人造空氣的實(shí)驗(yàn)”的研究報(bào)告中談到此種氣體與其它氣體性質(zhì)不同，但由于他是燃素學(xué)說(shuō)的虔誠(chéng)信徒，他不認(rèn)為這是一種新的氣體，他認(rèn)為這是金屬中含有的燃素在金屬溶于酸后放出，形成了這種“可燃空氣”。事實(shí)上是杰出的化學(xué)家拉瓦錫（Lavoisier A L,1743─1794）1785年首次明確地指出：水是氫和氧的化合物，氫是一種元素。并將“可燃空氣”命名為“Hydrogen”。這里的“Hydro”是希臘文中的“水”，“gene”是“源”，“Hydrogen”就是“水之源”的意思。它的化學(xué)符號(hào)為H。我們的“氫”字是采用“輕”的偏旁，把它放進(jìn)“氣”里面，表示“輕氣”。

氫在周期表中的位置

化學(xué)元素周期系1.0表中的第一個(gè)元素，它在所有元素中具有最簡(jiǎn)單的原子結(jié)構(gòu)。它由一個(gè)帶 1電荷的核和一個(gè)軌道電子組成。堿金屬也都具有一個(gè)外層軌道電子，但它們?cè)诜磻?yīng)中很容易失去這個(gè)電子而生成正離子；與此相反，氫不容易失去這個(gè)電子，而是使這個(gè)電子配對(duì)生成一個(gè)共價(jià)鍵。鹵素像氫一樣，比稀有氣體結(jié)構(gòu)缺少一個(gè)電子。在許多反應(yīng)中，鹵素容易獲得一個(gè)電子而生成負(fù)離子；但氫只有在與失電子能力強(qiáng)的金屬反應(yīng)時(shí)才會(huì)獲得電子而生成負(fù)離子。氫的這些獨(dú)特性質(zhì)是由氫的獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)、氫原子特別小的半徑和低的電負(fù)性決定的。因?yàn)樗男再|(zhì)與堿金屬和鹵素的性質(zhì)都不相同，使得很難把它放在周期表中的一個(gè)合適位置上。在本課件中，按原子序數(shù)把氫放在第IA族元素的位置上。

氫的同位素

同一種元素的原子具有不同的質(zhì)量數(shù)，這些原子就叫同位素。質(zhì)量數(shù)產(chǎn)生差異的原因是原子核中含有不同的中子。氫有三種同位素：(氕，符號(hào)H)，(氘，符號(hào)D)和(氚，符號(hào)T)。在它們的核中分別含有0、1和2個(gè)中子，它們的質(zhì)量數(shù)分別為1，2，3。自然界中普通氫內(nèi)H同位素的豐度最大，原子百分比占99.98%，D占0.016%,T的存在量?jī)H為H的10-17。

氫的成鍵特征

氫原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為，電負(fù)性為2.2，當(dāng)氫原子同其它元素的原子化合時(shí)，可以形成：離子鍵，共價(jià)鍵，特殊的鍵型。離子鍵：當(dāng)H與電負(fù)性很小的活潑金屬,如Na,K,Ca等形成氫化物時(shí),H獲得1個(gè)電子形成氫負(fù)離子。這個(gè)離子因具有較大的半徑208pm，僅存在于離子型氫化物的晶體中。

共價(jià)鍵：①、兩個(gè)H原子能形成一個(gè)非極性的共價(jià)單鍵，如H2分子。②、H原子與非金屬元素的原子化合時(shí)，形成極性共價(jià)鍵，例如HCl分子。鍵的極性隨非金屬元素原子的電負(fù)性增大而增強(qiáng)。

特殊的鍵型

①、H原子可以填充到許多過(guò)渡金屬晶格的空隙中，形成一類(lèi)非整比化合物，一般稱(chēng)之為金屬型氫化物，例如：ZrH1.30和LaH2.87等。

②、在硼氫化合物（例如乙硼烷B2H6）和某些過(guò)渡金屬配合物中均存在著氫橋鍵。

③、能形成氫鍵。在含有強(qiáng)極性鍵的共價(jià)氫化物中，近乎裸露的H原子核可以定向吸收鄰近電負(fù)性高的原子（如F、O、N等）上的孤電子對(duì)而形成分子間或分子內(nèi)氫鍵。例如在HF分子間存在著很強(qiáng)的氫鍵。

物理性質(zhì)

單質(zhì)氫是由兩個(gè)H原子以共價(jià)單鍵的形式結(jié)合而成的雙原子分子，其鍵長(zhǎng)為74pm。氫是已知的最輕的氣體，無(wú)色無(wú)臭，幾乎不溶于水（273K時(shí)1的水僅能溶解0.02的氫），氫比空氣輕14.38倍，具有很大的擴(kuò)散速度和很高的導(dǎo)熱性。將氫冷卻到20K時(shí)，氣態(tài)氫可被液化。液態(tài)氫可以把除氦以外的其它氣體冷卻都轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。同溫同壓下，氫氣的密度最小，常用來(lái)填充氣球。

分子氫在地球上的豐度很小，但化合態(tài)氫的豐度卻很大，例如氫存在于水、碳水化合物和有機(jī)化合物以及氨和酸中。含有氫的化合物比其它任何元素的化合物都多。氫在地殼外層的三界（大氣、水和巖石）里以原子百分比計(jì)占17%，僅次于氧而居第二位。

化學(xué)性質(zhì)

(1)、分子氫中H—H鍵的離解能,比一般的單鍵高很多，相當(dāng)于一般雙鍵的離解能。因此常溫下分子氫不活潑。但氫在常溫下能與單質(zhì)氟在暗處迅速反應(yīng)生成HF，而與其它鹵素或氧不發(fā)生反應(yīng)。

