Презентація до курсу "Хімія у побуті" "Неметали"

Неметали

Фізичні властивості неметалів Неметали відрізняються від металів тим, що вони мають більшу кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні. Тому їх окислювальні властивості виражені сильніше, ніж у металів.

Для неметалів характерна властивість приєднувати електрони, проявляючи окислювальні властивості. Найсильнішим окислювачем є флуор.

Якщо розглядати метали, то неозброєним оком можна помітити спільні властивості — металевий блиск, твердий агрегатний стан (виняток — рідка ртуть), тепло- та електропровідність.

З неметалами все набагато складніше. Вони можуть мати молекулярну і немолекулярну будову. Через відмінності в будові прості неметалеві речовини існують у трьох агрегатних станах:

Молекулярні неметали: Леткі, газоподібні, безбарвні Оксиген та Гідроген. Газоподібні, кольорові Хлор (жовто-зелений), Флуор (блідозелений). Єдиним рідким представником є ​​темно-червоний бром. Тверді, але крихкі речовини з низькою температурою плавлення — кристали Йоду, Сульфуру, білого Фосфору.

Немолекулярні: тверді речовини з високою температурою плавлення — кремній, графіт, алмаз і червоний фосфор. Більшість неметалевих речовин погано проводять електричний струм і тепло. Винятком є ​​графіт — форма Карбону.

Хімічні властивості неметалів 1. Реакції з металами. Са + Сl2 = СаСl2 Са + S = СаS Са + O2 = СаO2 Ca + 2P = Ca3P2 Са + Н2 = СаН2

2. Реакції з Гідрогеном Cl2 + H2 = 2HCl С + 2Н2 = СН4

3. Реакції з Оксигеном S + O2 = SO2 P + 5O2 = 2P2O5

4. Взаємодія неметалів один з одним S + 3F2 = SF6 C + 2Cl2 = CCl4

Інертні елементи Елементи 8 групи – безбарвні гази без запаху з дуже низькими температурами кипіння. Їх ще називають благородні гази або інертні елементи.

Французький інженер Жорж Клод вперше виготовив неонові лампи в 1910 році. Власників будинків не цікавили лампи через їх помаранчеве світіння, тому Клод зігнув їх у формі літер, продав їх власникам магазинів для вивісок, і народилася оригінальна неонова вивіска.

Коли електрика високої напруги проходить через трубку, наповнену неоном, газ світиться яскраво-оранжевим кольором. Сьогодні всі яскраві світлові вивіски називаються неоновими, але лише помаранчеві неонові лампи містять справжній неон. Інші кольори «неонових» ламп виготовляються з парів ртуті або криптонових трубок, покритих люмінофором.

Лампочки розжарювання наповнені аргоном, що дозволяє нитці розжарювання горіти гаряче та яскраво, не реагуючи з киснем

Галогенні лампи Галогенна лампа — лампа розжарення, в балон якої додано буферний газ: пари галогенів (брому або йоду). Це підвищує тривалість життя лампи до 2000–4000 годин, і дозволяє підвищити температуру спіралі.

Хоча галогенні лампи не досягають ефективності люмінесцентних і тим більше – світлодіодних ламп, їхня перевага полягає в тому, що вони можуть бути використані як пряма заміна звичайним лампам розжарення.

Галогенні лампи також активно використовуються в аеродромних вогнях, автомобільних фарах. Потужні галогенні лампи використовуються у прожекторах, рампах, а також для освітлення під час фото- , кіно- та відеознімання, в кінопроекційній апаратурі.

Лампи з Нітрогеном Азот може використовуватися в лампах, де не потрібно великої яскравості, і де важлива економія енергії. В азотному середовищі створюється слабкий світловий викид, такий як у лампах з низьким споживанням енергії (наприклад, енергозберігаючих лампах). Азот є безпечним і дешевим газом для використання у таких лампах .

Фосфор Фосфор був випадково відкритий німецьким алхіміком Геннігом Брандом. У 1669 році, шукаючи міфічний філософський камінь (матеріал, який, як вважали деякі, міг перетворити будь-який метал на золото), він кілька днів кип’ятив велику каструлю, наповнену сечею.

Це утворило таємничу сяючу речовину, яку він назвав фосфором, що означає «подавець світла». Фосфор є першим елементом, який має першовідкривача із записаною назвою.

У природі він ніколи не буває чистим і зустрічається в різних мінералах. Фосфор має кілька легкозаймистих твердих форм, включаючи червоний, білий, чорний і фіолетовий. Світіння, яке побачив Бренд, було викликано реакцією білого фосфору з киснем.

