Καθημερινές χρήσεις των μη μετάλλων

Χρησιμοποιούμε στοιχεία κάθε μέρα, ακόμα κι αν δεν το καταλαβαίνουμε. Κάθε φορά που παίρνετε ένα πιρούνι για να φάτε το πρωινό σας, χρησιμοποιείτε οδοντόκρεμα για να βουρτσίζετε τα δόντια σας και ακόμη και να παίρνετε μια ανάσα, χρησιμοποιείτε ένα ή περισσότερα από τα 118 στοιχεία που έχουμε ανακαλύψει και ταξινομήσει αυτήν τη στιγμή. Σήμερα, θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα μη μέταλλα. Ποιες είναι οι ιδιότητες των μη μετάλλων και πού μπορείτε να τα βρείτε στην καθημερινή σας ζωή;

Ιδιότητες των μη μετάλλων

Το μη μέταλλο είναι ένας ευρύς όρος για μια ομάδα στοιχείων που δεν ταιριάζουν πουθενά αλλού στον περιοδικό πίνακα. Αποτελούνται από τα εξής:

Atomic No. 6-8	Atomic No. 15, 16 &34
Ανθρακας	Φώσφορος
Άζωτο	Θείο
Οξυγόνο	Σελήνιο

Δύο τεχνητά στοιχεία, το tennessine και το oganesson, μπορεί επίσης να θεωρηθούν αμέταλλα, αλλά απαιτείται περισσότερη έρευνα για τις ιδιότητες των αμέταλλων για να διαπιστωθεί εάν αυτό είναι αλήθεια.

Οι ιδιότητες των αμέταλλων ποικίλλουν λόγω των δραματικών διαφορών σε αυτά τα στοιχεία. Ωστόσο, εμφανίζονται κυρίως ως αέρια. Εάν είναι συμπαγείς, είναι κυρίως εύθραυστα με υπομεταλλική εμφάνιση.

Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στον πλανήτη, ακολουθούμενο από το οξυγόνο, τον άνθρακα και το άζωτο.

Χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά

Τα μη μέταλλα τείνουν να έχουν υψηλές ενέργειες ιονισμού και υψηλές συγγένειες ηλεκτρονίων - είναι ευτυχείς να δανείζονται μερικά ηλεκτρόνια από τα γύρω στοιχεία και συνδέονται καλά και συχνά με άλλα επίσης. Η μόνη εξαίρεση σε αυτό είναι το άζωτο, το οποίο έχει αρνητική συγγένεια ηλεκτρονίων, επομένως δεν του αρέσει να συνδέεται με οτιδήποτε άλλο εκτός από τον εαυτό του.

Αυτά τα στοιχεία, αυτά που είναι σε στερεά μορφή, έχουν χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού. Επίσης, δεν μεταδίδουν πολύ καλά τη θερμότητα ή τον ηλεκτρισμό, σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα οποία ως επί το πλείστον είναι καλοί αγωγοί και των δύο.

Εφαρμογές πραγματικής ζωής

Με όσα στοιχεία υπάρχουν σε αυτήν τη λίστα, είναι πολύ πιθανό να έχετε συναντήσει περισσότερα από μερικά από αυτά κατά τις καθημερινές σας δραστηριότητες. Οι ιδιότητες των μη μετάλλων προσφέρονται για διαφορετικές εφαρμογές. Ας αναλύσουμε τις πραγματικές εφαρμογές κάθε τύπου αμέταλλου και ας διερευνήσουμε τις χρήσεις τους.

Άνθρακας

Ο άνθρακας είναι ένα στοιχείο που είναι τόσο κοινό που είναι αδύνατο να πούμε πότε ξεκινήσαμε να τον χρησιμοποιούμε. Βρίσκεται σε κοιτάσματα άνθρακα, αλλά είναι επίσης η βάση για την πλειοψηφία της ζωής στον πλανήτη μας. Θα μας έπαιρνε ένα βιβλίο για να απαριθμήσουμε όλες τις πιθανές εφαρμογές για αυτό το στοιχείο, επομένως θα παραμείνουμε σε μερικές από τις πιο γνωστές.

Χρήσεις για άνθρακα

Μολύβια: Μπορεί να ονομάζεται μολύβι μολυβιού, αλλά το μαλακό μαύρο υλικό μέσα στο μολύβι σας είναι στην πραγματικότητα γραφίτης — ένα από τα τρία κύρια αλλοτρόπα του άνθρακα.
Διαμάντια: Ένα άλλο κοινό αλλοτρόπιο άνθρακα είναι το διαμάντι. Χρησιμοποιούνται σε οτιδήποτε, από κοσμήματα μέχρι εργαλεία κοπής, τα διαμάντια είναι απλώς άνθρακας, θερμαίνονται και συμπιέζονται για εκατομμύρια χρόνια. Μπορούμε να μιμηθούν αυτές τις συνθήκες σε εργαστηριακό περιβάλλον, δημιουργώντας συνθετικά διαμάντια που είναι λιγότερο ακριβά από τα πραγματικά.
Αέρια του θερμοκηπίου: Ο άνθρακας συνδέεται εύκολα με το οξυγόνο, δημιουργώντας διοξείδιο του άνθρακα και μονοξείδιο. Αυτά τα αέρια είναι δύο από τις κύριες αιτίες της υπερθέρμανσης του πλανήτη και της κλιματικής αλλαγής.

