Все простые вещества в химии подразделяются на металлы и неметаллы, что большинству людей известно со школьных уроков химии. Металлы отличаются от большинства неметаллов некоторыми особенностями, которые связаны с их строением и, как следствие, свойствами.

Металлы и неметаллы имеют схожие и различные черты в физических и химических свойствах.

Что такое металлы

Металлы объединяют в себе группу химических элементов, для которых характерны металлические свойства. Строение металлов немолекулярное. Они представляют собой вещества твердого агрегатного состояния. При механическом воздействии они не меняют свою форму, что объясняется их способностью к ковкости и пластичности.

Ртуть относится к группе металлов, но при этом отличается жидким агрегатным состоянием.

Металлические элементы отличаются наличием кристаллической структуры. Для них характерна амфотерность, которая выражается в способности химически элементов и их соединений проявлять как основные, так и кислотные свойства.

Эта особенность выражается в том, что некоторые элементы по своему поведению повторяют неметаллы. Так металлический цинк при высокой степени окисления переходит в смежную группу.

Все металлические элементы обладают характерным металлическим блеском.

Свойства металлов

Металлами называют те химические элементы, электроны внешнего энергетического уровня которых способны вытягиваться и переходить к другим атомам для образования других элементов или соединений. Они отличаются низкой электроотрицательностью, что обуславливает их невеликий окислительно-восстановительный потенциал.

При слове «металл» у многих людей возникает ассоциация с металлической проволокой, которая используются в различных целях. Если опираться на данную ассоциацию, то можно понять, что элементы-металлы обладают цветом, характерным блеском и пластичностью, почему они и способны поддаваться сгибанию и держать форму.

К прочим металлическим свойствам относятся такие физико-химические свойства, как:

  • электропроводность;
  • теплопроводность;
  • ковкость.
Между атомами металлов образуются металлические химические связи, в редких случаях характер связей становится ковалентным.

Все металлы при нормальных условиях отличаются различной плотностью, которая определяется по шкале Мооса. Их температура плавления колеблется от -39°С до 3410°С. Большинство металлов располагается в высоких интервалах значений, однако некоторые из них могут спокойно расплавиться при нагревании в домашних условиях.

Все металлы можно отличать по плотности, так как они подразделяются на легкие и тяжелые. Самый легкий металл — литий, плотность которого составляет примерно 0,53 г/см³. Самыми плотными металлами считаются осмий и иридий — представители семейства платиноидов. Значение их плотности достигает 22,6 г/см³.

Самый легкий металл

Что такое неметаллы

Неметаллы — это простые вещества, для которых не характерно проявление металлических свойств. Для них, в отличие от металлов, характерно притягивание к себе электронов с внешнего энергетического уровня. В природе встречается сравнительно мало металлов — их количество составляет 22 элемента.

Представителей данной группы получают несколькими различными методами. Одним из самых распространенных является разложение. В качестве примера можно привести разделение жидкого воздуха, способного разлагаться на азот, кислород и инертные газы.

Таллий является одним из самых опасных элементов.

Особенности строения

Неметаллические вещества имеют преимущественно молекулярное строение. При нормальных условиях они представляют собой жидкости, газы или твердые вещества, легко поддающиеся плавлению.

Рассматриваемые элементы обладают большим количеством электронов, которые находятся в неспаренном состоянии. Они располагаются на внешних энергетических уровнях. Для элементов характерны молекулярные и атомарные кристаллические решетки. В качестве примеров можно привести серу или кислород с молекулярным строением или углерод с атомарным сложением.

В молекулярной форме чаще всего встречаются азот, сера и кислород. Они также могут находиться в химически связанном виде вместе с горными породами, минералами и водой.

Классификация

По агрегатному состоянию неметаллические элементы подразделяются на три группы:

  • Первая группа включает в себя газы — азот, фтор, хлор, кислород, водород и инертные газы.
  • Вторая группа объединяет в себе хрупкие твердые вещества — серу, мышьяк, углерод, фосфор, астат, теллур, кремний и йод.
  • К третьей группе относятся жидкости — бром.

Наиболее редкими представителями группы являются селен, йод, мышьяк и теллур. Самые распространенные элементы на Земле — кремний, водород и кислород.

Согласно другой классификации неметаллы делятся на подклассы благородных газов, галогенов, полуметаллов и неклассифицированных элементов. Первая группа включает в себя неон, криптон, аргон, гелий, ксенон и радон. Ко второму классу отнесены фтор, бром, хлор и йод, которые считаются коррозионно-активными элементами.

