לא-מתכות: היסטוריה, מאפיינים, קבוצות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

הלא- מתכות הן קבוצת אלמנטים שנמצאים בצד ימין של הטבלה המחזורית, למעט המימן נמצא בקבוצה 1 (IA), עם המתכות האלקליות. אם אתה רוצה לדעת מה הם, אתה צריך להסתכל בפינה הימנית העליונה של החסימה p.

אטומים לא מטאליים הם קטנים יחסית ולמעטפת האלקטרונית החיצונית שלהם יש מספר גדול של אלקטרונים. אלמנטים לא מתכתיים כוללים מוצקים, נוזלים וגזים; למרות שרובם במצב גזי, כמה מהם מעשירים את האווירה.

אלמנטים לא מתכתיים בצבע חום

חלק טוב מהלא-מתכות קיימים בכל היצורים החיים בצורה של תרכובות ומקרולולקולות. לדוגמה: פחמן, חמצן ומימן קיימים בכל החלבונים, הליפידים, הפחמימות וחומצות הגרעין.

זרחן קיים בכל חומצות הגרעין ובחלק מהפחמימות והליפידים. גופרית נמצאת בחלבונים רבים. חנקן הוא חלק מכל חומצות הגרעין והחלבונים.

לעומת זאת, תת-קרקעית, גזי מתאן ונפט גולמי מורכבים כמעט לחלוטין מרכיבים לא מתכתיים. למעשה פחמימנים (פחמן ומימן) נותנים מושג עד כמה שפע הלא-מתכות נמצאים למרות מספר האלמנטים הנמוך שלהם בטבלה המחזורית.

הִיסטוֹרִיָה

מאז ימי קדם (3750 לפני הספירה) המצרים השתמשו בפחם כדי להפחית את הנחושת שנמצאת במינרלים שלהם, כמו קורווילית ומלכיט.

בשנת 1669 הצליח הנין ברנד לבודד זרחן משתן שנאסף. הנרי קוונדיש (1776) הצליח לזהות מימן, אם כי כמה חוקרים, ביניהם רוברט בויל (1670), ייצרו מימן על ידי תגובת חומצה חזקה עם מתכת.

קרל שיל ייצר חמצן על ידי חימום תחמוצת כספית עם חנקות (1771). קורטואה הצליח לבודד את היוד תוך ניסיון להכין פיטר מלח מאצות (1811). ברום מבודד באלארד וגמלין (1825).

בשנת 1868 גילו Janssen ו- Lockger באופן עצמאי הליום על ידי התבוננות בקו צהוב בחקר ספקטרום אור השמש שלא היה שייך ליסוד אחר. מויסן הצליח לבודד פלואור (1886).

בשנת 1894, לורד ריילי ורמסי גילו את ארגון על ידי חקר תכונות החנקן. רמזי וטרברס (1898) בודדו קריפטון, ניאון וקסנון מארגון נוזלי על ידי זיקוק קריוגני מהאוויר.

תכונות פיזיקליות וכימיות

גופרית היא אחד המרכיבים הלא-מתכתיים המייצגים ביותר. מקור: בן מילס באמצעות ויקיפדיה.

גוּפָנִי

חלק מהמאפיינים הפיזיים של הלא-מתכות הם:

יש להם מוליכות חשמלית נמוכה, למעט פחמן בצורה של גרפיט, שהוא מוליך חשמל טוב.

הם יכולים להופיע תחת המראה הפיזי של מוצקים, נוזלים או גזים.

יש להם מוליכות תרמית נמוכה, למעט פחמן בצורת יהלום, שאינו מתנהג כמבודד תרמי.

-יש להם ברק מעט, שלא כמו ברק המתכות המתכתי.

מוצקים לא מתכתיים הם שבירים, כך שהם אינם רקיעיים או ניתנים לניתוח.

יש להם נקודות התכה ורתיחה נמוכות.

הם יכולים להיות בעלי מבנים גבישיים שונים. לפיכך יש לזרחן, חמצן ופלואור מבנה גבישי מעוקב; מימן, פחמן וחנקן, משושה; וגופרית, כלור, ברום ויוד, אורתורומביים.

כִּימִיָה

הלא-מתכות מאופיינות בכך שיש בהן אנרגיית יינון גבוהה וערך אלקטרוניות גבוהה. לפלואור, למשל, יש האלקטרוניטיביות הגבוהה ביותר (3.98), בהיותה היסוד התגובה ביותר של הלא-מתכות.

אך באופן מפתיע, הליום (5.5) וה- neon (4.84) ​​הם בעלי האלקטרונינגטיביות הגבוהה ביותר. עם זאת, הם אינריים כימיים מכיוון שהקליפות האלקטרוניות החיצוניות מלאות.

