Eigenschappen van metalen, niet-metalen en metalloïden

De elementen kunnen worden geclassificeerd als metalen, niet-metalen of halfmetalen (metalloïden).

Metalen zijn goede geleiders van warmte en elektriciteit en zijn kneedbaar (ze kunnen tot platen worden gesmeed) en ductiel (ze kunnen tot draad worden getrokken). De meeste metalen zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur met een karakteristieke zilverglans (met uitzondering van kwik, dat een vloeistof is).

Niet-metalen zijn (meestal) slechte geleiders van warmte en elektriciteit en zijn niet kneedbaar of kneedbaar; Veel van de elementaire niet-metalen zijn gassen bij kamertemperatuur, andere zijn vloeistoffen en andere zijn vaste stoffen.

De metalloïden zijn intermediair in hun eigenschappen. In hun fysieke eigenschappen lijken ze meer op niet-metalen, maar onder bepaalde omstandigheden kunnen sommige ervan worden gemaakt om elektriciteit te geleiden. Deze halfgeleiders zijn uiterst belangrijk in computers en andere elektronische apparaten.

Veel periodieke tabellen aan de rechterkant van de tabel scheiden metalen van niet-metalen. De metalen bevinden zich links van de lijn (behalve waterstof, dat een niet-metaal is), de niet-metalen bevinden zich rechts van de lijn en de elementen direct naast de lijn zijn de metalloïden.

Wanneer elementen worden gecombineerd om verbindingen te vormen, zijn er twee belangrijke soorten binding die kunnen ontstaan. Ionische bindingen vormen wanneer er een overdracht van elektronen van de ene soort naar de andere is, waarbij geladen ionen worden geproduceerd die elkaar zeer sterk aantrekken door elektrostatische interacties, en covalente bindingen, die ontstaan ​​wanneer atomen elektronen delen om neutrale moleculen te produceren.

Over het algemeen combineren metaal en niet-metalen om ionische verbindingen te vormen, terwijl niet-metalen combineren met andere niet-metalen om covalente verbindingen (moleculen) te vormen.

Metalen in het periodiek systeem

De meeste elementen op het periodiek systeem zijn metalen. Ze zijn gegroepeerd in het midden aan de linkerkant van het periodiek systeem. De metalen bestaan ​​uit alkalimetalen, aardalkali, overgangsmetalen, lanthaniden en actiniden.

Meer informatie: Wat is metaal en hun soorten?

Alkalimetalen

De alkalimetalen zijn te vinden in de eerste kolom aan de linkerkant van het periodiek systeem. Het zijn zachte metalen die zeer reactief zijn en één elektron in hun buitenste s-subschil hebben.

De zes alkalimetalen zijn: Lithium, natrium, kalium, rubidium, lepidoliet Minerale bron voor rubidium en cesium, cesium, Francium.

Alkalische aardmetalen

De aardalkalimetalen staan ​​in kolom 2 aan de linkerkant van het periodiek systeem. Ze zijn over het algemeen harder en dichter dan alkalimetalen, hebben 2 elektronen in hun buitenste s-subschil en elk maakt een duidelijke kleur in hun vlammen.

De zes aardalkalimetalen zijn: Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Radium.

Overgangsmetalen

De overgangsmetalen zijn te vinden in het midden van het hoofdgedeelte van het periodiek systeem. Ze worden soms zware metalen genoemd en hebben een hogere dichtheid dan alkali- of aardalkalimetalen.

Er zijn 38 overgangsmetalen, waaronder: Kobalt, koper, inheems koper uit Arizona, goud, ijzer, kwik, platina, zilver, titanium, wolfraam, zink.

Zeldzame aardmetalen

De zeldzame aardmetalen zijn meestal te vinden in hun eigen tabel onder het belangrijkste periodiek systeem. Ze passen echter eigenlijk in het midden van het periodiek systeem. Er zijn twee soorten zeldzame aardmetalen: Lanthaniden en actiniden.

Lanthanide metalen

Er zijn 15 lanthaniden vermeld op het periodiek systeem. Al deze elementen lijken zo op elkaar dat het erg moeilijk is om ze te onderscheiden.