Смужки з боків сірникових коробок містять чистий фосфор. Більш складні сполуки фосфору, які використовуються в пестицидах, є отруйними. На основі кальцій фосфату виготовляються люмінофори - речовини, що світяться в темряві

Сульфур Відома з давніх часів, сірка є одним з небагатьох неметалів, які можна знайти в чистому вигляді в природі. Цей жовтий кристалічний елемент зустрічається у великих кількостях поблизу вулканічних кратерів. Її кристали горять, плавлячись у криваво-червону рідину. У деяких релігіях сірка вважається паливом, яке горить у підземному світі.

Цей елемент є звичайним інгредієнтом багатьох речовин, що неприємно пахнуть. Наприклад, запах тухлого яйця, вулканічних водойм з’являється через сірководень. Інші приклади включають спрей скунса, газоподібну речовину, що виділяється нарізаною цибулею, і запах квітки титану арум.

Близько 85 відсотків сірки перетворюється на сірчану кислоту, яка є інгредієнтом для добрив, нафтопереробки та видалення іржі з чавуну та сталі. Сполуки сірки зміцнюють натуральний каучук для використання в шинах, зберігають сухофрукти. Елемент також має антибактеріальні властивості і використовується в медицині. Глибоко під поверхнею вода нагрівається через збільшення тиску, розчиняючи сірку в навколишньому ґрунті та скелях. Сірка зв’язується з киснем, утворюючи сульфат, який надає гарячим джерелам смердючого запаху.

На слайді зображено гаряче джерело в Данакільській западині Африки, оточене жовтою кіркою чистої сірки. Це дика вулканічна зона, наповнена кратерами, що вивергаються, посушливими пустелями, киплячою грязюкою та басейнами незвичайних кольорів, спричинених наявністю сірки та багатьох мінеральних солей.

Карбон Вуглець має найбільшу кількість алотропів з усіх елементів. Алотропи — це різні фізичні форми, в яких може існувати елемент. Атоми вуглецю, розташовані в листах, утворюють м’який, гнучкий графіт. Розташовані у вигляді переплетеної решітки, вони утворюють один із найтвердіших матеріалів у світі: алмаз. Згорнутий у циліндри чи сфери вуглець утворює фулерен, речовину, яка у сто разів міцніша за сталь.

Вуглець міститься майже в усьому, до чого ми торкаємось, від їжі до житла та одягу. Сталь, порох, олівці, двигуни, системи фільтрації, мастильні матеріали, пальне та чорнило — все це засновано на вуглеці. Він є основою для виробництва чудового графену, матеріалу, міцнішого за сталь і гнучкішого за гуму.

Структурна будова Фуллерену

Чистий вуглець існує на Землі в трьох формах – графіт, алмаз і бакмінстерфуллерен (структура, заснована на 60 взаємопов’язаних атомах вуглецю). Алмаз - найтвердіша речовина в природі. Його часто використовують в ювелірних виробах. Леза деяких пил покриті алмазами, і ними можна різати будь-що. Тільки діамант може огранити інший діамант. Графіт набагато м'якше, тому його використовують в «грифелі» олівця. Він також використовується в деяких акумуляторах.

графіт

Зараз вугілля є найбільшим джерелом палива для виробництва електроенергії, але його випари, як відомо, також мають шкідливий вплив на навколишнє середовище та здоров’я. Сира нафта, природний газ і вугілля є вуглеводнями (сполуками, що містять лише водень і вуглець), які зустрічаються в природі. Їх можна використовувати як паливо та пластик для таких предметів, як поліетиленові пакети.

Активо́ване вугі́лля Містить величезну кількість пор і тому має дуже велику поверхню (1 г вугілля має поверхню 500–2200 мІ), унаслідок чого має високу адсорбцію. Застосовується як адсорбент у засобах протигазового захисту, медицині, хімії, харчовій промисловості тощо, а також як носій каталізаторів у технологічних процесах, сорбент для концентрування мікродомішок в аналітичній хімії. В кулінарії активоване вугілля використовують як сурогат натурального барвника — чорнил каракатиці.

Метод активації вугілля було розроблено Миколою Зелінським у 1915 р. для використання в протигазах в якості універсального засобу хімічного захисту.

В якості сировини у виробництві активованого вугілля використовуються матеріали органічного походження: деревина, кам'яне вугілля, шкаралупа кокосових горіхів та ін. Сутність активації полягає у розкритті пор, що знаходяться у вуглецевому матеріалі в закритому стані. Це робиться або термохімічно (попередньо матеріал просочують розчином хлориду цинку, карбонату калію або деякими іншими сполуками і нагрівають без доступу повітря), або шляхом обробки перегрітою парою або вуглекислим газом або їх сумішшю при температурі 800-850 °C.