Mittemetallilised elemendid (0)

Väärisgaase (VIIIA) vaadeldakse tihti omaette rühmana, sest neil ei avaldu tüüpiliste mittemetalliliste elementide omadusi. Ja kuigi mittemetallilisi ühendeid on ainult veerand perioodilisustabelis , siis on neid maakoores kõige rohkem. Maa atmosfäär koosneb lämmastikust ja hapnikust. Levinud ühendid on H2O, SiO2 ja CO2. Elusorganismides esinevad orgaanilised ained koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Fossiilsed kütused sisaldavad peamiselt süsinikku või orgaanilisi aineid. Vääriskivid koosnevad peamiselt mittemetallilistest elementidest: teemat süsinikust, mäekristall/ametüst ränidioksiidist.
Esimesed mittemetallid , mida inimene tundma õppis olid süsinik ja väävel. Süsinik tekkis söe kujul puude põletamisel Süsiniku kaks rolli: põlemisel saadakse vajalik kõrge temperatuur ja ühtlasi võtab ta otseselt osa reaktsioonist – süsinik redutseerib metalliühendist puhta metalli. Alguses saadi sedasi vaske, hilje tina pliid ja rauda. Väävliga puututi kokku vulkaanilistes piirkondades, kus seda leidub sageli ehedal kujul. Seostati tulega. Arseen avastati 13 saj, fosfor 17 saj.
Mittemetalliliste elementide aatomiehituse iseärasused. Põhilised iseärasused: Mittemetalliliste elementide aatomid on suhteliselt väiksemad kui metalliliste elementide aatomid. Mittemetalliliste elementide aatomites on enamasti märgatavalt rohkem äliskihi elektrone kui metallilistel elemntidel – üldreeglina 4-7 elektroni väliskihis
Enamik mittemetallilisi elemente saab elektrone mitte ainult liita, vaid ka loovutada. Sellest tulenevalt võivad mittemetallid keemilistes reaktsioonides käituda nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana (olenevalt reaktsiooni partnerist). Vaid kõige elektronegatiivsem fluor saab elektrone ainult liita, sest pole ühtegi teist elementi, mis suudaks fluorilt elektrone ära võtta.
Mittemetallid käituvad oksüdeerijana reageerimisel metallidega ja endast vöhem aktiivsete mittemetallidega (või ka teiste redutseerijatega). Redutseerumisel seovad mittemetalliliste elemendi aatoimid elekrtone, tekkinud ühendis on neil negatiivne oksüdatsiooniaste.
Mittemetallid käituvad redutseerijana reageerimisel endast aktiivsemate mittemetallidega või teiste tugevamate oksüdeerijatega. Oksüdeerumisel loovuavad mittemetallilise elemendi aatomid elektrone, tekkinud ühendis on neil positiivne oksüdatsiooniaste.
Mittemetalliliset elementide oksüdatsiooniastmed ühendites:
Maksimaalne ehk kõrgeim oksüdatsiooniaste on määratud elektronide arvuga, mida elemendi aatom saab keemilistes reaktsioonides loovutada. Mittemetalliliste elementide elementide maks oa võrdub rühma numbriga n, st väliskihi elektronide arvuga (nagu ka A-rühmade metallilistel elementidel).
Minimaalne ehk madalaim oksüdatsiooniaste (kõige negatiivsem) on määratud elektronide arvuga, mida elemendi aatom saab keemilistes reaktsioonides oma väliskihti juurde võtta. Aautom saab väliskihti juurde võtta 8-n elektroni, madalaim oa on seega n-8 (n=rühma number). Erandiks on vesinik , mille aatom saab juurde võtta ainult 1 elektroni.
Enamik mittemetallilisi elemente saab moodustada ühendeid ka vahepealsetse oksüdatsiooniastmetes. Paljudel nendest on küllaltki püsib rühma numbrist 2 võrra väiksem oa. Sel juhul on vastava elemendi aatom loovutanud ainult väliskihi p-elektronid, kuid s-alakihi elektronid on jäänud loovutamata.
Minim oa esineb ühendites metallidega ja enamikel ühendis vesinikuga (va boor , räni,arseen – vesinikust väiksem elektronegatiivsus ). Maks oa moodustub oksiid ning sellele astava happe (ja happe soolad). Klooril on näiteks Cl2O7 ja vastav hape HCLO4. Seleenil SeO3 ja H2SeO4 . Maks 2 võrra väiksem oa – enamkul mittemetallilistest elementidest esinevad ka rühma numbrist 2 võrra väksemas oa-s oksiid ja vastav happe. Väävel (IV)ühendid on näiteks SO2 ja H2SO3. Lämmastik(III)ühendid on N2O3 (dilämmastiktrioksiid) ja HNO2.
Poolmetallid – metalliliste ja mittemetalliliste iseloomulike omadusi. Iseloomulik läige, aga küllaltki haprad ja raskesti töödeldavad. Elektrijuhtivus on halvem, kui metallidel, aga siiski juhivad. Perioodilisus tabelis on metallide / mittemetallide joone lähedal. Kui on rohkem metallilisi omadusi, siis on metallide hulgas ( germaanium , antimon) ja vastupidi on räni ja arseen.
Mittemetallide füüsikalised omadused. Väga erineva värvusega (väävel kollane, fosfor valve /punane, räni hall, vesinik/lämmastik/hapnik värvusetud, kloor rohekaskollane jne). Ei juhi elektrit ( erand on süsiniku allotroop grafiit )! Aatomite vahel on kovalentsed sidemed. Osa on molekulaarsed (molekulidest), teised mittemolekulaarsed (polümeerse ehitusega). Molekulaarsed on tavatingimustes gaasilised – H2, N2, O2, F2, CL2. Mida suuremad on molekulide mõõtmed, seda tugevamad on molekulidevahelised tõmbejõud ja seda kõrgem on ainete sulamistemperatuur. Mittemolekulaarsed ained on kristalsed ained, polümeersed, kovaentse sidemega. Kristallvõre tsentrites asuvad aatomid. Mõnedel nõrgalt seotud aatomid. Teemat ja räni n näiteks igas suunas ühtlase ehitusega ja väga kõrge sulamustemperatuuriga ja kõvad tahked ained.
Allotroopia . Nähtust, kus üks ja sama keemiline element saab esineda mitme erineva lihtainena, nimetatakse allortoopiaks ja vastavaid lihtaineid allotroopideks ehk allotroopseteks teisenditeks. Allotroobid esinevad sellistel mittemetallilistel elementidel, mille aatomid saavad moodustada rohkem kui ühe kovalentse sideme. Kõige tuntumad on hapniku, fosfori ja süsiniku allotroobid. Allotroobid võivad erineda aatomite arvu poolest molekulis: näitks hapniku alltrooobid on dihapnik ehk tavaline hapnik O2 ja trihapnik ehk osoon O3. Allotroobid võivad erineda molekulide paigutuse poolest kristallivõres näiteks süsiniku teeant ja grafiit. Fosfori püsivamad allotroobid punane ja must fosfor on kihilise ehitusega polümeersed ained.