(2)、高溫下，氫氣是一個(gè)非常好的還原劑。例如：

①、氫氣能在空氣中燃燒生成水，氫氣燃燒時(shí)火焰可以達(dá)到3273K左右，工業(yè)上常利用此反應(yīng)切割和焊接金屬。

②、高溫下，氫氣還能同鹵素、N2等非金屬反應(yīng)，生成共價(jià)型氫化物。

③、高溫下氫氣與活潑金屬反應(yīng)，生成金屬氫化物。

④、高溫下，氫氣還能還原許多金屬氧化物或金屬鹵化物為金屬

能被還原的金屬是那些在電化學(xué)順序中位置低于鐵的金屬。這類(lèi)反應(yīng)多用來(lái)制備純金屬。

(3)、在有機(jī)化學(xué)中，氫的一個(gè)重要的化學(xué)反應(yīng)是它能夠加在聯(lián)結(jié)兩個(gè)碳原子的雙鍵或三鍵上，使不飽和的碳?xì)浠衔锛託涠蔀轱柡偷奶細(xì)浠衔?，這類(lèi)反應(yīng)叫加氫反應(yīng)。在有機(jī)化學(xué)中，在分子中加入氫即是還原反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)廣泛應(yīng)用于將植物油通過(guò)加氫反應(yīng)，由液體變?yōu)楣腆w，生產(chǎn)人造黃油。也用于把硝基苯還原成苯胺（印染工業(yè)），把苯還原成環(huán)己烷（生產(chǎn)尼龍-66的原料）。氫同CO反應(yīng)生成甲醇等等。

(4)、氫分子雖然很穩(wěn)定，但在高溫下，在電弧中，或進(jìn)行低壓放電，或在紫外線的照射下，氫分子能發(fā)生離解作用，得到原子氫。所得原子氫僅能存在半秒鐘，隨后便重新結(jié)合成分子氫，并放出大量的熱。

碳：CARBON，源自carbo，也就是木炭，這種物質(zhì)發(fā)現(xiàn)得很早，上圖顯示出它的三種自然形式：鉆石、炭和石墨。碳的無(wú)數(shù)化合物是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚奈镔|(zhì)，產(chǎn)品從尼龍和汽油、香水和塑料，一直到鞋油、滴滴涕和炸藥等，范圍廣泛種類(lèi)繁多。

非金屬元素發(fā)現(xiàn)史

碳可以說(shuō)是人類(lèi)接觸到的最早的元素之一，也是人類(lèi)利用得最早的元素之一。自從人類(lèi)在地球上出現(xiàn)以后，就和碳有了接觸，由于閃電使木材燃燒后殘留下來(lái)木炭，動(dòng)物被燒死以后，便會(huì)剩下骨碳，人類(lèi)在學(xué)會(huì)了怎樣引火以后，碳就成為人類(lèi)永久的“伙伴”了，所以碳是古代就已經(jīng)知道的元素。發(fā)現(xiàn)碳的精確日期是不可能查清楚的，但從拉瓦錫(Lavoisier A L 1743—1794法國(guó))1789年編制的《元素表》中可以看出，碳是作為元素出現(xiàn)的。碳在古代的燃素理論的發(fā)展過(guò)程中起了重要的作用，根據(jù)這種理論，碳不是一種元素而是一種純粹的燃素，由于研究煤和其它化學(xué)物質(zhì)的燃燒，拉瓦錫首先指出碳是一種元素。碳在自然界中存在有三種同素異形體──金剛石、石墨、C60。金剛石和石墨早已被人們所知，拉瓦錫做了燃燒金剛石和石墨的實(shí)驗(yàn)后，確定這兩種物質(zhì)燃燒都產(chǎn)生了CO2，因而得出結(jié)論，即金剛石和石墨中含有相同的“基礎(chǔ)”，稱(chēng)為碳。正是拉瓦錫首先把碳列入元素周期表中。C60是1985年由美國(guó)休斯頓賴斯大學(xué)的化學(xué)家哈里可勞特等人發(fā)現(xiàn)的，它是由60個(gè)碳原子組成的一種球狀的穩(wěn)定的碳分子，是金剛石和石墨之后的碳的第三種同素異形體。碳元素的拉丁文名稱(chēng)Carbonium來(lái)自Carbon一詞，就是“煤”的意思，它首次出現(xiàn)是在1787年由拉瓦錫等人編著的《化學(xué)命名法》一書(shū)中。碳的英文名稱(chēng)是Corbon。

非金屬元素碳單質(zhì)

碳在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.027%，在自然界中分布很廣。以化合物形式存在的碳有煤、石油、天然氣、動(dòng)植物體、石灰石、白云石、二氧化碳等。截止1998年底，在全球最大的化學(xué)文摘——美國(guó)化學(xué)文摘上登記的化合物總數(shù)為18.8百萬(wàn)種，其中絕大多數(shù)是碳的化合物。眾所周知，生命的基本單元氨基酸、核苷酸是以碳元素做骨架變化而來(lái)的。先是一節(jié)碳鏈一節(jié)碳鏈地接長(zhǎng)，演變成為蛋白質(zhì)和核酸；然后演化出原始的單細(xì)胞，又演化出蟲(chóng)、魚(yú)、鳥(niǎo)、獸、猴子、猩猩、直至人類(lèi)。這三四十億年的生命交響樂(lè)，它的主旋律是碳的化學(xué)演變?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有碳，就沒(méi)有生命。碳，是生命世界的棟梁之材。純凈的、單質(zhì)狀態(tài)的碳有三種，它們是金剛石、石墨、C60。它們是碳的三種同素異形體。

非金屬元素金剛石

金剛石晶瑩美麗，光彩奪目，是自然界最硬的礦石。在所有物質(zhì)中，它的硬度最大。測(cè)定物質(zhì)硬度的刻畫(huà)法規(guī)定，以金剛石的硬度為10來(lái)度量其它物質(zhì)的硬度。例如Cr的硬度為9、Fe為4.5、Pb為1.5、鈉為0.4等。在所有單質(zhì)中，它的熔點(diǎn)最高，達(dá)3823K。金剛石晶體屬立方晶系，是典型的原子晶體，每個(gè)碳原子都以sp3雜化軌道與另外四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，構(gòu)成正四面體。這是金剛石的面心立方晶胞的結(jié)構(gòu)。