הלא-מתכות יוצרים תרכובות יוניות עם מתכות, וקוואלנטיות עם לא-מתכות.

אלמנטים לא מתכתיים נמצאים ויוצרים מולקולות דיאטומיות, המקושרות על ידי קשרים קוולנטיים. בינתיים אטומי הגזים האצילים הם בצורת יחידות אטומיות.

הם יוצרים תחמוצות חומציות המגיבות עם מים ליצירת חומצות.

קבוצות ואלמנטים לא מטאליים

קבוצה 1

זה מורכב מימן, גז חסר צבע ונטול ריח, דיאטומי. מצב חמצון +1. יש לו צפיפות נמוכה יותר מאשר אוויר. במצב המוצק יש לו מבנה גבישי משושה. המימן אינו מגיב במיוחד.

קבוצה 14

הפחמן הוא הלא-מתכת היחיד בקבוצה זו. פחמן בצורת גרפיט הוא מוצק זוהר, עם מבנה גבישי משושה. יש לו מוליכות חשמלית גבוהה. מצבי החמצון הנפוצים ביותר הם +2 ו- +4.

קבוצה 15

חַנקָן

גז חסר צבע ונטול ריח. זהו אלמנט מעט תגובתי ומעט צפוף יותר מאוויר. מצבי החמצון הנפוצים ביותר: -3 ו- +5. הוא יוצר מולקולות דיאטומיות, N ₂ .

התאמה

מוצק, צבעו יכול להיות לבן, צהוב או שחור. תגובתי מעט. מבנה גביש אורתורומבי. אלקטרונטיביות 2.1. מצבי החמצון הנפוצים ביותר: -3 ו- +5.

קבוצה 16

חַמצָן

גז חסר צבע או כחול בהיר, חסר ריח. בדרך כלל לא תגובתי. מבנה גביש מעוקב. זהו מבודד וחומר מחמצן חזק. אלקטרונגטיביות 3.5. מצב חמצון -2

גוֹפרִית

צהוב בהיר, שביר, מוצק יחסית להגיב. מבנה גביש אורתורומבי. יוצר קשרים קוולנטים. אלקטרונטיביות 2.5. מצבי החמצון הנפוצים ביותר: -2, +2, +4 ו- +6.

סֵלֶנִיוּם

אפור או אדמדם עד שחור מוצק. סלניום אפור מציג מוליכות חשמלית לאור. זהו סולידי רך ושביר. אלקטרונגטיביות 2.4. מצבי חמצון: -2, +2, +4 ו- +6.

קבוצה 17

פלוּאוֹר

זהו גז צהוב בהיר, רעיל מאוד. זהו מרכיב מאוד תגובתי. זה מופיע כמולקולות דיאטומיות, F ₂ . במצב מוצק הוא מתגבש בצורה מעוקבת. אלקטרונגטיביות 3.98. מצבי חמצון -1.

כְּלוֹר

זהו גז ירוק-צהוב. הוא מציג מולקולות דיאטומיות, Cl ₂ . זה מאוד מגיב. במצב מוצק המבנה הגבישי הוא אורתורומבי. אלקטרונטיביות 3.0. מצבי חמצון: - 1, +1, +3, +5, +7.

בְּרוֹם

זהו נוזל חום-חום. אלקטרונטיביות 2.8. מצבי חמצון -1, +1, +3, +5 ו- +7.

יוֹד

זהו מוצק בצבע שחור שכאשר סובלימציה פולט אדי סגול. מבנה גביש אורתורומבי. יודידים מתכתיים הם יוניים. אלקטרונטיביות 2.5. מצבי חמצון: -1, +1, +3, +5 ו- +7.

אסטטוס

זה שחור מוצק. מבנה גביש מעוקב שבמרכזו הפנים. אלקטרונטיביות 2.2. זהו חומר חמצון חלש.

קבוצה 18

הֶלִיוּם

יש לו מוליכות תרמית גבוהה. אלקטרונטיביות 5.5. זה אינרטי מבחינה כימית ולא דליק. צפיפות נמוכה ונזילות גבוהה.

נֵאוֹן

כושר קירור גבוה במצב נוזלי. אלקטרונגטיביות 4.84. זה הפחות תגובתי של הגזים האצילים.

אַרגוֹן

הוא צפוף יותר מאוויר. אינרטי מבחינה כימית. אלקטרונטיביות 3.2.

קריפטון

אלקטרונגטיביות 2.94. זה יכול להגיב עם פלואור ליצירת קריפטון דיפלואוריד (KrF ₂ ).

