Φυσικές Ιδιότητες Μη Μετάλλων

Τα μη μέταλλα είναι ουσίες που δεν έχουν κανένα από τα χαρακτηριστικά των μετάλλων. Είναι εξαιρετικοί μονωτές τόσο της θερμότητας όσο και του ηλεκτρικού ρεύματος. Είναι σε μεγάλο βαθμό αέρια, με μερικά υγρά να πετιούνται για καλό μέτρο. Ορισμένα από αυτά, όπως ο άνθρακας, το θείο και ο φώσφορος, είναι ακόμη και στερεά σε κανονικές θερμοκρασίες δωματίου.

Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά μη μετάλλων

Οι υψηλές ενέργειες ιονισμού και η ηλεκτραρνητικότητα είναι δύο χαρακτηριστικά των μη μετάλλων που τα διακρίνουν από τα μέταλλα. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, τα αμέταλλα συνήθως αποκτούν ηλεκτρόνια όταν αντιδρούν με άλλες ενώσεις, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών. Οι ανιονικές προσμίξεις, οι οποίες βρίσκονται σε μη μέταλλα, έχουν σημαντικό αντίκτυπο στο VB. Ο άνθρακας, το άζωτο, το φθόριο, το θείο και το ιώδιο είναι παραδείγματα μη μεταλλικών ουσιών.

Γενικά χαρακτηριστικά των μη μετάλλων:

1. Τα άτομα των μη μετάλλων είναι συνήθως μικρότερα σε μέγεθος από τα άτομα των μετάλλων. Τα ατομικά μεγέθη των μη μετάλλων είναι υπεύθυνα για μια σειρά από άλλα χαρακτηριστικά τους.
2. Τα μη μέταλλα έχουν εξαιρετικά χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα σε σύγκριση με τα μέταλλα. Στα μη μέταλλα, η χαμηλότερη ή ανύπαρκτη ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι το πιο ουσιαστικό χαρακτηριστικό που τα διακρίνει από τα μεταλλικά αντίστοιχα.
3. Τα μη μέταλλα έχουν υψηλή ηλεκτραρνητικότητα, ενώ τα μέταλλα έχουν χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα. Έτσι, τα άτομα μη μετάλλων έχουν ισχυρή τάση να προσελκύουν περισσότερα ηλεκτρόνια από ό,τι θα είχαν διαφορετικά.
4. Τα μη μέταλλα έχουν υψηλή ηλεκτραρνητικότητα, ενώ τα μέταλλα έχουν χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα. Με άλλα λόγια, τα άτομα των μη μετάλλων έχουν ισχυρή κλίση να συγκρατούν τα ηλεκτρόνια που έχουν ήδη συσσωρεύσει. Τα μέταλλα, από την άλλη πλευρά, δίνουν εύκολα ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια σε αμέταλλα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό θετικά φορτισμένων ιόντων και την αγωγιμότητα του ηλεκτρικού ρεύματος.
5. Μερικά αμέταλλα ανακαλύπτονται ως αέρια, ενώ άλλα ως στερεά και ένα ως υγρό όταν εκτίθενται σε τυπικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Σε θερμοκρασία δωματίου, από την άλλη, όλα τα μέταλλα, με εξαίρεση τον υδράργυρο, είναι στερεά. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι ένας μεγάλος αριθμός αμέταλλων υπάρχει ως υγρά ή αέρια, τα αμέταλλα έχουν γενικά χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες.
6. Τα μη μέταλλα έχουν την τάση να είναι εύθραυστα όταν βρίσκονται σε στερεά κατάσταση. Ως αποτέλεσμα, δεν έχουν την ελατότητα και την ολκιμότητα που διαθέτουν τα μέταλλα.

