Ontdek de Niet-Metallen van het Periodiek Systeem: Eigenschappen & Voorbeelden

Wat zijn niet-metallen?

In de scheikunde is een niet-metaal een chemisch element dat over het algemeen geen metallische eigenschappen vertoont; ze variëren van kleurloze gassen tot glanzende en refractory (hoge smeltpunt) vastestoffen. De elektronen in niet-metallen gedragen zich anders dan die in metalen.

Met enkele uitzonderingen zijn de elektronen in niet-metallen vastgezet, wat ertoe leidt dat niet-metallen meestal slechte geleiders van warmte en elektriciteit zijn en broos of kruimelig als vastestof.

De elektronen in metalen zijn doorgaans vrij beweglijk, weshalb metalen goede geleiders zijn en gemakkelijk in vellen en draden gevormd kunnen worden. Niet-metaalatomen zijn matig tot sterk elektronegatief; ze trekken elektronen in chemische reacties aan en vormen zurige verbindingen.

Twee niet-metallen, waterstof en helium, maken ongeveer 99% van de gewone materie in het observeerbare universum uit op massa. Vijf niet-metallische elementen, waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof en silicium, vormen grotendeels de aardkorst, atmosfeer, oceanen en biosfeer.

De meeste niet-metallen hebben biologische, technologische of huishoudelijke rollen. Levende organismen bestaan bijna volledig uit niet-metaal waterstof, zuurstof, koolstof en stikstof. Bijna alle niet-metallen hebben individuele toepassingen in geneeskunde en farmacie; lasers en verlichting; en huishoudelijke artikelen.

Wat zijn de niet-metallen in het periodiek systeem?

De metalen liggen links van de lijn (behalve waterstof, een niet-metaal linksboven), de niet-metallen rechts van de lijn, en de elementen direct aan de lijn zijn de metalloïden.

Niet-metallen hebben hoge ionisatie-energieën en hoge elektronaffiniteit, waardoor ze gemakkelijk elektronen winnen en moeilijk verliezen. Ze hebben ook meer valentie-elektronen en zijn al dichtbij een volledige octet van acht elektronen.

De niet-metallen winnen elektronen tot ze evenveel elektronen hebben als de nabijste edelgas (Groep 8A), waardoor negatief geladen anionen ontstaan met ladingen die het groepnummer min acht zijn.

Dat wil zeggen: Groep 7A niet-metallen vormen 1- ladingen, Groep 6A niet-metallen vormen 2- ladingen en Groep 5A metalen vormen 3- ladingen. De Groep 8A elementen hebben al acht elektronen in hun valentieschil, hebben weinig neiging om elektronen te winnen of te verliezen, en vormen niet gemakkelijk ionische of moleculaire verbindingen.

Ionische verbindingen worden in een regelmatig rooster (kristalrooster) samengehouden door de aantrekkingskrachten tussen de tegenovergesteld geladen kationen en anionen. Deze krachten zijn erg sterk, weshalb de meeste ionische verbindingen hoge smeltpunten hebben. Bijvoorbeeld natriumchloride (NaCl) smelt bij 801 °C, aluminiumoxide (Al₂O₃) bij 2054 °C.

Ionische verbindingen zijn doorgaans hard, stijf en broos. Ze geleiden geen elektriciteit in vaste fase omdat de ionen niet vrij kunnen bewegen, maar wel in oplossing in water.

Wanneer niet-metallen zich combineren met andere niet-metallen, delen ze elektronen in covalente bindingen in plaats van ionen te vormen, wat leidt tot neutrale moleculen. Houd er rekening mee dat waterstof ook een niet-metaal is, dus de combinatie van waterstof met een ander niet-metaal levert ook een covalente binding op.

Moleculaire verbindingen kunnen gassen, vloeistoffen of vastestoffen met laag smeltpunt zijn en omvatten een grote verscheidenheid aan stoffen.

Lijst van niet-metallen in het periodiek systeem

Hier is een complete lijst van alle 18 niet-metallen in het periodiek systeem.