Voorbeelden van lanthaniden zijn: Cerium, Promethium, Gadolinium, Dysprosium, Lutetium.

Actinide metalen

Er zijn 15 actiniden vermeld in het periodiek systeem. De meeste hiervan komen niet in de natuur voor omdat ze zo onstabiel zijn, maar worden geproduceerd in kernreactoren en deeltjesversnellers.

Voorbeelden van actiniden zijn onder meer: Thorium, Uranium, Plutonium, Californium, Mendelevium

Andere metalen

Metalen die als andere metalen worden vermeld, worden aan de rechterkant van het hoofdgedeelte van het periodiek systeem gevonden. Deze worden soms halfmetalen en soms post-overgangsmetalen genoemd. Ze zijn doorgaans zachter dan andere metalen en hebben een lager smeltpunt.

Wetenschappers zijn het er niet universeel over eens welke elementen in deze categorie thuishoren, dus afhankelijk van de tabel waar je naar kijkt, kunnen er tussen de 8 en 14 zijn.

Voorbeelden van andere metalen zijn onder meer :Aluminium, Bismut, Bismutkristal, Indium, Lood, Tin.

Eigenschappen van Meta ls

Metalen zijn elementen die positieve ionen vormen door elektronen te verliezen tijdens chemische reacties, behalve waterstof. Het zijn dus elektropositieve elementen met lage ionisatie-energieën. De meeste metalen hebben dezelfde eigenschappen als glanzend, zeer dicht en met een hoog smeltpunt. Bovendien zijn ze kneedbaar, kneedbaar en glanzend. Metalen zijn ook goede geleiders van warmte en elektriciteit. Alle metalen zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur, behalve kwik, dat een vloeistof is.

Metalen vormen over het algemeen ionische bindingen met niet-metalen, maar er zijn uitzonderingen. De meeste metalen vormen ten minste één basisch oxide, hoewel sommige amfoteer zijn. Metalen vertonen een breed scala aan reactiviteit. Speciale groepen metalen zijn de edelmetalen Ru, Rh, Pd, Pt, Au, Os, Ir, Ag en de vuurvaste metalen Nb, Mo, Ta, W en Re.

Fysische eigenschappen van metalen:

Enkele van de belangrijkste fysische eigenschappen van metalen worden hieronder gegeven.

• Metalen zijn kneedbaar, in hun vaste toestand en kunnen tot dunne platen worden gehamerd. Goud is het meest kneedbaar van alle metalen
• Metalen zijn ductiel, wat betekent dat ze tot een draad kunnen worden getrokken. Zilver is een van de meest ductiele metalen.
• Metalen zijn een goede geleider van warmte en elektriciteit.
• Metalen zijn glanzend, wat betekent dat ze een glanzend uiterlijk hebben. Sommige metalen zullen een patina vormen en de glans gaat verloren.
• Metalen hebben een hoge treksterkte. Het betekent dat ze zwaargewichten kunnen dragen.
• Metalen zijn sonoor. Het betekent dat als we ze raken, ze een rinkelend geluid maken.
• Metalen zijn hard. Het betekent dat ze niet gemakkelijk kunnen worden gesneden.
• Kationen vormen in een waterige oplossing door hun elektronen te verliezen
• Het smeltpunt van metalen:metalen hebben vaak een hoog smelt- en kookpunt, maar er zijn veel uitzonderingen op het smeltpunt, zoals cesium, gallium, kwik, rubidium en tin, die allemaal een vrij laag smeltpunt hebben. De meeste kookpunten zijn echter nog steeds vrij hoog.
• Metalen vertonen een breed scala aan dichtheden, maar zijn over het algemeen dichter dan niet-metalen. Wolfraam, platina, osmium, goud en iridium zijn extreem dicht.
• De meeste metalen zijn zilverachtig, hoewel sommige, zoals goud, cesium en koper, gekleurd zijn.

