לא-מתכות הם יסודות הנבדלים באופן משמעותי בתכונות הפיזיקליות והכימיות ממתכות. את הסיבה להבדלים ביניהם ניתן היה להסביר בפירוט רק בסוף המאה ה-19, לאחר גילוי המבנה האלקטרוני של האטום. מהי הייחודיות של אי-מתכות? אילו תכונות מאפיינות את היום שלהם? בואו לגלות.
ללא מתכות - מה זה?
הגישה להפרדת יסודות למתכות ולא-מתכות קיימת זמן רב בקהילה המדעית. היסודות הראשונים בטבלה המחזורית של מנדלייב כוללים בדרך כלל 94 יסודות. הלא-מתכות של מנדלייב כוללות 22 יסודות. בטבלה המחזורית, הם תופסים את הפינה הימנית העליונה.
בצורה חופשית, לא-מתכות הן חומרים פשוטים, שתכונתם העיקרית היא היעדר תכונות מתכתיות אופייניות. הם יכולים להיות בכל מצבי הצבירה. אז, יוד, זרחן, גופרית, פחמן נמצאים בצורה של חומרים מוצקים. המצב הגזי אופייני לחמצן, חנקן, פלואור וכו'. רק ברום הוא נוזל.
בטבע, יסודות שאינם מתכת יכולים להתקיים הן בצורה של חומרים פשוטים והן בצורהקשרים. גופרית, חנקן, חמצן נמצאים בצורה לא קשורה. בתרכובות הם יוצרים בוראטים, פוספטים וכו'. בצורה זו הם נמצאים במינרלים, מים, סלעים.
שונה ממתכות
לא מתכות הם יסודות הנבדלים ממתכות במראה, במבנה ובתכונות הכימיות. יש להם מספר רב של אלקטרונים לא מזווגים ברמה החיצונית, מה שאומר שהם פעילים יותר בתגובות חמצון ומחברים לעצמם אלקטרונים נוספים בקלות רבה יותר.
הבדל אופייני בין היסודות נצפה במבנה של סריג הגביש. במתכות הוא מתכתי. בלא מתכות, זה יכול להיות משני סוגים: אטומי ומולקולרי. הסריג האטומי נותן לחומרים קשיות ומעלה את נקודת ההיתוך; הוא אופייני לסיליקון, בורון וגרמניום. לכלור, גופרית, חמצן יש סריג מולקולרי. זה נותן להם תנודתיות וקצת קשיות.
המבנה הפנימי של אלמנטים קובע את התכונות הפיזיקליות שלהם. למתכות יש ברק אופייני, מוליכות טובה של זרם וחום. הם קשים, רקיעים, ניתנים לגיבוש, ויש להם מגוון קטן של צבעים (שחור, גוונים של אפור, לפעמים צהבהב).
ללא מתכות הם חומרים נוזליים, גזים או מוצקים שאין להם ברק וגמישות. הצבעים שלהם משתנים מאוד ויכולים להיות אדום, שחור, אפור, צהוב וכו'. כמעט כל המתכות הלא-מתכות הן מוליכות גרועות של זרם (למעט פחמן) וחום (חוץ מזרחן שחור ופחמן).
מאפיינים כימיים של לא מתכות
בתגובות כימיות, לא מתכות יכולותפועלים כחומר מחמצן ומפחית כאחד. בעת אינטראקציה עם מתכות, הם לוקחים אלקטרונים, ובכך מציגים תכונות מחמצנות.
באינטראקציה עם אחרים שאינם מתכות, הם מתנהגים אחרת. בתגובות כאלה, היסוד הפחות אלקטרושלילי פועל כחומר מפחית, בעוד שהיסוד האלקטרונילי יותר פועל כחומר מחמצן.
עם חמצן, כמעט כל המתכות (למעט פלואור) שאינן מתכות פועלות כחומרים מפחיתים. בעת אינטראקציה עם מימן, רבים מהם הם חומרי חמצון, ויוצרים לאחר מכן תרכובות נדיפות.
לחלק מהאלמנטים שאינם מתכת יש את היכולת ליצור מספר חומרים או שינויים פשוטים. תופעה זו נקראת אלוטרופיה. לדוגמה, פחמן קיים בצורה של גרפיט, יהלום, קרבין ושינויים אחרים. לחמצן יש שניים מהם - אוזון וחמצן עצמו. זרחן מגיע באדום, שחור, לבן ומתכתי.
ללא מתכות בטבע
ללא מתכות נמצאות בכל מקום בכמויות שונות. הם חלק מקרום כדור הארץ, הם חלק מהאטמוספירה, ההידרוספירה, נמצאים ביקום ובאורגניזמים חיים. בחלל החיצון, הנפוצים ביותר הם מימן והליום.
בתוך כדור הארץ, המצב שונה לגמרי. המרכיבים החשובים ביותר בקרום כדור הארץ הם חמצן וסיליקון. הם מהווים יותר מ-75% מהמסה שלו. אבל הכמות הקטנה ביותר נופלת על יוד וברום.
בהרכב מי הים, החמצן מהווה 85.80%, ומימן - 10.67%. הרכבו כולל גם כלור, גופרית, בורון, ברום, פחמן,פלואור וסיליקון. חנקן (78%) וחמצן (21%) שולטים בהרכב האטמוספירה.
מתכות שאינן מתכות כגון פחמן, מימן, זרחן, גופרית, חמצן וחנקן הם חומרים אורגניים חשובים. הם תומכים בפעילות החיונית של כל היצורים החיים על הפלנטה שלנו, כולל אנשים.