由于金剛石晶體中C─C鍵很強(qiáng)，所有價(jià)電子都參與了共價(jià)鍵的形成，晶體中沒(méi)有自由電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點(diǎn)高，而且不導(dǎo)電。室溫下，金剛石對(duì)所有的化學(xué)試劑都顯惰性，但在空氣中加熱到1100K左右時(shí)能燃燒成CO2。金剛石俗稱(chēng)鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆探用的鉆頭和磨削工具，是重要的現(xiàn)代工業(yè)原料，價(jià)格十分昂貴。

石墨

石墨烏黑柔軟，是世界上最軟的礦石。石墨的密度比金剛石小，熔點(diǎn)比金剛石僅低50K，為3773K。

在石墨晶體中，碳原子以sp2雜化軌道和鄰近的三個(gè)碳原子形成共價(jià)單鍵，構(gòu)成六角平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又連成片層結(jié)構(gòu)。層中每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參加sp2雜化的p軌道，其中有一個(gè)未成對(duì)的p電子，同一層中這種碳原子中的m電子形成一個(gè)m中心m電子的大∏鍵(鍵)。這些離域電子可以在整個(gè)兒碳原子平面層中活動(dòng)，所以石墨具有層向的良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性質(zhì)。

石墨的層與層之間是以分子間力結(jié)合起來(lái)的，因此石墨容易沿著與層平行的方向滑動(dòng)、裂開(kāi)。石墨質(zhì)軟具有潤(rùn)滑性。由于石墨層中有自由的電子存在，石墨的化學(xué)性質(zhì)比金剛石稍顯活潑。由于石墨能導(dǎo)電，有具有化學(xué)惰性，耐高溫，易于成型和機(jī)械加工，所以石墨被大量用來(lái)制作電極、高溫?zé)犭娕?、坩堝、電刷、?rùn)滑劑和鉛筆芯。

碳六十

20世紀(jì)80年代中期，人們發(fā)現(xiàn)了碳元素的第三種同素異形體──C60。從以下三個(gè)方面介紹C60，碳六十的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，1996年10月7日，瑞典皇家科學(xué)院決定把1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予Robert FCurl，Jr(美國(guó))、Harold WKroto(英國(guó))和Richard ESmalley(美國(guó))，以表彰他們發(fā)現(xiàn)C60。1995年9月初，在美國(guó)得克薩斯州Rice大學(xué)的Smalley實(shí)驗(yàn)室里，Kroto等為了模擬N型紅巨星附近大氣中的碳原子簇的形成過(guò)程，進(jìn)行了石墨的激光氣化實(shí)驗(yàn)。他們從所得的質(zhì)譜圖中發(fā)現(xiàn)存在一系列由偶數(shù)個(gè)碳原子所形成的分子，其中有一個(gè)比其它峰強(qiáng)度大20~25倍的峰，此峰的質(zhì)量數(shù)對(duì)應(yīng)于由60個(gè)碳原子所形成的分子。

C60分子結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定

層狀的石墨和四面體結(jié)構(gòu)的金剛石是碳的兩種穩(wěn)定存在形式，當(dāng)60個(gè)碳原子以它們中的任何一種形式排列時(shí)，都會(huì)存在許多懸鍵，就會(huì)非?；顫?，就不會(huì)顯示出如此穩(wěn)定的質(zhì)譜信號(hào)。這就說(shuō)明C60分子具有與石墨和金剛石完全不同的結(jié)構(gòu)。由于受到建筑學(xué)家Buckminster Fuller用五邊形和六邊形構(gòu)成的拱形圓頂建筑的啟發(fā)，Kroto等認(rèn)為C60是由60個(gè)碳原子組成的球形32面體，即由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成，只有這樣C60分子才不存在懸鍵。在C60分子中，每個(gè)碳原子以sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子相連，剩余的未參加雜化的一個(gè)p軌道在C60球殼的外圍和內(nèi)腔形成球面大∏鍵，從而具有芳香性。為了紀(jì)念Fuller，他們提出用Buckminsterfullerene來(lái)命名C60，后來(lái)又將包括C60在內(nèi)的所有含偶數(shù)個(gè)碳所形成的分子通稱(chēng)為Fuller，中譯名為富勒烯。

碳六十的制備

用純石墨作電極，在氦氣氛中放電，電弧中產(chǎn)生的煙炱沉積在水冷反應(yīng)器的內(nèi)壁上，這種煙炱中存在著C60、C70等碳原子簇的混合物。用萃取法從煙炱中分離提純富勒烯，將煙炱放入索氏(Soxhlet)提取器中，用甲苯或苯提取，提取液中的主要成分是C60和C70，以及少量C84和C78。再用液相色譜分離法對(duì)提取液進(jìn)行分離，就能得到純凈的C60溶液。C60溶液是紫紅色的，蒸發(fā)掉溶劑就能得到深紅色的C60微晶。

碳六十的用途

從C60被發(fā)現(xiàn)的短短的十多年以來(lái)，富勒烯已經(jīng)廣泛地影響到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，極大地豐富和提高了科學(xué)理論，同時(shí)也顯示出有巨大的潛在應(yīng)用前