Chemische eigenschappen van metalen

Metalen zijn elektropositieve elementen die in het algemeen basische of amfotere oxiden vormen met zuurstof. Andere chemische eigenschappen zijn onder meer:

• Elektropositief karakter: Metalen hebben de neiging om lage ionisatie-energieën te hebben en verliezen typisch elektronen (d.w.z. worden geoxideerd) wanneer ze chemische reacties ondergaan. Normaal accepteren ze geen elektronen. Bijvoorbeeld:
  • Alkalimetalen zijn altijd 1+ (verlies van het elektron in s subschil)
  • Aardalkalimetalen zijn altijd 2+ (verliezen beide elektronen in de subschil)
  • Overgangsmetaalionen volgen geen duidelijk patroon, 2+ is gebruikelijk (verliezen beide elektronen in de subschil), en 1+ en 3+ worden ook waargenomen

Na0→Na++e−Na0→Na++e−

Mg0→Mg2++2e−Mg0→Mg2++2e−

Al0→Al3++3e−Al0→Al3++3e−

Verbindingen van metalen met niet-metalen hebben de neiging ionisch van aard te zijn. De meeste metaaloxiden zijn basische oxiden en lossen op in water om metaalhydroxiden te vormen:

Na2O(s)+H2O(l)→2NaOH(aq)Na2O(s)+H2O(l)→2NaOH(aq)

CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(aq)CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(aq)

Metaaloxiden vertonen hun fundamentele chemische aard door te reageren met zuren om metaalzouten en water te vormen:

MgO(s)+HCl(aq)→MgCl2(aq)+H2O(l)MgO(s)+HCl(aq)→MgCl2(aq)+H2O(l)

NiO(s)+H2SO4(aq)→NiSO4(aq)+H2O(l)

Locatie van metalen in het periodiek systeem

Meer dan 75% van de elementen zijn metalen, dus vullen ze het grootste deel van het periodiek systeem. Metalen bevinden zich aan de linkerkant van de tafel. De twee rijen elementen onder het hoofdgedeelte van de tafel (de lanthaniden en actiniden) zijn metalen.

In het periodiek systeem zie je een getrapte lijn die begint bij Borium (B), atoomnummer 5, en helemaal naar beneden gaat tot Polonium (Po), atoomnummer 84. Behalve Germanium (Ge) en Antimoon (Sb ), kunnen alle elementen aan de linkerkant van die lijn worden geclassificeerd als metalen.

Gebruik van metalen

Metalen vinden toepassing in elk aspect van het leven. Hier is een lijst van enkele van hun toepassingen:

• Structurele componenten
• Containers
• Draden en elektrische apparaten
• Koellichamen
• Spiegels
• Munten
• Sieraden
• Wapens
• Voeding (ijzer, koper, kobalt, nikkel, zink, molybdeen)

Niet-metalen in periodiek systeem

De niet-metalen elementen bezetten de rechterbovenhoek van het periodiek systeem. Niet-metalen omvatten de niet-metaalgroep, de halogenen en de edelgassen. Deze elementen hebben vergelijkbare chemische eigenschappen die ze onderscheiden van de elementen die als metalen worden beschouwd.

Groepen van niet-metalen

De niet-metalen elementgroep is een subset van de niet-metalen. De niet-metalen elementengroep bestaat uit waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof, fosfor, zwavel en selenium. Waterstof werkt als een niet-metaal bij normale temperaturen en druk en wordt algemeen aanvaard als onderdeel van de niet-metaalgroep.

De halogenen zijn niet-metalen in groep 7 van het periodiek systeem. Atomen van deze elementen hebben de -1-oxidatietoestand. De elementen aan de top van de groep zijn gassen, maar het worden vloeistoffen en vaste stoffen die door de groep stromen. De halogenen zijn fluor, chloor, broom, jodium en astatine. De eigenschappen van tennessine zijn niet goed bekend. Tennessine kan een halogeen zijn of een metalloïde.

De edelgassen zijn relatief niet-reactieve gassen die voorkomen in groep 8 (de laatste kolom) van de periodetafel. De edelgassen zijn helium, neon, argon, krypton, xenon, radon en oganesson. Het is waarschijnlijk dat oganesson geen gas is bij kamertemperatuur.

Meer bronnen: Wat zijn de niet-metalen?