קסנון

זה חוצה את מחסום הדם-מוח. הוא מגיב לזרם חשמלי על ידי הפקת אור. אלקטרונטיביות 2.2. יוצר קומפלקסים עם פלואור, זהב וחמצן.

ראדון

זהו מרכיב רדיואקטיבי. אלקטרונטיביות 2.06. הוא יוצר תרכובות עם פלואור (RnF ₂ ) ועם חמצן (RnO ₃ ).

יישומים

מֵימָן

הוא משמש בהנעת טילים וכדלק במנועי מכוניות המשתמשים במימן. הוא משמש בסינתזה של אמוניה (NH ₃ ) ובהידרוגציה של שומנים.

פַּחמָן

גרפיט משמש לייצור עפרונות וסיבים חוזק גבוה המשמשים לייצור מוצרי ספורט. היהלום משמש כאבני חן בעלות ערך גבוה ובחורים לקדוח כחומר שוחק. דו תחמוצת הפחמן משמשת לייצור משקאות מוגזים.

חַנקָן

הוא משמש בייצור אמוניה, חומצה חנקתית ואוריאה. חנקן הוא מרכיב חיוני לצמחים ומשמש בייצור דשנים.

התאמה

זרחן לבן משמש כקוטל מכרסמים, קוטלי חרקים ובתעשיית הזיקוקים. זרחן אדום משמש לייצור גפרורים. תרכובותיה משמשות גם בייצור דשנים.

חַמצָן

חמצן משמש בייצור פלדה, פלסטיק וטקסטיל. הוא משמש גם במונעי טילים, בטיפול בחמצן ובעזרת נשימה במטוסים, צוללות וטיסות חלל.

גוֹפרִית

הוא משמש כחומר גלם לייצור חומצה גופרתית, אבקת שריפה ובגיפור גומי. סולפיטים משמשים להלבנת נייר ובקוטלי פטריות.

סֵלֶנִיוּם

הוא משמש להקניית גוון אדום ארגמן לזכוכית. הוא משמש גם לנטרול הגוון הירקרק המיוצר על ידי זיהום הזכוכית עם תרכובות ברזל. הוא משמש בתאים פוטואלקטריים עם יישום בדלתות ובמעליות.

פלוּאוֹר

זה מתווסף למשחות שיניים למניעת חללים. פלואוריד מימן משמש כחומר גלם לטפלון. פלואור מונומטי משמש בייצור מוליכים למחצה.

כְּלוֹר

הוא משמש במתכות חילוץ ובהכלרה של פחמימנים לייצור מוצרים שונים כמו PVC. כלור משמש לעיסת עץ ואקונומיקות טקסטיל. הוא משמש גם כחומר חיטוי מים.

בְּרוֹם

הוא משמש בהכנת ברומיד כסף לעדשות רגישות לאור ובסרט צילומי, ומשמש גם בייצור נתרן ברומיד הרגעה ודיברומטאן, מרכיב אנטיקוק בנזין.

יוֹד

אשלגן יודיד (KI) מתווסף למניעת זפק בלוטת התריס. תמיסת יוד משמשת כחומר חיטוי וקוטל חיידק. יוד הוא חלק מהורמוני בלוטת התריס.

הֶלִיוּם

משתמשים בו במילוי בלוני אוויר חם ומעורבבים בחמצן להנשמת מים עמוקים. הוא משמש לריתוך באווירה אינרטית, וגם עוזר לשמור על טמפרטורות נמוכות מאוד במחקר.

נֵאוֹן

בצינורות זכוכית המוארים על ידי פעולת החשמל (נורות ניאון אדומות).

אַרגוֹן

הוא משמש ליצירת אווירה לריתוך וכאשר ממלאים נורות ליבון.

קסנון

תערובת של קסנון וקריפטון משמשת לייצור הבזקים בעוצמה גבוהה בחשיפות צילום קצרות.

ראדון

הוא משמש לטיפול בגידולים סרטניים על ידי הקרנות.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
3. Mathews, CK, van Holde, KE ו- Ahern, KG (2002). בִּיוֹכִימִיָה. מהדורה שלישית. לַעֲרוֹך. פירסון-אדיסון ווסלי
4. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (06 באוקטובר 2019). מהם המאפיינים של הלא-מתכות? התאושש מ: thoughtco.com
5. ויקיפדיה. (2019). אַל מַתֶכֶת. התאושש מ: en.wikipedia.org
6. עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (5 באפריל 2016). אַל מַתֶכֶת. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ: britannica.com
7. חוסה מ. גבירה ואלג'ו. (27 בינואר 2016). מהם האלמנטים הפוליגניים? ומה עם קרח-חיים, גבישים, כלקוגנים …? התאושש מ: triplenlace.com