Презентация по химии: "Неметаллы. Аллотропия неметаллов"

• 1 слайд

  Неметаллы. Аллотропия.
  

• 2 слайд

  Положение неметаллов в ПС Д.И.Менделеева.
  Неметаллы расположены в правом верхнем углу ПС (вдоль и над диагональю B-At).
  Всего 22 элемента- неметалла в Периодической системе
  Элементы-неметаллы располагаются только в главных подгруппах ПС.
  

• 3 слайд

  Особенности атомного строения элементов-неметаллов.
  Для атомов-неметаллов характерно:
  Небольшой атомный радиус ( в сравнении с радиусами атомов-металлов одного с ними периода).
  Большее число электронов на внешнем уровне (4-8), исключения Н, Не, В.
  Происходит заполнение электронами только внешнего энергетического уровня.
  Для элементов-неметаллов характерны высокие значения электроотрицательности.
  

• 4 слайд

  Характеристика простых веществ-неметаллов.
  Для неметаллов - простых веществ более характерно различие свойствах (физических и химических), чем их общность. Разнообразие свойств неметаллов объясняется, тем, что неметаллы могут иметь два типа кристаллической решетки: молекулярную (все газы, белый фосфор, сера, йод) и атомную (бор, кристаллический кремний, алмаз, графит). Для сравнения – металлы имеют металлическую кристаллическую решетку.
  

• 5 слайд

  Физические свойства простых веществ – неметаллов.
  Для неметаллов (простых веществ) характерны все 3 агрегатных состояния при обычных условиях (сравнить – все металлы, кроме ртути, в обычных условиях твердые вещества)
  Твердые вещества: различные модификации серы, йод кристаллический, графит, фосфор, уголь активированный, кристаллический или аморфный кремний, бор (единственное жидкое при обычных условиях простое вещество – это бром).
  Газообразные вещества – неметаллы – это О2, N2, H2, Cl2, F2.
  

• 6 слайд

  Для неметаллов характерна разнообразная цветовая гамма: белый ,черный ,красный фосфор, красно-бурый бром, желтая сера, фиолетовый йод, черный графит, алмазы разного цвета, бесцветный – кислород, азот, водород (тогда как абсолютное большинство металлов имеют серебристо-белый цвет).
  Температуры плавления: от 38000 С (графит) до -2100 С (азот). Для сравнения – металлы: от 33800 С (вольфрам) до -38,90 С (ртуть).
  Некоторые неметаллы электропроводны (графит, кремний), имеют металлический блеск (йод, графит, кремний). По этим признакам напоминают металлы, но все они – хрупкие вещества.
  

• 7 слайд

  Аллотропия.
  Среди неметаллов распространено явление аллотропии. Один элемент может образовывать несколько простых веществ.
  
  Причины аллотропии:
  Разные типы кристаллических решеток (белый фосфор Р4 – молекулярная, красный фосфор Р – атомная).
  
  Разная структура кристаллической решетки (алмаз – тетраэдрическая, графит – слоистая).
  
  Разный состав молекул аллотропных модификаций (О2 и О3).
  
  

• 8 слайд

  Кислород О2 и озон О3
  Кислород- газ, без цвета, вкуса и запаха, плохо растворим в воде, в жидком состоянии светло-голубой, в твердом – синий.
  Озон- светло-синий газ, темно-голубая жидкость, в твердом состоянии темно-фиолетовый, имеет сильный запах, в 10 раз лучше, чем кислород, растворим в воде.
  

• 9 слайд

  Сера
  Физические свойства:
  Сера- твердое кристаллическое вещество желтого цвета.
  В воде нерастворима, водой не смачивается (на поверхности воды плавает - «флотация»), t°кип = 445°С
  
  

• 10 слайд

  Ромбическая              (a - сера) - S8
  t°пл. = 113°C; ρ = 2,07 г/см3. Наиболее устойчивая модификация.
  Моноклинная               (b - сера) - S8
  темно-желтые иглы,             t°пл. = 119°C; ρ = 1,96 г/см3.            Устойчивая при температуре более  96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.
  Пластическая                                        Sn
  коричневая резиноподобная (аморфная) масса.  Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.
  

• 11 слайд

  Фосфор
  Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропических модификаций; вопрос аллотропии фосфора сложен и до конца не решён. Обычно выделяют четыре модификации простого вещества — белый, красный, чёрный и металлический фосфор. Иногда их ещё называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные являются разновидностью указанных четырёх. В обычных условиях существует только три аллотропических модификации фосфора, а в условиях сверхвысоких давлений — также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам; заметна тенденция к резкому убыванию химической активности при переходе от белого к металлическому фосфору и нарастанию металлических свойств.
  
  

• 12 слайд

  Биологическая роль соединений фосфора
  
  Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са3(РО4)3·Ca(OH)2. В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800—1500 мг. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.
  

