Неметаллы
Немета́ллы, химические элементы, которые образуют простые вещества, не проявляющие металлических свойств. Условно к неметаллам относятся 22 элемента. Из них при комнатной температуре в газообразном состоянии находятся водород, азот, кислород, фтор, хлор, гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, в жидком – бром, в твёрдом – бор, углерод, кремний, фосфор, сера, мышьяк, селен, теллур, иод, астат. Несмотря на то что большинство химических элементов – это металлы, в составе земной коры, атмосферы и океана, растительных и животных тканей преобладают неметаллы. В природе могут встречаться в виде простых веществ (например, водород, кислород, азот, сера) или в химически связанном виде (в составе воды, силикатов, фосфатов, углеводородов, биополимеров и пр.).
Для атомов неметаллов характерны бóльшие радиусы и более высокие значения энергии ионизации, чем для атомов металлов; атомы благородных газов имеют максимальные значения энергии ионизации, устойчивую внешнюю электронную оболочку и поэтому химически неактивны. Неметаллам соответствует более высокая (по сравнению с металлами) заполненность внешнего электронного уровня атома и, как следствие, более высокие значения электроотрицательности; самыми электроотрицательными неметаллами являются галогены, их электроотрицательность убывает от фтора до астата.
По строению атома среди неметаллов можно выделить s-элементы (элементы 1-го периода периодической системы: H, He) и p-элементы (элементы 2–6-го периодов, расположенные правее диагонали Al–Ge–Sb–Po в длинной форме периодической системы и обладающие максимальными значениями электроотрицательности в соответствующих периодах). Простые вещества элементов-неметаллов при взаимодействии с металлами являются акцепторами электронов (окислителями) и образуют химические соединения, в которых неметаллы проявляют отрицательные степени окисления. Исключение составляют благородные газы: они не образуют соединений с металлами. Важная характеристика неметаллов – их способность образовывать кислотные оксиды и гидроксиды; как правило, чем выше степень окисления неметаллов в его соединении с кислородом, тем сильнее соответствующая ему кислота (например, HNO3 сильнее, чем HNO2, H2SO4 сильнее H2SO3). С водородом неметаллы образуют летучие соединения (HCl, H2S, PH3, CH4 и др.).
Обычно неметаллы в твёрдом состоянии – хрупкие вещества, с матовой поверхностью, для которых характерны более низкие температуры кипения и плавления, плотность, тепло- и электропроводность, чем для металлов. Некоторые элементы-неметаллы (углерод, кислород, сера, фосфор и др.) могут образовывать несколько простых веществ (аллотропных модификаций). Простые вещества элементов-неметаллов могут иметь молекулярную решётку (N2, Cl2, S8) и являются диэлектриками. Электрические свойства простых веществ с трёхмерной каркасной системой ковалентных связей изменяются в широких пределах: от диэлектриков (C в форме алмаза) до полупроводников (Si) с различной величиной запрещённой зоны.