Visus cheminius elementus sąlygiškai galima suskirstyti į nemetalus ir metalus. Ar žinote, kuo jie skiriasi? Kaip nustatyti jų vietą cheminių elementų lentelėje? Atsakymus į šiuos ir kitus klausimus rasite mūsų straipsnyje.
Nemetalų ir metalų padėtis: periodinė lentelė
Ne visada pagal išorinius požymius ir fizikines savybes galima išsiaiškinti, kuriai grupei priklauso cheminis elementas. Metalų ir nemetalų savybes galima nustatyti pagal jų vietą periodinėje lentelėje.
Norėdami tai padaryti, turite vizualiai nubrėžti įstrižainę nuo boro iki astatino, nuo 5 iki 85 skaičių. Viršutiniame dešiniajame kampe daugiausia bus nemetalai. Lentelėje jų yra mažuma, tik 22 elementai. Metalai yra dešinėje periodinės lentelės pusėje viršuje – daugiausia I, II ir III grupėse.
Energijos lygis
Nemetalų ir metalų skirtumus iš pradžių lemia jų atomų struktūra. Pradėkime nuo elektronų skaičiaus išoriniame energijos lygyje. Metalo atomams jis svyruoja nuo vieno iki trijų. Kaip taisyklė, jieturi didelį spindulį, todėl metalo atomai gana lengvai atiduoda išorinius elektronus, nes turi stiprių redukuojančių savybių.
Ne metalai turi daugiau elektronų išoriniame lygyje. Tai paaiškina jų oksidacinį aktyvumą. Nemetalai prideda trūkstamų elektronų, visiškai užpildydami energijos lygį. Stipriausias oksidacines savybes turi VI-VII grupių antrojo ir trečiojo periodų nemetalai.
Užpildytame energijos lygyje yra 8 elektronai. Halogenai su valentiniu I turi didžiausią oksidacinę galią. Fluoras yra jų lyderis, nes šis elementas neturi laisvų orbitų.
Metalų ir nemetalų struktūra: kristalinės gardelės
Fizikines medžiagų savybes lemia elementariųjų dalelių išsidėstymas. Jei sąlygiškai sujungsite jas įsivaizduojamomis linijomis, gausite struktūrą, vadinamą kristaline gardele. Jo mazguose gali būti įvairių struktūrų: atomų, molekulių arba įkrautų dalelių – jonų.
Kai kuriuose nemetaluose susidaro atominė kristalinė gardelė, kurios daleles jungia kovalentiniai ryšiai. Tokios struktūros medžiagos yra kietos ir nelakios. Pavyzdžiui, fosforas, silicis ir grafitas.
Molekulinėje kristalinėje gardelėje ryšys tarp elementariųjų dalelių yra silpnesnis. Paprastai tokie nemetalai yra skystos arba dujinės agregacijos būsenos, tačiau kai kuriais atvejais jie yra kieti, mažai tirpstantys nemetalai.
Bet kuriame metalo pavyzdyje kai kurie atomai praranda savo išorinį paviršiųelektronų. Tuo pačiu jie virsta teigiamai įkrautomis dalelėmis – katijonais. Pastarieji rekombinuojasi su elektronais, sudarydami neutraliai įkrautas daleles – katijonai, elektronai ir atomai vienu metu išsidėstę metalinėje gardelėje.
Fizikinės savybės
Pradėkime nuo agregavimo būsenos. Tradiciškai pripažįstama, kad visi metalai yra kieti. Vienintelė išimtis yra gyvsidabris, klampus sidabrinis skystis. Jo garai yra teršalai – toksiška medžiaga, sukelianti organizmo apsinuodijimą.
Kita būdinga savybė – metalinis blizgesys, paaiškinamas tuo, kad metalo paviršius atspindi šviesos spindulius. Kitas svarbus bruožas yra elektros ir šilumos laidumas. Ši savybė atsiranda dėl to, kad metalinėse gardelėse yra laisvųjų elektronų, kurie elektriniame lauke pradeda judėti tam tikra kryptimi. Gyvsidabris geriausiai praleidžia šilumą ir srovę, sidabro efektyvumas yra prasčiausias.
Metalo jungtis sukelia kaliumą ir lankstumą. Pagal šiuos rodiklius auksas yra lyderis, iš kurio galima iškočioti žmogaus plauko storio lakštą.
Dažniausiai metalų ir nemetalų fizinės savybės yra priešingos. Taigi pastariesiems būdingas mažas elektros ir šilumos laidumas, metalinio blizgesio nebuvimas. Normaliomis sąlygomis nemetalai yra dujinės arba skystos būsenos, o kietosios medžiagos visada yra trapios ir tirpios, o tai paaiškinama nemetalų molekuline struktūra. Deimantas, raudonasis fosforas ir silicis yra ugniai atsparūs irnelakios, tai medžiagos, turinčios nemolekulinę struktūrą.
Kas yra pusmetaliai
Periodinėje lentelėje tarp metalų ir nemetalų yra nemažai cheminių elementų, kurie užima tarpinę padėtį. Jie vadinami pusmetaliais. Pusmetalų atomai yra sujungti kovalentiniu cheminiu ryšiu.
Šios medžiagos sujungia metalų ir nemetalų savybes. Pavyzdžiui, stibis yra sidabriškai b alta kristalinė medžiaga ir reaguoja su rūgštimis, sudarydama druskas, būdingas metalines savybes. Kita vertus, stibis yra labai trapi medžiaga, kurios negalima padirbti ir netgi sutraiškyti rankomis.
Taigi, tipiški nemetalai ir metalai turi priešingas savybes, tačiau skirstymas yra gana savavališkas, nes daugelis medžiagų derina abi savybes.