景。據(jù)報(bào)道，對(duì)C60分子進(jìn)行摻雜，使C60分子在其籠內(nèi)或籠外俘獲其它原子或集團(tuán)，形成類(lèi)C60的衍生物。例如C60F60，就是對(duì)C60分子充分氟化，給C60球面加上氟原子，把C60球殼中的所有電子“鎖住”，使它們不與其它分子結(jié)合，因此C60F60表現(xiàn)出不容易粘在其它物質(zhì)上，其潤(rùn)滑性比C60要好，可做超級(jí)耐高溫的潤(rùn)滑劑，被視為“分子滾珠”。再如，把K、Cs、Tl等金屬原子摻進(jìn)C60分子的籠內(nèi)，就能使其具有超導(dǎo)性能。用這種材料制成的電機(jī)，只要很少電量就能使轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。再有C60H60這些相對(duì)分子質(zhì)量很大地碳?xì)浠衔餆嶂禈O高，可做火箭的燃料。

非金屬元素石墨烯

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。

石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯常見(jiàn)的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）。

最外層電子數(shù)大于等于4，所以其原子容易得到電子，常以陰離子形態(tài)存在于離子化合物中，或形成分子晶體、原子晶體。它們的氧化物和氫氧化物一般呈酸性。

元素的金屬性是指元素的原子失電子的能力；元素的非金屬性是指元素的原子得電子的能力。

周期表中的位置關(guān)系

對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō)，同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，原子核電荷數(shù)逐漸增大，而電子層數(shù)卻沒(méi)有變化，因此原子核對(duì)核外電子的引力逐漸增強(qiáng)，隨原子半徑逐漸減小，原子失電子能力逐漸降低，元素金屬性逐漸減弱；而原子得電子能力逐漸增強(qiáng)，元素非金屬性逐漸增強(qiáng)。例如：對(duì)于第三周期元素的金屬性Na＞Mg＞Al，非金屬性Cl＞S＞P＞Si。同主族元素，隨著原子序數(shù)的遞增，電子層逐漸增大，原子半徑明顯增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減小，元素的原子失電子逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱，所以元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性減弱。例如：第一主族元素的金屬性H＜Li＜Na＜K＜Rb＜Cs，鹵族元素的非金屬性F＞Cl＞Br＞I。

綜合以上兩種情況，可以作出簡(jiǎn)明的結(jié)論：在元素周期表中，越向左、下方，元素金屬性越強(qiáng)，金屬性最強(qiáng)的金屬是Cs；越向右、上方，元素的非金屬越強(qiáng)，非金屬性最強(qiáng)的元素是F。例如：金屬性K＞Na＞Mg，非金屬性O(shè)＞S＞P。

化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)關(guān)系

一般說(shuō)來(lái)，元素的金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)與水或酸反應(yīng)越劇烈，對(duì)于的堿的堿性也越強(qiáng)。例如：金屬性Na＞Mg＞Al，常溫時(shí)單質(zhì)Na與水能劇烈反應(yīng)，單質(zhì)Mg與水能緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，而單質(zhì)Al與水在常溫時(shí)很難進(jìn)行反應(yīng)，它們對(duì)應(yīng)的氧化物的水化物的堿性 NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3。元素的非金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)與H?反應(yīng)越劇烈，得到的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，元素的最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)的水化物的酸也越強(qiáng)。例如：非金屬Cl＞S＞P＞Si，Cl?與H?在光照或點(diǎn)燃時(shí)就可能發(fā)生爆炸而化合，S與H?須加熱才能化合，而Si與H?須在高溫下才能化合并且SiH4極不穩(wěn)定；氫化物的穩(wěn)定HCl＞H2S＞PH3＞SiH4；這些元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性

HClO₄＞H₂SO₄＞H₃PO₄＞H₄SiO₄。

因此，在化學(xué)反應(yīng)中的表現(xiàn)可以作為判斷元素的金屬性或非金屬?gòu)?qiáng)弱的依據(jù)。另外，還可以根據(jù)金屬或非金屬單質(zhì)之間的相互置換反應(yīng)，進(jìn)行金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷。一種金屬把另一金屬元素從它的鹽溶液里置換出來(lái)，表明前一種元素金屬性較強(qiáng)；一種非金屬單質(zhì)能把另一種非金屬單質(zhì)從它的鹽溶液或酸溶液中置換出來(lái)，表明前一種元素的非金屬性較強(qiáng)。

性質(zhì)關(guān)系對(duì)比

元素的性質(zhì)與物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系

元素的金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)還原性越強(qiáng)，而它陽(yáng)離子的氧化性越弱。例如：金屬性Na＞Mg＞Al，單質(zhì)的還原性Na＞Mg＞Al，陽(yáng)離子的氧化性Na ＜Mg² ＜Al³ 。中學(xué)化學(xué)教材中金屬活動(dòng)順序表為K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au，而陽(yáng)離子的氧化性為K ＜Ca² ＜Na ＜Mg² ＜Al³ ＜Zn² ＜Fe² ＜Sn² ，它們的單質(zhì)的氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂＞S，還原性Cl2

物理性質(zhì)

非金屬單質(zhì)大多是分子晶體，少部分為原子晶體和過(guò)渡型的層狀晶體。

單質(zhì)共價(jià)鍵數(shù)大部分符合8-N規(guī)則

稀有氣體：8-8=0（2-2=0），為單原子分子鹵素，氫：8-7=1（2-1=1），為雙原子分子VI A族的硫、硒、碲：8-6=2，為二配位的鏈形與環(huán)形分子V A族的磷、砷：8-5=3，為三配位的有限分子P4,As4，灰砷和黑磷為層狀分子IV A族的碳、硅：8-4=4，為四配位的金剛石型結(jié)構(gòu)。少數(shù)分子由于形成π鍵、大Π鍵或d軌道參與成鍵，鍵型發(fā)生變化，于是不遵守8-N規(guī)則。如N2、O2分子中的原子間的鍵不是單鍵；硼單質(zhì)和石墨結(jié)構(gòu)中，鍵的個(gè)數(shù)也不等于8-N個(gè)。

物理性質(zhì)可分為三類(lèi)