Eigenschappen van Niet-Metallen

In het algemeen zijn niet-metallen broos, mat en slechte geleiders van warmte en elektriciteit. Ze neigen ertoe lagere smeltpunten te hebben dan metalen. De meeste niet-metallen bestaan bij kamertemperatuur in twee van de drie aggregatietoestanden: gassen en vastestoffen, behalve broom, dat als vloeistof voorkomt.

Niet-metallen hebben hoge ionisatie-energieën en elektronegativiteiten. De meeste niet-metallen kunnen gemakkelijk elektronen winnen. Niet-metallen vertonen een breed scala aan chemische eigenschappen en reactiviteiten.

Fysieke Eigenschappen van Niet-Metallen

De volgende eigenschappen zijn kenmerkend voor niet-metallen:

• Niet-metallen hebben hoge ionisatie-energieën.
• Ze hebben hoge elektronegativiteiten.
• Niet-metallen zijn isolatoren, dus slechte geleiders van elektriciteit.
• Ze zijn mat, ze hebben geen glans als metalen.
• Niet-metallen zijn slechte geleiders van warmte (slechte thermische geleiders).
• Ze zijn erg zwak en broos; ze breken of scheuren gemakkelijk.
• Niet-metallen hebben een lage dichtheid; ze zijn licht voor hun grootte.
• Ze zijn geen goede geleiders van geluid en maken geen geluid wanneer erop geslagen wordt.
• Ze winnen gemakkelijk elektronen.
• Niet-metallen kunnen vast, vloeibaar of gasvormig zijn.
• Niet-metallen vormen zurige oxiden.
• Ze zijn goede oxidatiemiddelen.
• Over het algemeen hebben niet-metallen vier tot acht elektronen in de buitenste schil.

Chemische Eigenschappen van Niet-Metallen

De chemische eigenschappen van niet-metallen:

• Niet-metallen zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit. Grafiet en gas koolstof zijn uitzonderingen.
• In tegenstelling tot metalen zijn niet-metallen niet smeedbaar en trekbaar.
• Niet-metallen reageren meer met metalen dan met niet-metallen.
• Meestal reageren niet-metallen met andere niet-metallen bij hoge temperaturen.
• De meeste niet-metallen reageren niet met lucht bij kamertemperatuur.
• Witte fosfor is het enige niet-metaal dat met lucht reageert om zijn oxide te vormen door verbranding.
• Meestal reageren niet-metallen niet met water. Behalve chloor, dat in water oplost en een zurige oplossing vormt.
• Niet-metallen hebben een lage dichtheid.
• Ze vormen geen legeringen. Echter, niet-metalen als koolstof, silicium en fosfor.
• Niet-metallen komen in alle aggregatietoestanden voor bij kamertemperatuur.
• Verschillende niet-metallen hebben verschillende reacties.
• Chloor is het meest reactieve metaal in de halogeenfamilie (Cl, Br, I, F). De reactiviteitsvolgorde is Cl > Br > I.
• Daarom kan chloor (Cl) broom (Br) en jodium (I) uit oplossingen van bromiden (NaBr) en jodiden (NaI) verdringen.
• Ionische vastestoffen ontstaan wanneer niet-metallen met hoge elektronegativiteit reageren met alkalimetallen en aardalkalimetallen.

Voorbeelden van Niet-Metallen

Voorbeelden van niet-metallen zijn waterstof, koolstof, chloor, helium, fluor, stikstof, fosfor en selenium.

Niet-Metaal Gasvormige Elementen

De meeste niet-metallen zijn bij kamertemperatuur kleurloze, geurloze gassen. Waterstof, helium, stikstof, zuurstof, neon, argon, krypton, xenon en radon vallen in deze categorie. 78% van onze atmosfeer bestaat uit stikstofatomen, 20% uit zuurstof.

Chloor is een geelgroen gekleurd gas met een scherpe geur die de neusgaten brandt in hoge doses. Je hebt het misschien gerukt in een gechlorde zwembad. Fluor is een geel gas dat even onaangenaam ruikt en zeker giftiger is. Radon is onstabiel en vaak radioactief. Het dringt in kelders en moet door ventilatiesystemen worden afgezogen.

