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＝2SO24P＋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＋10NO2­＋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