稀有氣體及O2、N2、H2等：一般狀態(tài)下為氣體，固體為分子晶體，熔沸點(diǎn)很低多原子分子，S8、P4等：一般狀態(tài)下為固體，分子晶體，熔沸點(diǎn)低，但比第一類(lèi)高大分子單質(zhì)，金剛石、晶態(tài)硅等：原子晶體，熔沸點(diǎn)高

化學(xué)性質(zhì)

活潑非金屬元素，如F2，Cl2，Br2，O2，P S等，能與金屬形成鹵化物、氧化物、硫化物，氫化物或含氧酸鹽等。非金屬元素之間也能形成鹵化物、氧化物、無(wú)氧酸、含氧酸等。

大部分單質(zhì)不與水反應(yīng)，僅鹵素與高溫下的碳能與水發(fā)生反應(yīng)。

非金屬一般不與非氧化性稀酸發(fā)生反應(yīng)，硼、碳、磷、硫、碘、砷等才能被濃硝酸、濃硫酸及王水氧化。

除碳、氮、氧外，一般可以和堿溶液發(fā)生反應(yīng)，對(duì)于有變價(jià)的主要發(fā)生歧化反應(yīng)；Si、B則是從堿溶液中置換出氫氣；濃堿時(shí)，F(xiàn)2能氧化出O2

成鍵方式

非金屬原子之間主要成共價(jià)鍵，而非金屬元素與金屬元素之間主要成離子鍵。

非金屬原子之間成共價(jià)鍵的原因是，兩種原子均有獲得電子的能力，都傾向于獲得對(duì)方的電子使自己達(dá)到穩(wěn)定的構(gòu)型，于是兩者就共用電子對(duì)以達(dá)此目的。

而金屬原子失去電子的能力較強(qiáng)，與非金屬相遇時(shí)就一者失電子、一者得電子，雙方均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

多原子的共價(jià)分子常常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象是軌道雜化，這使得中心原子更易和多個(gè)原子成鍵。

非金屬原子之間形成的共價(jià)鍵中，除了一般的σ鍵和π鍵，還有一種大Π鍵。大Π鍵是離域的，可以增加共價(jià)分子或離子的穩(wěn)定性。

概念

非金屬氣體化學(xué)元素，原子序數(shù)8，符號(hào)O。

【分子式】O2 O3 O4 （已證明存在）O8（紅氧）

名稱(chēng)

氧舊譯作氱（Oxygen）希臘文的意思是“酸素”，該名稱(chēng)是由法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫所起，原因是拉瓦錫錯(cuò)誤地認(rèn)為，所有的酸都含有這種新氣體。在日文里氧氣的名稱(chēng)仍然是“酸素”。而臺(tái)語(yǔ)受到臺(tái)灣日據(jù)時(shí)期的影響，也以“酸素”之日語(yǔ)發(fā)音稱(chēng)呼氧氣。

氧氣的中文名稱(chēng)是清朝徐壽命名的。他認(rèn)為人的生存離不開(kāi)氧氣，所以就命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質(zhì)”，后來(lái)為了統(tǒng)一就用“氧”代替了“養(yǎng)”字，便叫這“氧氣”。

性質(zhì)

氧氣通常條件下是呈無(wú)色、無(wú)臭和無(wú)味的氣體，密度1.429克/升，1.419克/立方厘米（液），1.426克/立方厘米（固），熔點(diǎn)-218.4℃，沸點(diǎn)-182.962℃，在-182.962℃時(shí)液化成淡藍(lán)色液體，在-218.4℃時(shí)凝固成雪狀淡藍(lán)色。固體在化合價(jià)一般為0和-2。電離能為13.618電子伏特。除惰性氣體外的所有化學(xué)元素都能同氧形成化合物。大多數(shù)元素在含氧的氣氛中加熱時(shí)可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物。氧分子在低溫下可形成水合晶體O2.H2O和O2.H2O2，后者較不穩(wěn)定。氧氣在空氣中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎(chǔ)。氧在地殼中豐度占第一位。干燥空氣中含有20.946%體積的氧；水有88.81%重量的氧組成。除了O16外，還有O17和O18同位素。

物理性質(zhì)

為無(wú)色氣體；無(wú)臭，無(wú)味；有強(qiáng)助燃力。

在常壓20℃時(shí)，能在乙醇7 容或水32容中溶解。

氧的單質(zhì)形態(tài)有氧氣(O2)和臭氧(O3)。氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，能幫助燃燒的雙原子的氣體。液氧呈淡藍(lán)色，具有順磁性。氧能跟氫化合成水。臭氧在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是一種有特殊臭味的藍(lán)色氣體。

新的氧單質(zhì)（O4）：O4是意大利的一位科學(xué)家合成的一種新型的氧分子，一個(gè)分子由四個(gè)氧原子構(gòu)成.

振蕩會(huì)發(fā)生爆炸，產(chǎn)生氧氣：O4===振蕩===2O2

它的氧化性比O2強(qiáng)的多.

在大氣中含量極少

合成方法：

意大利羅馬大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用普通氧分子與帶正電的氧離子作用，制造出o4

O4的能量密度比普通氧分子高

O4是一種比黃金還貴的氣體，氧化性極強(qiáng),可以與黃金反應(yīng).

是用普通氧分子和帶正電的氧離子制造出含4個(gè)氧原子的氧分子。

這種氧分子可以穩(wěn)定存在，預(yù)計(jì)構(gòu)型為正四面體或者矩形，從兩種構(gòu)型中性分子O4,正一價(jià)分子O4 和負(fù)一價(jià)分子O4-的基態(tài)電子結(jié)構(gòu),并根據(jù)能量最低原則確定了各自的結(jié)構(gòu)參數(shù),從而得到了O4分子2種結(jié)構(gòu)的基態(tài)總能量、一價(jià)電離能及電子親合勢(shì)能.與氧原子、普通氧分子O2和臭氧分子O3的計(jì)算結(jié)果比較,顯示O4分子可以以正方形結(jié)構(gòu)或正四面體結(jié)構(gòu)形式存在,其中正方形結(jié)構(gòu)更有可能是O4分子的真實(shí)空間結(jié)構(gòu).

