MITTEMETALLID (2)

MITTEMETALLID
Mittemetallide üldiseloomustus. Mittemetalle on 22. Lihtainetena esinevad nad gaaside (H2, O2, N2, F2, Cl2, väärisgaasid), vedeliku (Br2) või tahketena (B, Si, C, P, S, I2 jt.). Perioodilisuse süsteemis paiknevad mittemetallid perioodide lõpus. Mittemetallide aatomite väliselektronkihil on enamikul juhtudesl üle kolme elektroni.
Mittemetalli aatomitele on iseloomulik liita keemiliste reaktsioonide käigus elektrone. Seejuures aktiivsemad mittemetallid moodustavad negatiivselt laetud ioone (halogeniidioonid). Neil juhtudel esinevad mittemetallid oksüdeerijatena. Elementide aatomite omadus liita elektrone suureneb perioodis väärisgaasi suunas; rühmas suureneb alt ülespoole (aatomiraadiuse vähenemise suunas). Kõige aktiivsem mittemetall on fluor . Mittemetallide elektronnegatiivsus ning keemiline aktiivsus väheneb reas:
F, O, Cl, N, Br, I, S, C, H, P, Si, Xe
Tüüpiliste mittemetallide reageerimisel metallidega moodustavad ioonilise sidemega ühendid, mis toatemperatuuril ei esine molekulide, vaid ioonikristallidena(NaCl, CaF2, CaO, K2S).
Teatud tingimustel reageerivad mittemetallid omavahel, moodustades kovalentse sidemega ühendid (H2O, HCl, NH3, CO2, CH4, C6H6).
Mittemetallide ühendid vesinikuga on kas madala keemistemperatuuriga vedelikud (H2O, HF) või gaasid (H2S, NH3, CH4).
Mittemetallide ühendid hapnikuga on happelised või neutraalsed oksiidid (SO2, SO3, NO, NO2, CO, CO2, P4O10 ).
VESINIK —HYDROGENIUM—H. 1s
1.Leidumine. Vesinikku leidub looduses peamiselt ühendite koostises (vesi, orgaanilised ühendid). Vabana (H2) esineb ta vulkaaniliste gaaside ja naftagaaside koostises ning tühisel määral atmosfääris (atmosfääri ülemistes kihtides). Kosmoses on vesinik levinumaks elemendiks . Ta moodustab umbes 75% Päikese ja tähtede massist.
Looduses esineb kolm vesiniku isotoopi: prootium—H (harilik vesinik), deuteerium 21H ehk D (raskevesinik) ja triitium 31H ehk T (üliraske vesinik). T on radioaktiivne.
2.Saamine. Laboratoorselt saadakse vesinikku: a) tsingi reageerimisel hapetega (asendusreaktsioonil) Kippi aparaadis :
Zn+H2SO4=ZnSo4+H2
b) aktiivsete metallide (leelismetallide) ja vee reageerimisel:
2Na+2H2O=2NaOH+H2
c) vee elektrolüüsil:
2H2O=2H2+O2
Tööstuslikult toodetakse vesiniku 1) vee elektrolüüsil, 2) veegaasist C+H2O=CO+H2
d) loodusliku gaasi (metaani) konverteerimisel:
1400 *C
CH4+2H2O--------CO2+4H2
3. Füüsikalised omadused. Vesinik on värvuseta, lõhnata, maitseta gaas . Ta on kõige kergem gaas . Vees lahustub vesinik halvasti, hästi lahustub ta mõnedes metallides, näiteks pallaadiumis. Vesiniku suure soojusjuhituvuse tõttu jahtuvad kuumad kehad vesinikus 7 korda kiiremini kui õhus.
4. Keemilised omadused. a) Vesinik põleb õhus ja hapnikus veeauruks:
2H2+O2=2H2O
Vesiniku ja hapniku segu plahvatab süütamisel. Gaasisegu, mis koosneb kahest mahuosast vesinikust ja ühest mahuosast hapnikust, nimetatakse paukgaasiks. b) Kõrgel tempeartuuril redutseeruvad metallid nende oksiididest vesiniku toimel vabaks metalliks:
CuO+H2=Cu+H2O
c) Kõrgel temperatuuril ühineb vesinik mittemetallidega:
H2+S=H2S ( divesiniksulfiid )
H2+Cl2=2HCl (vesinikkloriid)
5. Monovesinik (atomaarne vesinik)—H. Kõrgel temperatuuril lagunevad vesiniku molekulid aatomiteks:
H2=2H (ΔH=+432kJ)
Monovesinik tekib ka keemilistel reaktsioonidel (vesinik tekkemomendil), kuid ühineb kiiresti molekulideks. Monovesinik on keemiliselt väga aktiivne.
Monovesinik on toatemperatuuril tugev redutseerija .
FeCl3+H2=reaktsiooni ei toimu
FeCl3+H=FeCl2+HCl
6. Vesiniku kasutusalad. Vesiniku kerguse tõttu täidetakse temaga õhupalle ja stratostaate, millega uuritakse atmosfääri. Vesiniku põlemisel tekkitav kõrge temperatuuriga (3000*C) leeki rakendatakse metallide keevitamisel. Vesiniku toimel muudetakse vedelad taimsed ja loomsed rasvad (õlid) tahketeks (margariin). Vesinikku kasutatakse keemiatööstuses ammoniaagi ja soolhappe tootmisel ning orgaaniliste ainete töötlemisel.
VESI---H2O
1. Leidumine ja puhastamine. Vesi on kõige levinum vesiniku ühend. Ta on kõikide organismide ja ümbritseva keskkonna alaliseks koostisosaks. Elusorganismid sisaldavad 50-99% vett. Täiskasvanud inimese massist moodustab vesi umbes 2∕3.
Looduslik vesi ei ole täiesti puhas. Ta sisaldab lahustunult mitmesuguseid sooli ja gaase ning lahustumata lisandeid, mikroorganisme jne. Joogivee saamiseks kõrvaldatakse vees olevad lahustumaud ained liivfiltritega, mikroorganismid kõrvaldatakse veest kloorimise või osoneerimisega. Lahustunud lisanditest vabastamiseks vett destilleeritakse või rakendatakse ioonivahetajaid, ioniite. Destillatsiooniseadmes muudetakse vesi auruks ja aur kondenseeritakse jahutis destilleeritud veeks. Lisandid ( soolad ) jäävad destillatsiooniseadmesse. Destileeritud vett säilitatakse pikema aja vältel kvartsklaasist või tinast anumates. Tavalises klaasnõus säilitamisel lahustub vesi klaasi koostisse kuuluvad naatriumiühendid. Kui joome klaasi teed, joome ka ühe sajatuhandiku grammi klaasi koostisse kuuluvaid aineid.
2. Füüsikalised omadused. Puhas vesi on värvuseta, lõhnata ja maitseta vedelik. Vee füüsikalised konstandid on võetud mitmete füüsikaliste mõistete ja ühikute aluseks (tihedus, soojusmahtuvus , Celsiuse, Fahrenheiti ja Reaumuri