Eigenschappen van niet-metalen

Elementen die de neiging hebben om elektronen op te nemen om anionen te vormen tijdens chemische reacties, worden niet-metalen genoemd. Dit zijn elektronegatieve elementen met hoge ionisatie-energieën. Ze zijn niet-glanzend, broos en slechte geleiders van warmte en elektriciteit (behalve grafiet). Niet-metalen kunnen gassen, vloeistoffen of vaste stoffen zijn.

Fysische eigenschappen van niet-metalen

• Fysieke toestand: De meeste niet-metalen komen voor in twee van de drie toestanden van materie bij kamertemperatuur:gassen (zuurstof) en vaste stoffen (koolstof). Alleen broom bestaat als vloeistof bij kamertemperatuur.
• Niet kneedbaar en kneedbaar: Niet-metalen zijn erg broos en kunnen niet tot draden worden gerold of tot platen worden gestampt.
• Geleiding: Het zijn slechte geleiders van warmte en elektriciteit.
• Glans: Deze hebben geen metaalglans en reflecteren geen licht.
• Smelt- en kookpunten: Wanneer een metaal smelt of kookt, is dit een verandering van fysieke toestand. Energie wordt overgedragen aan een stof om deze te smelten of te koken. Deze energie is nodig om de aantrekkingskracht tussen de metaalionen en de gedelokaliseerde elektronen in het metaal te overwinnen. Hoe meer energie nodig is, hoe hoger het smeltpunt of kookpunt. Omdat metalen gigantische roosterstructuren zijn, is het aantal te breken elektrostatische krachten extreem groot, en daarom hebben metalen hoge smelt- en kookpunten. Dit betekent dat het smelt- en kookpunt van metalen meer lijken op dat van ionische verbindingen dan van covalente stoffen.
• Zeven niet-metalen bestaan ​​onder standaardomstandigheden als diatomische moleculen: H2(g)H2(g), N2(g)N2(g), O2(g)O2(g), F2(g)F2(g), Cl2(g)Cl2(g), Br2(l)Br2 (l), I2(s)I2(s).

Chemische eigenschappen van niet-metalen

Niet-metalen hebben de neiging om elektronen te winnen of te delen met andere atomen. Ze zijn elektronegatief van karakter. Niet-metalen, wanneer ze reageren met metalen, hebben de neiging om elektronen te winnen (meestal bereiken ze een edelgas-elektronenconfiguratie) en worden ze anionen:

3Br2(l)+2Al(s)→2AlBr3(s)3Br2(l)+2Al(s)→2AlBr3(s)

Verbindingen die volledig uit niet-metalen zijn samengesteld, zijn covalente stoffen. Ze vormen over het algemeen zure of neutrale oxiden met zuurstof die oplossen in water om zuren te vormen:

CO2(g)+H2O(l)→H2CO3(aq)koolzuurCO2(g)+H2O(l)→H2CO3(aq)koolzuur

Zoals u wellicht weet, is koolzuurhoudend water licht zuur (koolzuur).

Niet-metaaloxiden kunnen zich met basen combineren om zouten te vormen.

CO2(g)+2NaOH(aq)→Na2CO3(aq)+H2O(l)CO2(g)+2NaOH(aq)→Na2CO3(aq)+H2O(l)

Locatie van niet-metalen in het periodiek systeem

Niet-metalen bevinden zich uiterst rechts in het periodiek systeem, behalve waterstof, dat zich in de linkerbovenhoek bevindt.

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

Gebruik van niet-metalen

In tegenstelling tot metalen hebben niet-metalen geen universele toepassingen. Maar ze verschijnen wel samen in bepaalde toepassingen:

• Essentieel voor het leven (koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, zwavel, chloor, fosfor)
• Meststoffen (waterstof, stikstof, fosfor, zwavel, chloor, selenium)
• Koelmiddelen en cryogene middelen (waterstof, helium, stikstof, zuurstof, fluor, neon)
• Industriële zuren (koolstof, stikstof, fluor, fosfor, zwavel, chloor)
• Lasers en lampen
• Medicijnen en farmaceutica

Niet-metalen vormen veel verbindingen. In feite bevatten de meeste verbindingen die je tegenkomt niet-metalen. Ze komen voor in water, voedsel, stoffen, plastic en andere alledaagse voorwerpen.

Eigenschappen van metalen en niet-metalen - wat is het verschil?