化學(xué)性質(zhì)

氧的非金屬性和電負(fù)性僅次于氟，除了氦氖氬氪氟所有元素都能與氧起反應(yīng)，這些反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng)，而反應(yīng)產(chǎn)生的化合物稱(chēng)為氧化物。一般而言，絕大多數(shù)非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機(jī)化合物，可在氧中劇烈燃燒生二氧化碳與水蒸氣。

氧的化合價(jià)：氧的化合價(jià)很特殊一般為-2價(jià)和0價(jià)。而氧在過(guò)氧化物中通常為-1價(jià)。在超氧化物中為-1/2，臭氧化物中氧為-1/3，超氧化物中氧的化合價(jià)只能說(shuō)是超氧根離子，不能單獨(dú)的看每個(gè)原子，因?yàn)殡娮邮橇孔踊模淮嬖?/2個(gè)電子，自然化合價(jià)也就沒(méi)有0.5的說(shuō)法，臭氧化物也一樣。而氧的正價(jià)很少出現(xiàn)，只有在和氟的化合物二氧化氟，二氧化二氟和六氟合鉑酸二氧(O2PTF6)中顯示 2價(jià)和 1價(jià)，在中學(xué)化學(xué)中只要記住氧和氟是沒(méi)有正價(jià)就可以了。

實(shí)驗(yàn)證明，除黃金外的所有金屬都能和氧發(fā)生反應(yīng)生成金屬氧化物，比如鉑在高溫下在純氧中被氧化生成二氧化鉑，黃金一般認(rèn)為不能和氧發(fā)生反應(yīng)，但是有三氧化二金和氫氧化金等化合物，其中金為 3價(jià)；氧氣不能和氯，溴，碘發(fā)生反應(yīng)，但是臭氧可以氧化它們.2100433B

概念

非金屬氣體化學(xué)元素，原子序數(shù)7，符號(hào)N。

【分子式】N2 N3 N4 N60等

非金屬元素發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

編輯

氮?dú)?

1772年由瑞典藥劑師舍勒發(fā)現(xiàn)，后由法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫確定是一種元素。

1787年由拉瓦錫和其他法國(guó)科學(xué)家提出，氮的英文名稱(chēng)nitrogen，是"硝石組成者“的意思。中國(guó)清末化學(xué)家啟蒙者徐壽在第一次把氮譯成中文時(shí)曾寫(xiě)成“淡氣”，意思是說(shuō)，它“沖淡”了空氣中的氧氣。

元素名來(lái)源于希臘文，原意是“硝石”。

非金屬元素含量分布

編輯

氮在地殼中的含量很少，自然界中絕大部分的氮是以單質(zhì)分子氮?dú)獾男问酱嬖谟诖髿庵校獨(dú)庹伎諝怏w積的百分之七十八。氮的最重要的礦物是硝酸鹽。

氮在地殼中的重量百分比含量是0.0046%，總量約達(dá)到4×1012噸。動(dòng)植物體中的蛋白質(zhì)都含有氮。土壤中有硝酸鹽，例如KNO?。在南美洲智利有硝石礦（NaNO?），這是世界上唯一的這種礦藏，是少見(jiàn)的含氮礦藏。宇宙星際已發(fā)現(xiàn)含氮分子，如NH?、HCN等。

氮的豐度1.8×10占16位。自然界的氮有兩種同位素，分別為99.63%、0.365%。

非金屬元素物理性質(zhì)

在室溫下不與空氣，堿，水反應(yīng)，加熱到3273K時(shí)，只有0.1%分解，因此，N2是化學(xué)特性物質(zhì)，

用途

氮的最重要的礦物是硝酸鹽。氮有兩種天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的豐度為99.625%。

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為六方晶胞。

氮?dú)鉃闊o(wú)色、無(wú)味的氣體。氮通常的單質(zhì)形態(tài)是氮?dú)?。它無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，是很不易有化學(xué)反應(yīng)呈化學(xué)惰性的氣體，而且它不支持燃燒。

主要成分：高純氮≥99.999%; 工業(yè)級(jí) 一級(jí)≥99.5%; 二級(jí)≥98.5%。

外觀與性狀：無(wú)色無(wú)臭氣體。

溶解性：微溶于水、乙醇。

主要用途：用于合成氨，制硝酸，用作物質(zhì)保護(hù)劑，冷凍劑。

非金屬元素化學(xué)性質(zhì)

N原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為2s22p3，即有3個(gè)成單電子和一對(duì)孤電子對(duì)，以此為基礎(chǔ)，在形成化合物時(shí)，可生成如下三種鍵型：

形成離子鍵

N原子有較高的電負(fù)性（3.04），它同電負(fù)性較低的金屬，如Li（電負(fù)性0.98）、Ca（電負(fù)性1.00）、Mg（電負(fù)性1.31）等形成二元氮化物時(shí)，能夠獲得3個(gè)電子而形成N3-離子。

N3-離子的負(fù)電荷較高，半徑較大（171pm），遇到水分子會(huì)強(qiáng)烈水解，因此的離子型化合物只能存在于干態(tài)，不會(huì)有N3-的水合離子。

形成共價(jià)鍵

N原子同電負(fù)性較高的非金屬形成化合物時(shí)，形成如下幾種共價(jià)鍵：

⑴N原子采取sp3雜化態(tài)，形成三個(gè)共價(jià)鍵，保留一對(duì)孤電子對(duì)，分子構(gòu)型為三角錐型，例如NH?、NF?、NCl?等。