• 13 слайд

  Белый, красный, чёрный и металлический фосфор
  

• 14 слайд

  Белый фосфор
  Белый фосфор представляет собой белое вещество (из-за примесей может иметь желтоватый оттенок). По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий.
  Белый фосфор имеет молекулярное строение; формула P4.
  Химически белый фосфор чрезвычайно активен, медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение) ; ядовит.
  Открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году
  
  
  
  

• 15 слайд

  Красный фосфор
  
  Красный фосфор имеет формулу Рn и представляет собой полимер со сложной структурой.
  Имеет оттенки от пурпурно-красного до фиолетового, а в литом состоянии - тёмно-фиолетовый с медным оттенком, имеет металлический блеск.
  Химическая активность красного фосфора значительно ниже, чем у белого; ему присуща исключительно малая растворимость.
  Ядовитость его в тысячи раз меньше, чем у белого.
  Получен в 1847 году в Швеции австрийским химиком А. Шрёттером
  
  
  

• 16 слайд

  Чёрный фосфор
  
  Чёрный фосфор представляет собой чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях.
  Проводит электрический ток и имеет свойства полупроводника.
  Впервые чёрный фосфор был получен в 1914 году американским физиком П. У. Бриджменом
  
  
  

• 17 слайд

  Металлический фосфор
  
  При 8,3·1010 Па чёрный фосфор переходит в новую, ещё более плотную и инертную металлическую фазу с плотностью 3,56 г/см³, а при дальнейшем повышении давления до 1,25·1011 Па — ещё более уплотняется и приобретает кубическую кристаллическую решётку, при этом его плотность возрастает до 3,83 г/см³. Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток.
  

• 18 слайд

  Свободный углерод
  В свободном виде углерод встречается в нескольких аллотропных модификациях – алмаз, графит, карбин, крайне редко фуллерены. В лабораториях также были синтезированы многие другие модификации: новые фуллерены, нанотрубки, наночастицы и др.
  

• 19 слайд

  Алмаз
  Бесцветное, прозрачное, сильно преломляющее свет вещество. Алмаз тверже всех найденных в природе веществ, но при этом довольно хрупок. Он настолько тверд, что оставляет царапины на большинстве материалов.
  Плотность алмаза – 3,5 г/см3, tплав=3730С, tкип=4830оС. Алмаз можно получить из графита при p > 50 тыс. атм. и tо = 1200оC В алмазе каждый 4-х валентный атом углерода связан с другим атомом углерода ковалентной связью и количество таких связанных в каркас атомов чрезвычайно велико.
  
  

• 20 слайд

  
  
  
  
  
  Куллинан
  (алмаз)-
  621,35 грамма,
  размеры:
  100х65х50 мм
  
  
  
  
  
  
  Бриллианты: Куллинан-1, Куллинан-2, Куллинан-3 и 4
  

• 21 слайд

  Графит
  Графит – устойчивая при нормальных условиях аллотропная модификация углерода, имеет серо-черный цвет и металлический блеск, кажется жирным на ощупь, очень мягок и оставляет черные следы на бумаге.
  Атомы углерода в графите расположены отдельными слоями, образованными из плоских шестиугольников. Каждый атом углерода на плоскости окружен тремя соседними, расположенными вокруг него в виде правильного треугольника.
  Графит характеризуется меньшей плотностью и твердостью, а также графит может расщепляться на тонкие чешуйки. Чешуйки легко прилипают к бумаге – вот почему из графита делают грифели карандашей.
  В пределах шестиугольников возникает склонность к металлизации, что объясняет хорошую тепло- и электропроводность графита, а также его металлический блеск.
  

• 22 слайд

  
  Графит
  

• 23 слайд

  Фуллерены
  Фуллерены – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из углерода, число атомов которого четно, от 32 и более 500, они представляют по структуре выпуклые многогранники, построенные из правильных пяти- и шестиугольников.
  Третья форма чистого углерода является молекулярной. Это означает, что минимальным элементом ее структуры является не атом, а молекула углерода, представляющая собой замкнутую поверхность, которая имеет форму сферы.
  В фуллерене плоская сетка шестиугольников (графитовая сетка) свернута и сшита в замкнутую сферу. При этом часть шестиугольников преобразуется в пятиугольники. Образуется структура – усеченный икосаэдр. Каждая вершина этой фигуры имеет трех ближайших соседей. Каждый шестиугольник граничит с тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками, а каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками.
  
  

• 24 слайд

  Фуллерены могут найти применение в качестве присадок для ракетных топлив, смазочного материала, для создания фотоприемников и оптоэлектронных устройств, катализаторов роста, алмазных и алмазоподобных пленок,  сверхпроводящих материалов, а также в качестве красителей для копировальных машин. Фуллерены применяются для синтеза металлов и сплавов с новыми свойствами. 
  

• 25 слайд

  Карбин
  Карбин конденсируется в виде белого углеродного осадка на поверхности  при облучении пирографита лазерным пучком света. Кристаллическая форма карбина состоит из параллельно ориентированных цепочек углеродных атомов с sp-гибридизацией валентных электронов в виде прямолинейных макромолекул полиинового (  -С= С-С= С-... ) или кумуленового (=С=С=С=...) типов.
  

• 26 слайд