Полуметаллы или металлоиды включают в себя бор, мышьяк, кремний, сурьму, германий и теллур. По своим свойствам они близки к слабым неметаллам. Неклассифицированные элементы сложно отнести к перечисленным группам, так как они не соответствуют их характеристикам. К таким элементам отнесены углерод, водород, фосфор, сера, селен, азот и кислород.

Свое название благородные газы получили за счет низкой химической активности.

Основные свойства неметаллов

Неметаллы модно описать как элементы, отличающиеся повышенной проводимостью электричества. С точки зрения химии, они с легкостью могут проявлять окислительные свойства, то есть притягивать своими атомами электроны. В то же время некоторые неметаллические элементы способны выступать в роли восстановителей в присутствии более мощного, по сравнению с ними, окислителя.

Неметаллы обладают большим окислительно-восстановительным потенциалом.

Атомы неметаллов способны образовывать ковалентные связи с представителями других атомов данной группы. Это объясняется их высокой энергией ионизации.

Аллотропия — это то, чем отличаются металлы от неметаллов. У некоторых неметаллических элементов это явление проявлено достаточно ярко. Для кислорода характерно несколько модификаций — озон и кислород. Гораздо большее количество различных модификаций отмечается у углерода, который может образовывать алмаз, графит, карбин, лонсдейдит и другие формы.

Хорошей проводимостью электрического тока и тепла отличаются только сурьма, мышьяк и сера. Умеренные значения физической характеристики отмечаются у кремния, бора, германия, теллура, фосфора и йода. Твердые неметаллы отличаются низкой плотностью. Они являются хрупкими, легкоплавкими и рассыпчатыми.

По внешнему виду неметаллические элементы представляют собой окрашенные или бесцветные газы, либо твердые хрупкие вещества с блеском.

Общие физические свойства

Для многих людей покажется слишком сложной задача, связанная с ответом на вопрос: чем физические свойства неметаллов отличаются от физических свойств металлов. Однако при сравнении двух различных групп можно выделить у них несколько схожих физических свойств:

  • Металлы служат отличными проводниками тока и тепла. Среди неметаллов подобная особенность отмечается только у мышьяка, углерода и сурьмы.
  • Металлические вещества легко поддаются ковке, так как отличаются высокой пластичностью. У неметаллов пластичность проявляется только в фосфоре, углероде, селене и сере.
  • Среди представителей обеих групп химических элементов встречаются твердые по агрегатному состоянию вещества.
Среди известных химических элементов большинство представляют собой металлы.

Краткая характеристика физических свойств элементов позволяет сделать вывод о том, что металлы и неметаллы имеют множество схожих особенностей.

Многие металлы и неметаллы модно отличить друг от друга по внешнему облику.

Основные отличия

Основные различия между группами элементов кроется в их физико-химических свойствах. Приведенная характеристика позволяет понять, чем физические свойства элементов-неметаллов отличаются от физических свойств металлов:

  • Металлы отличаются металлическим блеском, который не характерен для элементов-неметаллов.
  • Температуры кипения и плавления металлов достаточно высокие. Для неметаллов значения этих характеристик располагаются в низких интервалах.
  • Неметаллические элементы не проявляют металлических свойств.
  • Первая группа элементов имеет немолекулярное строение, в то время как для второй характерно молекулярное строение.
  • Разница металлов и неметаллов заключается в их проводимости. Металлы являются хорошими проводниками тепла и тока, чего нельзя сказать об отличной от них группе элементов.
  • Степени окисления металлов всегда положительные, а для неметаллов характерны как отрицательные, так и положительные значения.
  • Элементы двух разных групп имеют различное строение.
  • Электроотрицательность неметаллов колеблется от умеренных до высоких значений. У металлов значения физической характеристики заметно ниже.

Видео по теме статьи

Как определить металл и неметалл по периодической таблице показано в видеоролике ниже.

Заключение

Отличие металлов от неметаллов ярко выражено в Периодической системе Д.И. Менделеева. Металлическими свойствами обладают те элементы, которые располагаются под диагональю от водорода до оганесона. Неметаллы занимают положение в правых верхних частях периодической таблицы. Подробным изучением свойств химических элементов занимается такая наука, как материаловедение. Она позволяет ответить на вопросы о строении, структуре, поведении и свойствах вещества в жидких и твердых состояниях.