若形成四個(gè)共價(jià)單鍵，則分子構(gòu)型為正四面體型，例如NH? 離子。

⑵N原子采取sp2雜化態(tài)，形成2個(gè)共價(jià)雙鍵和1個(gè)單鍵，并保留有一對(duì)孤電子對(duì)，分子構(gòu)型為角形，例如Cl—N=O。（N原子與Cl 原子形成一個(gè)σ 鍵和一個(gè)π鍵，N原子上的一對(duì)孤電子對(duì)使分子成為角形。）

若沒(méi)有孤電子對(duì)時(shí)，則分子構(gòu)型為三角形，例如HNO?分子或NO?-離子。硝酸分子中N原子分別與三個(gè)O原子形成三個(gè)σ鍵，它的π軌道上的一對(duì)電子和兩個(gè)O原子的成單π電子形成一個(gè)三中心四電子的不定域π鍵。在硝酸根離子中，三個(gè)O原子和中心N原子之間形成一個(gè)四中心六電子的不定域大π鍵。

這種結(jié)構(gòu)使硝酸中N原子的表觀氧化數(shù)為 5，由于存在大π鍵，硝酸鹽在常況下是足夠穩(wěn)定的。

⑶N原子采取sp 雜化，形成一個(gè)共價(jià)叁鍵，并保留有一對(duì)孤電子對(duì)，分子構(gòu)型為直線形，例如N?分子和CN-中N原子的結(jié)構(gòu)。

形成配位鍵

N原子在形成單質(zhì)或化合物時(shí)，常保留有孤電子對(duì)，因此這樣的單質(zhì)或化合物便可作為電子對(duì)給予體，向金屬離子配位。例如[Cu(NH?)?]2 。

氮共有九種氧化物：一氧化二氮（N?O）、一氧化氮（NO）、一氧化氮二聚體（N?O?）、二氧化氮（NO?）、三氧化二氮（N?O?）、四氧化二氮（N?O?）、五氧化二氮（N?O?）、疊氮化亞硝酰（N?O），第九種氮的氧化物三氧化氮（NO?）作為不穩(wěn)定的中間體存在于多種反應(yīng)之中。

非金屬在室溫下可以是氣體或固體（除了溴，惟一一個(gè)液體非金屬元素）。非金屬元素在固體時(shí)并沒(méi)有閃亮的表面，但是不同的元素會(huì)有不同的顏色，例如碳是黑色的，而硫是黃色的。非金屬的硬度有明顯的差別，例如硫是很軟的，但鉆石（碳的一種）卻是全世界最硬的。非金屬是易碎的，而且密度比金屬要低。非金屬不是好的導(dǎo)熱體，是電的絕緣體（除了碳在石墨的形態(tài)下）。

非金屬非金屬性

是非金屬元素的通性，它指某種非金屬元素的原子得到電子的能力。某元素原子非金屬性越強(qiáng)，即其得電子能力越強(qiáng)。由元素周期表上看，靠右的元素非金屬性比靠左的元素非金屬性要強(qiáng)，靠上的元素非金屬性比靠下的元素非金屬性要強(qiáng)。對(duì)于元素的單質(zhì)，非金屬性體現(xiàn)在單質(zhì)的氧化性上。

非金屬物理性質(zhì)

非金屬單質(zhì)大多是分子晶體，少部分為原子晶體和過(guò)渡型的層狀晶體。

單質(zhì)共價(jià)鍵數(shù)大部分符合8-N規(guī)則：

1、稀有氣體：8-8=0（2-2=0），為單原子分子。

2、鹵素，氫：8-7=1（2-1=1），為雙原子分子。

3、VIA族的硫、硒、碲：8-6=2，為二配位的鏈形與環(huán)形分子。

4、VA族的磷、砷：8-5=3，為三配位的有限分子P_4、As₄，灰砷和黑磷為層狀分子。

5、IVA族的碳、硅：8-4=4，為四配位的金剛石型結(jié)構(gòu)。

少數(shù)分子由于形成π鍵、大π鍵或d軌道參與成鍵，鍵型發(fā)生變化，于是不遵守8-N規(guī)則。如N₂、O₂分子中的原子間的鍵不是單鍵；硼單質(zhì)和石墨結(jié)構(gòu)中，鍵的個(gè)數(shù)也不等于8-N個(gè)。

物理性質(zhì)可分為三類(lèi)：

1. 稀有氣體及O₂、N₂、H₂等：一般狀態(tài)下為氣體，固體為分子晶體，熔沸點(diǎn)很低

2. 多原子分子，S₈、P₄等：一般狀態(tài)下為固體，分子晶體，熔沸點(diǎn)低，但比第一類(lèi)高

3. 大分子單質(zhì)，金剛石、晶態(tài)硅等。原子晶體，熔沸點(diǎn)高。

非金屬氧化性還原性

元素的金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)還原性越強(qiáng)，而它陽(yáng)離子的氧化性越弱。例如：金屬性Na>Mg>Al，單質(zhì)的還原性Na>Mg>Al，陽(yáng)離子的氧化性Na Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au，而陽(yáng)離子的氧化性為：K S，它們的單質(zhì)的氧化性Cl2>Br2>I2>S，還原性Cl2。

非金屬元素周期表

對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō)，同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，原子核電荷數(shù)逐漸增大，而電子層數(shù)卻沒(méi)有變化，因此原子核對(duì)核外電子的引力逐漸增強(qiáng)，隨原子半徑逐漸減小，原子失電子能力逐漸降低，元素金屬性逐漸減弱；而原子得電子能力逐漸增強(qiáng)，元素非金屬性逐漸增強(qiáng)。

例如：對(duì)于第三周期元素的金屬Na>MgS>P>Si。

同主族元素，隨著原子序數(shù)的遞增，電子層逐漸增大，原子半徑明顯增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減小，元素的原子失電子逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱，所以元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性減弱。