Broom is een bruine vloeistof bij kamertemperatuur die gemakkelijk verdampt tot een dieporanje gas. Het is het enige niet-metaal element dat in vloeibare vorm voorkomt. Als chloor en fluor heeft broom een eigen geur en kan het tamelijk giftig zijn.

Vaste Niet-Metaal Elementen

De overige elementen, koolstof, fosfor, zwavel, selenium en jodium, bestaan bij kamertemperatuur in vaste vorm. Elk van deze niet-metalen heeft verschillende vaste vormen, hoewel sommige voorkomen dan andere.

Bijvoorbeeld koolstof komt meest voor als grafit, maar vormt ook diamanten. De meest voorkomende vorm van zwavel is geel, broos en ruikt iets naar rotte eieren. Fosfor heeft veel vormen, waarvan witte fosfor een gas is dat ontbrandt bij blootstelling aan zuurstof. Jodium is vaak een bruin vast stof dat gemakkelijk sublimeert tot paarse dampen.

Edelgassen

Zes niet-metallen worden geklassificeerd als edelgassen: helium, neon, argon, krypton, xenon en radioactief radon. In conventionele periodieke systemen bezetten zij de rechterkolom. Ze heten edelgassen vanwege hun karakteristiek zeer lage chemische reactiviteit.

Ze hebben zeer vergelijkbare eigenschappen: allemaal kleurloos, geurloos en niet-brandbaar. Met hun gesloten buitenste elektronschillen hebben edelgassen zwakke interatomaire aantrekkingskrachten, wat resulteert in zeer lage smelt- en kookpunten. Daarom zijn ze allemaal gassen onder standaardomstandigheden, zelfs die met atoommassa's groter dan veel normaal vaste elementen.

Chemisch hebben edelgassen relatief hoge ionisatie-energieën, nihil of negatieve elektronaffiniteiten, en relatief hoge elektronegativiteiten. Verbindingen van edelgassen tellen in de honderden, met de lijst nog steeds groeiend, meestal via zuurstof of fluor die zich combineren met krypton, xenon of radon.

Veelgestelde Vragen

Wat zijn niet-metallen?

In de scheikunde is een niet-metaal een chemisch element dat over het algemeen geen metallische eigenschappen vertoont; ze variëren van kleurloze gassen tot glanzende en refractory (hoge smeltpunt) vastestoffen. De elektronen in niet-metallen gedragen zich anders dan die in metalen.

Wat zijn de 10 niet-metalen?

De 17 niet-metaal elementen zijn waterstof, helium, koolstof, stikstof, zuurstof, fluor, neon, fosfor, zwavel, chloor, argon, selenium, broom, krypton, jodium, xenon en radon.

Hoeveel niet-metallen zijn er in het periodiek systeem?

Er zijn 18 niet-metallen in het periodiek systeem. Alle deze niet-metallen bevinden zich in de rechterbovenhoek (waterstof linksboven). Als astatine (At) als niet-metaal gerekend wordt, zijn er 18. Als astatine uitgesloten wordt, zijn er 17.

Waarom is dit getal onzeker?

Omdat er geen universeel geaccepteerde definitie is van metalen, niet-metallen en halfmetalen. Een scheikundige kan niet-metallen definiëren op basis van chemische eigenschappen, een natuurkundige op basis van dichtheid of atoomnummer. Het totaal is dus 17 of 18.

Wat zijn voorbeelden van niet-metallen?

Voorbeelden: waterstof, koolstof, chloor, helium. Eigenschappen: relatief laag kookpunt, slechte geleiding; vaste niet-metallen zijn mat en broos.

Waar vind je niet-metallen in het periodiek systeem?

Metalen links van de lijn (behalve waterstof), niet-metallen rechts, elementen aan de lijn zijn metalloïden.

In welke groep zitten de niet-metallen?