Φυσικά χαρακτηριστικά μη μεταλλικών υλικών 

1. Η ολκιμότητα είναι μια ιδιότητα του υλικού που θα τεντωθεί σε σύρματα, αλλά τα αμέταλλα, με εξαίρεση τον άνθρακα, δεν είναι όλκιμα. Οι ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένων αθλητικών και μουσικών εξοπλισμών, και επομένως δεν είναι όλκιμα.
2. Το χαρακτηριστικό της ελατότητας, που είναι χαρακτηριστικό των μετάλλων, λείπει στα μη μεταλλικά υλικά. Δεν μπορούν να συρθούν σε φύλλα γιατί είναι εύθραυστα και σπάνε όταν τους ασκείται πίεση.
3. Δεν έχουν γυαλιστερή όψη, αφού δεν έχουν καθόλου λάμψη.
4. Σε περίπτωση που χτυπηθούν από άλλο υλικό, δεν παράγουν ηχητικούς τόνους ούτε παράγουν βαθύ ήχο κουδουνίσματος. Με εξαίρεση τον γραφίτη, είναι επίσης κακοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού.

Τα μη μέταλλα παρατίθενται με αλφαβητική σειρά (η πλήρης λίστα)

Αέριο Υδρογόνο- H

Αέριο Άζωτο- N

Αέριο Οξυγόνο- O

Φθόριο Αέριο- F

Αέριο Χλώριο- Cl

Βρωμίου Υγρό- Br

Iodine Solid- I

Άνθρακα Στερεά- C

Στερεό θείο- S

Φώσφορος Στερεό- P

Silicon Solid- Si

Χημικές ιδιότητες των μη μετάλλων

Μία από τις πιο σημαντικές αντιδράσεις είναι η αντίδραση μεταξύ ενός μη μετάλλου και του νερού. Ένα αμέταλλο δεν αντιδρά με το νερό, αλλά είναι συνήθως πολύ αντιδραστικό στον αέρα, γι' αυτό και μερικά από αυτά αποθηκεύονται στο νερό. Για παράδειγμα, ο φώσφορος είναι ένα από τα εξαιρετικά αντιδραστικά αμέταλλα και όταν εκτίθεται στον αέρα, αναφλέγεται, γι' αυτό και διατηρείται στο νερό για να αποφευχθεί η επαφή με το οξυγόνο του περιβάλλοντος κατά την αποθήκευση.

Αντιδράσεις με οξέα και βάσεις

Δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι κάποιο από τα αμέταλλα αντιδρά με οξέα.

1. Βασικές αντιδράσεις και αντιδράσεις με βάσεις

Υπάρχουν πολλές μεταβλητές που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση μεταξύ των μη μετάλλων και των βάσεων. Η αλληλεπίδραση του χλωρίου με βάσεις όπως το υδροξείδιο του νατρίου έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενώσεων όπως το υποχλωριώδες νάτριο, το χλωριούχο νάτριο και το νερό.

1. Αντίδραση με οξυγόνο (ή άλλο αέριο)

Όταν τα αμέταλλα αντιδρούν με το οξυγόνο, παράγουν οξείδια των μη μετάλλων (NMOX). Στη φύση, τα οξείδια των μη μετάλλων είναι είτε όξινα είτε ουδέτερα σε pH.

Όταν το θείο αντιδρά με το οξυγόνο, παίρνουμε διοξείδιο του θείου. Το διοξείδιο του θείου είναι τοξικό.

Το SO2 σχηματίζεται όταν το S και το O2 συνδυάζονται.

Σχηματίζεται όταν το διοξείδιο του θείου ενώνεται με το νερό για να δημιουργήσει θειικό οξύ.

Το H2SO3 σχηματίζεται από την αντίδραση SO2 και H2O.

Εφαρμογές για μη μεταλλικά υλικά

1. Το άζωτο χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων στην παραγωγή αμμωνίας, νιτρικού οξέος και λιπασμάτων.
2. Όσον αφορά το φιλτράρισμα του νερού, το χλώριο χρησιμοποιείται συχνότερα.
3. Η χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου πυραύλων είναι εξαιρετικά συμφέρουσα.
4. Όταν ο άνθρακας έχει τη μορφή γραφίτη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μολυβιών και άλλων εργαλείων γραφής.
5. Το θειικό οξύ παράγεται με τη χρήση θείου.