例如：第一主族元素的金屬性H Cl>Br>I。

綜合以上兩種情況，可以作出簡(jiǎn)明的結(jié)論：在元素周期表中，越向左、下方，元素金屬性越強(qiáng)，金屬性最強(qiáng)的金屬是Cs；越向右、上方，元素的非金屬越強(qiáng)，非金屬性最強(qiáng)的元素是F。

例如：金屬性K>Na>Mg，非金屬性O(shè)>S>P。

非金屬化學(xué)反應(yīng)

一般說(shuō)來(lái)，元素的金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)與水或酸反應(yīng)越劇烈，對(duì)應(yīng)的堿的堿性也越強(qiáng)。例如：金屬性Na>Mg>Al，常溫時(shí)單質(zhì)Na與水能劇烈反應(yīng)，單質(zhì)Mg與水能緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，而單質(zhì)Al與水在常溫時(shí)很難進(jìn)行反應(yīng)，它們對(duì)應(yīng)的氧化物的水化物的堿性NaOH>Mg(OH) ₂>Al(OH) ₃。元素的非金屬性越強(qiáng)，它的單質(zhì)與H ₂反應(yīng)越劇烈，得到的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，元素的最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)的水化物的酸也越強(qiáng)。

例如：非金屬Cl>S>P>Si，Cl ₂與H ₂在光照或點(diǎn)燃時(shí)就可能發(fā)生爆炸而化合，S與H ₂須加熱才能化合，而Si與H ₂須在高溫下才能化合并且SiH ₄極不穩(wěn)定；氫化物的穩(wěn)定HCl>H ₂S>PH ₃>SiH ₄；這些元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性HClO ₄>H ₂SO ₄>H ₃PO ₄>H ₄SiO ₄。

因此，在化學(xué)反應(yīng)中的表現(xiàn)可以作為判斷元素的金屬性或非金屬?gòu)?qiáng)弱的依據(jù)。另外，還可以根據(jù)金屬或非金屬單質(zhì)之間的相互置換反應(yīng)，進(jìn)行金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷。一種金屬把另一金屬元素從它的鹽溶液里置換出來(lái)，表明前一種元素金屬性較強(qiáng)；一種非金屬單質(zhì)能把另一種非金屬單質(zhì)從它的鹽溶液或酸溶液中置換出來(lái)，表明前一種元素的非金屬性較強(qiáng)。

非金屬與金屬性區(qū)別

在金屬晶體中，金屬原子的自由電子在整個(gè)晶體中移動(dòng)，依靠此種流動(dòng)電子，使金屬原子相互結(jié)合成為晶體的鍵稱(chēng)為金屬鍵。對(duì)于主族元素，隨原子序數(shù)的遞增，金屬鍵的強(qiáng)度逐漸減弱，因此金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸降低。

成鍵方式 非金屬原子之間主要成共價(jià)鍵，而非金屬元素與金屬元素之間主要成離子鍵。

非金屬原子之間成共價(jià)鍵的原因是，兩種原子均有獲得電子的能力，都傾向于獲得對(duì)方的電子使自己達(dá)到穩(wěn)定的構(gòu)型，于是兩者就共用電子對(duì)以達(dá)此目的。而金屬原子失去電子的能力較強(qiáng)，與非金屬相遇時(shí)就一者失電子、一者得電子，雙方均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。多原子的共價(jià)分子常常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象是軌道雜化，這使得中心原子更易和多個(gè)原子成鍵。非金屬原子之間形成的共價(jià)鍵中，除了一般的σ鍵和π鍵，還有一種大π鍵。大π鍵是離域的，可以增加共價(jià)分子或離子的穩(wěn)定性。

非金屬物質(zhì)分類(lèi)

非金屬化合物

由于非金屬元素復(fù)雜的成鍵方式，幾乎所有的化合物中都含有非金屬元素。

如果非金屬元素與金屬元素一同形成無(wú)機(jī)化合物，則可以形成無(wú)氧酸鹽、含氧酸鹽及配合物這幾類(lèi)物質(zhì)。如果只由非金屬元素形成無(wú)機(jī)物，則可以形成一系列共價(jià)化合物，如酸等。非金屬元素碳是有機(jī)化合物的基礎(chǔ)。

非金屬分子氫化物

除稀有氣體以外，所有非金屬元素都能形成最高價(jià)態(tài)的共價(jià)型簡(jiǎn)單氫化物。

熔沸點(diǎn)：同一族的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)從上到下遞增。但NH ₃、H ₂O、HF的沸點(diǎn)因?yàn)榇嬖跉滏I而特別高。

熱穩(wěn)定性：同一周期自左向右依次增加，同一族自上而下減少，與非金屬元素電負(fù)性變化規(guī)律一樣。

還原性：除HF外都具有還原性，其變化規(guī)律與穩(wěn)定性相反，穩(wěn)定性大的還原性小。此外C、Si、B能分別形成碳烷、硅烷、硼烷一系列非金屬原子數(shù)≥2的氫化物。

非金屬含氧酸及其鹽

除稀有氣體、氧、氟元素以外，所有非金屬元素都能形成含氧酸，且在酸中呈正氧化態(tài)。同一族從下到上、同一周期從左到右，非金屬最高價(jià)含氧酸的酸性逐漸增強(qiáng)。但其他價(jià)含氧酸不遵循此規(guī)律。

非金屬含氧酸中，高氧化態(tài)的強(qiáng)酸常具有氧化性，如硫酸（H ₂SO ₄）、硝酸（HNO ₃）等；一些弱酸如次氯酸也是氧化性酸。還原性酸包括亞硫酸、亞磷酸等。2100433B

鋁合金牌號(hào)術(shù)語(yǔ)

1）合金元素 alloying element

為使金屬具有某種特性，在基體金屬中有意加入或保留的金屬或非金屬元素。

鋁合金牌號(hào)雜質(zhì)

impurity

存在于金屬中的但并非有意加入或保留的金屬或非金屬元素。