Groep VIIA is de enige groep waar alle elementen niet-metallen zijn. Deze groep bevat F, Cl, Br, I, At. De andere naam is halogeen (zoutvormer).

Welke chemicaliën lijken op niet-metallen?

Niet-metallen delen veel eigenschappen: ze zijn gas (waterstof, zuurstof, stikstof) of vast (koolstof, zwavel) onder standaardomstandigheden. Ze geleiden slecht warmte en elektriciteit. Ze zijn in vaste vorm zeer broos.

Waarvoor worden niet-metallen gebruikt?

Vloeibare waterstof als raketbrandstof. Koolstof (grafiet) voor elektroden van elektrolysecellen en droge cellen. Stikstof voor productie van ammoniak, salpeterzuur, meststoffen. Stikstof conserveert voedsel.

Wat zijn de toepassingen van niet-metallen in het dagelijks leven?

Voor elektrische draden, keukengereedschap wordt koper gebruikt. Als beschermende coating voor ijzer wordt zink gebruikt. Aluminium voor elektrische kabels, verpakking, keukengereedschap. Waterstof in ammoniak- en methanol-synthese, lasbrens, etc.

Wie ontdekte niet-metallen?

In 1789 probeerde de Franse scheikundige Antoine Lavoisier elementen te groeperen in metalen en niet-metallen. Veertig jaar later observeerde de Duitse natuurkundige Johann Wolfgang Döbereiner overeenkomsten in fysieke en chemische eigenschappen van bepaalde elementen.

Wat zijn de eigenschappen van niet-metaal?

Fysieke eigenschappen: niet smeedbaar/trekbaar, broos, slechte geleiders van warmte/elektriciteit, geen metallische glans, weerkaatsen geen licht.

Wat zijn kenmerken van niet-metallen?

In elementaire vorm kunnen niet-metallen gas, vloeistof of vast zijn. Ze zijn niet glanzend (glansloos) en geleiden warmte/elektriciteit slecht. Meestal lagere smeltpunten dan metalen (met uitzonderingen). Vastestoffen breken gemakkelijk, buigen niet als metalen.

Waarom zijn niet-metallen elektrische isolatoren?

Omdat de valentieschillen in niet-metaalatomen bijna vol zitten, trekken de atomen elektronen aan en houden ze vast om hun valentieschil te vullen.

Zijn niet-metallen mat?

Typische niet-metallen hebben een matte, gekleurde of kleurloze uitstraling; zijn broos als vast; zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit, en hebben zurige oxiden.

Hoe is zuurstof een niet-metaal?

De hoge waarden van elektronegativiteit en elektronaffiniteit van zuurstof zijn typisch voor elementen die alleen niet-metallisch gedrag vertonen. In al zijn verbindingen neemt zuurstof een negatieve oxidatietoestand aan, zoals verwacht van de twee half-gevulde buitenste orbitalen.

Zijn niet-metallen goede isolatoren?

Niet-metallen laten warmte of elektriciteit niet gemakkelijk door. Ze zijn isolatoren. Bijvoorbeeld: warmte gaat niet gemakkelijk door lucht. Lucht is een mengsel van niet-metaal gassen zoals zuurstof en stikstof.

Zijn niet-metallen halfgeleiders?

Deze elementen, metalloïden of halfmetalen genoemd, vertonen eigenschappen van zowel metalen als niet-metalen. Hun structuren lijken op die van niet-metallen, maar ze zijn elektrische halfgeleiders.

Zijn niet-metallen onzichtbaar?

Ze zijn niet bijzonder smeedbaar, en waar de meeste metalen glanzen, kunnen niet-metallen matgekleurd, zwart (koolstof in sommige allotropen) of onzichtbaar zijn, zoals bij de meeste gasvormige niet-metallen.

Wat is het meest reactieve niet-metaal?

Het element fluor is het meest reactieve niet-metaal. Het komt niet als vrij element in de natuur voor. Fluorgas reageert explosief met veel andere elementen en verbindingen en wordt gezien als een van de gevaarlijkste bekende stoffen.