Чем в химии отличаются металлы и неметаллы, есть ли разница – сравнение

Химики делят все простые вещества на металлы и неметаллы. Они имеют большую разницу. При этом далеко не всем известно, чем конкретно отличаются металлы от неметаллов. Разница касается структуры, физических характеристик и химических свойств. Многие вещества удается определить визуально. Однако этот метод сложно назвать достоверным. Чтобы не допустить ошибку, стоит опираться на четкие признаки, характерные для рассматриваемых веществ.

Определение неметаллов

Под этим термином понимают элементы, которые принимают электроны на внешний энергетический уровень. Они могут обладать различными агрегатными состояниями. Так, кислород и азот представляют собой газы, а бром – жидкость. Твердыми веществами являются углерод, бор, мышьяк.

Понятие металлов

В это понятие входят элементы, которые отдают электроны с внешнего энергетического уровня. Чаще всего они представлены в твердом агрегатном состоянии. Единственным исключением считается ртуть. При нормальных условиях она представляет собой жидкость.

Как отличить металл от неметалла в химии?

Важным различием между рассматриваемыми элементами считается положение в таблице Менделеева. Чтобы определить разновидность вещества, стоит провести диагональную линию от бора до астата.

Элементы, которые находятся выше черты, считаются неметаллами, а ниже – металлами. При этом все химические вещества побочных подгрупп представляют собой только металлы. Таким образом, можно увидеть, что количество металлических элементов в таблице значительно больше.

В основной подгруппе первой группы присутствуют щелочные металлы. К ним относят литий, рубидий, натрий. Также туда входят калий, фраций, цезий, калий. Эти элементы получили такое название, поскольку при растворении в воде они формируют щелочи. При этом образуются растворимые гидроксиды.

Для щелочных металлов характерна электронная конфигурация внешнего энергетического уровня ns1. Это означает, что на наружной оболочке присутствует один валентный электрон. Отдавая его, вещества проявляют восстановительные характеристики.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия"
В основную подгруппу второй группы входят щелочноземельные металлы. К ним относятся магний, радий, барий. Также в эту группу входят стронций, бериллий, кальций. Эти вещества отличаются серым окрасом. При комнатной температуре они имеют твердую консистенцию. На внешнем энергетическом уровне эта разновидность металлов отличается электронной конфигурацией ns2.

кучка металов

Вещества, которые входят в побочные подгруппы, считаются переходными металлами. В атомах этих элементов присутствуют валентные электроны, которые располагаются на d-орбиталях и f-орбиталях.

Для переходного подтипа характерны переменные уровни окисления. В низших степенях они проявляют основные характеристики, в промежуточных – амфотерные, а в высших – кислотные.

В верхнем правом углу периодической системы Менделеева находятся неметаллы. На внешнем энергетическом уровне атомы этих элементов содержат много электронов. Потому им выгоднее принимать дополнительные электроны, нежели отдавать свои собственные.

Во втором периоде находятся вещества от бора до неона, в третьем – от кремния до аргона. Четвертый период включает элементы от мышьяка до криптона. К пятому периоду относятся йод, ксенон и теллур, к шестому – радон и астат. Гелий и водород тоже считаются неметаллами.

Важным отличием рассматриваемых веществ считается строение их атомов. При этом стоит учитывать количество электронов на внешнем энергетическом уровне. У атомов металлов оно составляет от 1 до 3. Обычно для них характерен больший радиус. Атомы металлов беспрепятственно отдают наружные электроны, поскольку отличаются выраженными восстановительными характеристиками.

Неметаллы отличаются большим числом электронов на внешнем уровне. С этим связана их окислительная активность. Неметаллы притягивают электроны, которых им не хватает. Как следствие, энергетический уровень полностью заполняется. Наиболее выраженные окислительные свойства характерны для неметаллов второго и третьего периода шестой и седьмой групп.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия"
Для полного энергетического уровня характерно 8 электронов. Наибольшей окислительной способностью отличаются галогены, которые имеют валентность I. Лидирующие позиции среди них занимает фтор, поскольку это вещество лишено свободных орбиталей.

 

Рассматриваемые вещества отличаются по структуре. На физические свойства элементов влияет порядок размещения элементарных частиц. Если условно соединить их воображаемыми линиями, удастся получить структуру, которая называется кристаллической решеткой. В ней могут присутствовать разные элементы – молекулы или атомы. Также в структуру входят ионы, которые представляют собой заряженные частицы.

У отдельных неметаллов образуется атомная кристаллическая решетка. Ее частицы соединяются ковалентными связями. Вещества с такой структурой бывают твердыми и нелетучими. К ним, в частности, относят кремний, графит, фосфор.

Для молекулярной кристаллической решетки характерна более слабая связь между элементарными частицами. Как правило, такие неметаллы представлены в виде газа или жидкости. Иногда это могут быть твердые легкоплавкие неметаллы.

жидкий метал

При этом часть атомов любых металлов теряет наружные электроны. Этот процесс сопровождается их превращением в катионы, которые представляют собой положительно заряженные частицы. Они опять соединяются с электронами и формируют нейтрально заряженные элементы. Таким образом, в металлической решетке одновременно присутствуют атомы, электроны и катионы.

Отличаются и физические свойства рассматриваемых веществ. Основной характеристикой считается агрегатное состояние. Традиционно все металлы представляют собой твердые вещества. Исключением является лишь ртуть, которая является тягучей серебристой жидкостью. Ее пары считаются токсичным веществом, которое провоцирует интоксикацию организма.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия"
Еще одной отличительной особенностью таких веществ считается металлический блеск. Это обусловлено тем, что поверхность металла отражает свет. Также для этих веществ характерна тепло- и электропроводность. Эта особенность связана с наличием в металлических решетках свободных электронов. В электрическом поле они начинают направленное движение. Ток и тепло лучше всего проводит ртуть. При этом наименьшие показатели характерны для серебра.

формула химии

Металлическая связь делает вещества ковкими и пластичными. По этим параметрам лидирующие показатели занимает золото. Из него удается раскатать пластину, толщина которой не превышает человеческий волос.

Чаще всего металлы и неметаллы обладают противоположными физическими свойствами. Так, для неметаллов характерны невысокие параметры электро- и теплопроводности. К тому же они отличаются отсутствием металлического блеска.

В обычных условиях неметаллы имеют жидкое или газообразное состояние. Твердые вещества всегда отличаются хрупкостью и легкоплавкостью. Это связано с молекулярным строением веществ. Кремний, алмаз и красный фосфор считаются нелетучими и тугоплавкими элементами, которые характеризуются немолекулярным строением.

атомы и молекулы

Сравнительная таблица

Ключевые особенности веществ сведены в таблицу:

Свойства Металлы Неметаллы
Агрегатное состояние при комнатной температуре Твердое, кроме ртути Твердое, жидкое, газообразное
Цвет Серебристо-белый или серебристо-серый, кроме меди и золота Разный – желтый, желто-зеленый, красно-бурый
Блеск Металлический Отсутствует
Ковкость Хорошая Отсутствует
Теплопроводность Хорошая Только углерод
Электропроводность Хорошая Только углерод и черный фосфор

Выводы

Металлы и неметаллы имеют много отличий. Они затрагивают строение кристаллической решетки, физические характеристики и химические свойства.

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность "Экономика предприятия"

Оцените автора
Pohozhie
Добавить комментарий