Wat zijn de 7 eigenschappen van niet -metalen?

Niet -metalen zijn een fascinerende groep elementen die de ruggengraat vormen van een groot deel van de wereld om ons heen, uit de lucht die we inademen tot het DNA dat het leven definieert. Hoewel ze misschien niet de glanzende glans of geleidbaarheid van hun metalen tegenhangers hebben, zijn hun unieke eigenschappen essentieel voor talloze chemische en biologische processen. Het begrijpen van deze kenmerken is de sleutel tot het waarderen van hun rol in alles, van industriële toepassingen tot de natuurlijke wereld. Hier zijn zeven van de belangrijkste eigenschappen van niet -metalen.

1. Slechte elektrische en thermische geleiders

Een van de meest bepalende kenmerken van niet -metalen is hun onvermogen om elektriciteit en warmte efficiënt te leiden. In tegenstelling tot metalen, die een "zee van gedelokaliseerde elektronen" hebben die vrij kunnen bewegen om een ​​lading te dragen of thermische energie over te dragen, houden niet -metalen hun elektronen stevig vast. Dit gebrek aan vrij bewegende ladingsdragers betekent dat niet-metalen als uitstekende isolatoren fungeren. Denk aan materialen zoals rubber of plastic - beide zijn gemaakt van niet -metalen verbindingen - gebruikt om elektrische draden te schenden. Deze eigenschap is ook de reden waarom een ​​houten lepel je hand niet zo snel als een metalen verbrandt als ze in een hete pot achterblijven.

2. bros en niet-ductiel

Niet -metalen zijn meestal bros in hun vaste toestand. Dit betekent dat ze waarschijnlijk zullen breken of uiteenvallen wanneer ze worden onderworpen aan stress, in plaats van te vervormen of te buigen. Je kunt een stuk zwavel niet in een nieuwe vorm hameren; Het zou gewoon afbrokkelen. Dit staat in schril contrast met metalen, die bekend staan ​​om hun kneedbaarheid (vermogen om in vellen te worden gehamerd) en ductiliteit (vermogen om in draden te worden getrokken). De brosse aard van niet -metalen is te wijten aan de sterke, gelokaliseerde bindingen tussen hun atomen, die voorkomen dat de lagen soepel over elkaar glijden, een proces waarmee metalen van vorm kunnen veranderen zonder te breken.

3. Niet glanzend

Hoewel metalen bekend staan ​​om hun karakteristieke metalen glans of glans, missen niet -metalen over het algemeen deze eigenschap. Ze hebben een saai uiterlijk en weerspiegelen niet op dezelfde manier licht. De oppervlakken van niet -metalen lijken vaak poederachtig, glazen of aardachtig. Vaste koolstof in de vorm van houtskool is bijvoorbeeld saai en zwart, en zwavel is een saai geel poeder. Deze saaiheid is direct gerelateerd aan hun elektronenstructuur; Zonder vrije elektronen om het zichtbare spectrum te absorberen en opnieuw te maken, hebben ze niet die glanzende, reflecterende kwaliteit.

4. Laag smelt- en kookpunten

In vergelijking met metalen hebben niet -metalen over het algemeen veel lagere smelt- en kookpunten. Dit is de reden waarom veel niet -metalen, zoals zuurstof, stikstof en waterstof, bestaan ​​als gassen bij kamertemperatuur. Anderen, zoals zwavel en fosfor, zijn vaste stoffen maar smelten bij relatief lage temperaturen. Dit komt omdat de krachten die niet -metalen atomen of moleculen aan elkaar houden, meestal zwakker zijn dan de metalen bindingen die in metalen worden gevonden. Er is minder energie (warmte) nodig om deze bindingen te verbreken en de toestand van materie te veranderen van vaste tot vloeistof naar gas.

5. Hoge ionisatie -energie en hoge elektronegativiteit

Deze twee eigenschappen zijn diep gerelateerd en zijn de sleutel tot het begrijpen van de chemische reactiviteit van niet -metalen.Ionisatie -energieis de energie die nodig is om een ​​elektron uit een atoom te verwijderen. Niet -metalen hebben een hoge ionisatie -energie omdat hun atomen hun buitenste elektronen zeer strak vasthouden. Dit maakt het moeilijk om van een niet -metaalatoom een ​​positief ion te maken.Elektronegativiteitis een maat voor het vermogen van een atoom om elektronen aan te trekken en vast te houden in een chemische binding. Niet -metalen zijn zeer elektronegatief, wat betekent dat ze de neiging hebben elektronen naar zichzelf te trekken wanneer ze zich verbinden met andere atomen, met name metalen. Daarom vormen ze vaak negatieve ionen (anionen) in ionische verbindingen en delen ze elektronen ongelijk in covalente bindingen.

6. Hoge elektronenaffiniteit

Niet -metalen hebben een highelektronenaffiniteit, wat de verandering in energie is die optreedt wanneer een elektron wordt toegevoegd aan een neutraal atoom om een ​​negatief ion te vormen. Omdat niet -metalen zo graag elektronen willen krijgen om hun buitenste schalen te voltooien, geeft dit proces een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij, waardoor het een gunstig proces is. Halogenen zoals chloor en fluor zijn klassieke voorbeelden; Hun hoge elektronenaffiniteit stimuleert hun krachtige reactiviteit en het vermogen om verbindingen te vormen met vele andere elementen.

7. Variabele fysieke toestanden

Hoewel sommige eigenschappen consistent zijn, is een van de meest interessante aspecten van niet -metalen hun brede scala aan fysieke toestanden bij standaardtemperatuur en druk. U kunt niet -metalen vinden in alle drie de gemeenschappelijke toestanden van materie. Zuurstof, stikstof en chloor zijn bijvoorbeeld gassen. Bromine is een van de weinige twee elementen die vloeibaar zijn bij kamertemperatuur (de andere is kwik). En niet -metalen zoals koolstof, zwavel en fosfor zijn vaste stoffen. Deze diversiteit in de fysieke toestand is een direct gevolg van de variërende sterke punten van de intermoleculaire krachten tussen hun atomen, die aanzienlijk zwakker zijn dan de sterke metalen bindingen die de meeste metalen in een vaste toestand houden.