Άζωτο

Πάρε μια βαθιά ανάσα. Αυτό δεν είναι μόνο το οξυγόνο που αναπνέεις. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι 78% άζωτο, με το υπόλοιπο να είναι οξυγόνο και άλλα ιχνοστοιχεία. Παρά το γεγονός ότι το αναπνέουν από την αρχή του χρόνου, οι ερευνητές δεν απομόνωσαν και ονόμασαν το άζωτο μέχρι το 1772. Εκτός από το ότι συνθέτει τον αέρα που αναπνέουμε, το άζωτο έχει μια ποικιλία καθημερινών εφαρμογών.

Χρήσεις για άζωτο

Παραγωγή αμμωνίας: Ο χημικός τύπος για την αμμωνία είναι NH3 - ένα άτομο αζώτου και τρία υδρογόνα. Η αμμωνία χρησιμοποιείται συνήθως για τον καθαρισμό και την απολύμανση, καθώς και για τη δημιουργία λιπασμάτων και εκρηκτικών.
Υγρό άζωτο: Όταν πρόκειται για κρυογονικά υγρά, το άζωτο είναι ένα από τα φθηνότερα και ευκολότερα στην απόκτηση. Είναι απίστευτα κρύο, γύρω στους -320 βαθμούς Φαρενάιτ, και έχει βρει χρήσεις σε οτιδήποτε, από εργαστηριακές ρυθμίσεις έως μοριακή γαστρονομία. Η ανάμειξη μιας βάσης παγωτού με υγρό άζωτο έχει ως αποτέλεσμα το πιο απαλό και νόστιμο παγωτό που έχετε φάει ποτέ.
Συγκόλληση: Ενώ το αργό είναι συνήθως η κύρια επιλογή για τους συγκολλητές, το άζωτο είναι επίσης σε μεγάλο βαθμό αδρανές. Ελλείψει άλλων αδρανών αερίων, το άζωτο μπορεί να βοηθήσει στην προστασία των συγκολλήσεων από την οξείδωση ενώ στερεοποιούνται.

Φωσφόρος

Η ανακάλυψη του φωσφόρου είναι κάτι που πιθανότατα δεν θα θέλετε να επαναλάβετε. Ένας Γερμανός αλχημιστής ονόματι Hennig Brand βρήκε το στοιχείο βράζοντας κουβάδες ούρα. Ευτυχώς, μπορούμε να παραλείψουμε αυτό το βήμα σήμερα και να πάρουμε όποιο φώσφορο χρειαζόμαστε από φωσφορικά πετρώματα. Ένα διασκεδαστικό γεγονός για τον φώσφορο είναι ότι έρχεται σε τρία διαφορετικά αλλότροπα, που αντιπροσωπεύονται από τρία διαφορετικά χρώματα - λευκό, μαύρο και κόκκινο. Ο λευκός φώσφορος είναι επικίνδυνος — η έκθεσή του στον αέρα ή το ηλιακό φως μπορεί να προκαλέσει την αυθόρμητη ανάφλεξή του — αλλά πιθανότατα έχετε συναντήσει τα άλλα δύο.

Χρήσεις για τον φώσφορο

Αντιστοιχίες Strike-on-the-box: Αν και δεν είναι τόσο πτητικό όσο το λευκό αλλοτρόπιο, δεν χρειάζονται πολλά για να αναφλεγεί ο κόκκινος φώσφορος. Χρησιμοποιείται συνήθως σε αγώνες χτυπήματος στο κουτί που πιθανώς έχετε ξαπλωμένοι γύρω από το σπίτι σας. Δίνει επίσης στα σπίρτα τα εικονικά κόκκινα κεφάλια τους.
Λίπασμα: Ο φώσφορος είναι ένα από τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για την καλλιέργεια φρούτων και λαχανικών και μεγάλο μέρος του ορυκτού μετατρέπεται σε λιπάσματα για οικιακή και εμπορική χρήση.
Πυροτεχνήματα: Ο κόκκινος φώσφορος καίγεται τόσο καλά που χρησιμοποιείται συχνά στα πυροτεχνήματα ως συστατικό του καυσίμου. Ο λευκός φώσφορος, ο οποίος αναφλέγεται στον αέρα, μπορεί επίσης να βρει το δρόμο του στους πυραύλους της 4ης Ιουλίου.

Οξυγόνο

Το οξυγόνο μπορεί να είναι το πρώτο πράγμα που σκέφτεστε όταν παίρνετε μια βαθιά αναπνοή, αλλά αποτελεί μόνο περίπου το 21% της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας. Το όνομά του προέρχεται από έναν συνδυασμό δύο ελληνικών λέξεων — οξυ και γονίδια. Σε συνδυασμό, το όνομα σημαίνει "σχηματισμός οξέος". Αυτό το όνομα είναι κατάλληλο επειδή συνδέεται εύκολα με πολλά άλλα στοιχεία και προκαλεί την οξείδωση τους — αλλιώς γνωστή ως σκουριά.

Χρήσεις για οξυγόνο

Νερό: Συνδυάστε ένα μόριο οξυγόνου με δύο υδρογόνα και θα έχετε νερό, ένα άλλο ουσιαστικό μέρος της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη.
Συγκόλληση και κοπή: Όταν συνδυάζεται με αέριο ασετυλένιο, το οξυγόνο μπορεί να είναι πηγή καυσίμου για ισχυρούς φακούς κοπής και συγκόλλησης.
Καύσιμο πυραύλων: Το υπερψυγμένο υγρό οξυγόνο είναι κοινό καύσιμο πυραύλων. Μαζί με την κηροζίνη τύπου πυραύλων, τροφοδοτεί τους πυραύλους Falcon 9 κάθε φορά που εκτοξεύονται από το Διαστημικό Κέντρο Κένεντι.

Θείο

Το θείο είναι ένα άλλο κοινό στοιχείο που χρησιμοποιούμε από την αρχαιότητα, αν και μας πήρε μέχρι το 1777 για να το ταξινομήσουμε τελικά. Είναι ένα απαλό κίτρινο στοιχείο που είναι συνήθως εύθραυστο. Σε αντίθεση με ορισμένες από τις ενώσεις του, το θείο από μόνο του είναι ουσιαστικά άοσμο. Ωστόσο, βρήκαμε πολλές χρήσεις για αυτό το μικρό κίτρινο μη μέταλλο.

Χρήσεις για θείο

Φυσικό αέριο: Το φυσικό αέριο είναι άοσμο, οπότε αν αρχίσει να διαρρέει, δεν θα το μάθετε ποτέ. Γι' αυτό οι μονάδες επεξεργασίας προσθέτουν υδρόθειο στο αέριο. Είναι που δημιουργεί αυτή την εμβληματική μυρωδιά σάπιου αυγού που συνήθως περιμένεις όταν σκέφτεσαι το θείο.
Έλεγχος παρασίτων: Το θείο δρα ως φυσικό εντομοκτόνο. Ο Όμηρος, ένας Έλληνας ποιητής, έγραφε για το «θείο που αποτρέπει τα παράσιτα» πριν από περισσότερα από 2.800 χρόνια.
Θειικό οξύ: Το μεγαλύτερο μέρος του θείου που εξορύσσουμε κάθε χρόνο πηγαίνει στην παραγωγή θειικού οξέος. Από εκεί, γίνονται τα πάντα, από λίπασμα μέχρι μπαταρίες μολύβδου-οξέος και οποιεσδήποτε άλλες εφαρμογές.

Σελήνιο

Ένας Σουηδός χημικός ανακάλυψε το σελήνιο το 1817 ενώ προσπαθούσε να καταλάβει τι μόλυνε μια παρτίδα θειικού οξέος. Εμφανίζεται φυσικά σε μια ποικιλία ορυκτών, αλλά η συγκέντρωση είναι τόσο χαμηλή που η εξόρυξή τους είναι ουσιαστικά άσκοπη. Αντίθετα, το μεγαλύτερο μέρος του σεληνίου που χρησιμοποιούμε σήμερα προέρχεται ως υποπροϊόν της εξόρυξης και της επεξεργασίας χαλκού.

Χρήση για σελήνιο

Υγεία του θυρεοειδούς: Το σελήνιο είναι απαραίτητο μέρος της διατροφής μας. Το βρίσκουμε σε πράγματα όπως τα δημητριακά ολικής αλέσεως, τα θαλασσινά και οι ηλιόσποροι και είναι απαραίτητο για τη διατήρηση του θυρεοειδούς και του ανοσοποιητικού σας συστήματος.
Ηλιακά κύτταρα: Το σελήνιο είναι μοναδικό στο ότι η αγωγιμότητά του ποικίλλει ανάλογα με την ποσότητα φωτός που δέχεται. Στα ηλιακά κύτταρα, μετατρέπει το ηλιακό φως απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια.
Ημιαγωγοί: Μπορείτε επίσης να βρείτε σελήνιο σε ηλεκτρονικά συστήματα στερεάς κατάστασης λόγω της ιδιότητάς του ως ημιαγωγού.

Οι ιδιότητες των μη μετάλλων που αναγνωρίζονται εύκολα

Όσον αφορά τα στοιχεία, τα αμέταλλα είναι αυτά που πιθανότατα θα συναντήσετε περισσότερο κατά τις καθημερινές σας δραστηριότητες, απλώς και μόνο επειδή είναι τόσο άφθονα. Ωστόσο, συνιστούμε να αποφεύγετε τα τοξικά. Πάρτε άλλη μια βαθιά ανάσα και απολαύστε τα αμέταλλα που κάνουν δυνατή τη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη.