Валентные состояния, металлоидов и металло

Наряду с классификациями элементов, прямо связанными с периодической системой (периоды, группы, подгруппы, ряды, блоки), исторически сложились еще иные, которые отражают те или иные существенные особенности соответствующих элементов, имеющие значение для рассматриваемой проблемы. Из числа этих классификаций для химического анализа имеет значение старейшее по происхождению деление элементов на металлы и неметаллы. Это деление первоначально основывалось и сейчас еще включает в себя состояние соответственных простых веществ при обычных условиях. В химическом отношении, что важно для аналитической химии, оно выражает тенденцию к образованию, по крайней мере в низших валентных состояниях, катионов (металлы) или анионов (неметаллы), причем речь идет как о простых анионах, так и о сложных (т. е. типа 8 - и МОг)-Для аналитической химии это деление издавна имеет колоссальное значение, так как катионы разделяют посредством ионных реакций с различными анионами (классический сероводородный метод качественного анализа, бессероводородные неорганические схемы анализа катионов), а анионы — соответственно с катионами. В последние десятилетия присоединились ионообменные методы разделения и методы разделения ионов с помощью электролиза. Кроме металлов и неметаллов, часто в последнее время различают еще полуметаллы, или иначе металлоиды (что не следует путать с устаревшим применением термина металлоид как синонима слова неметалл ). К ним относятся элементы, обладающие как в виде простых веществ, так и в соединениях промежуточными свойствами бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур, астат. [c.15]

Отметим, что металлы характеризуются тем, что при химических реакциях они теряют свои валентные электроны и переходят в состояние положительных ионов. Неметаллы (металлоиды) характеризуются тем, что они присоединяют чужие электроны, переходя при этом в состояние отрицательных ионов. [c.300]

Отличительной чертой переходных металлов в конденсированном состоянии является наличие объединенной —оГ-зоны с большим числом электронов связи, что приводит к большим значениям энергий связи, температур плавления и модулей упругости этих металлов. Благодаря указанной особенности электронного строения переходных металлов фазы внедрения, как правило, обладают металлическими свойствами их электропроводность близка к электропроводности металлов, которая, как и в металлах, уменьшается с температурой. Хотя строгая теория электронного строения фаз внедрения до сих пор не разработана, принято считать, что атомы металлоидов отдают часть своих валентных электронов в 5— -зону проводимости металлов, причем концентрация электронов проводимости зависит от состава фазы. [c.98]

Из схем рис. У-13 вытекает, что химический характер гидроокиси КОН непосредственно зависит от валентного состояния Н. Если один и тот же элемент (например, Мп) способен проявлять и низкую (+2), и высокую (+7) положительную валентность, то в первом случае он может дать гидроокись основную [Мп(0Н)2], а во втором кислотную (НМПО4). Отсюда следует,, что упрощенное представление — металлы дают основания, а металлоиды кислоты (П 5) — правильно в основных чертах лишь потому, что для большинства металлов характерны низкие положительные валентности, а для большинства металлоидов — высокие. [c.180]

Если не касаться истории развития представлений о природе химических связей в тугоплавких соединениях, достаточно полно рассмотренной в монографии Тота, то следует признать, что в настоящее время наибольшее обоснование и признание получила модель, развитая в работах Бернала [50], Рандла [51] Юм-Розери [52] и Кребса [53]. Согласно взглядам этих авторов, ряд свойств обсуждаемых веществ, роднящих их с ковалентными кристаллами (хрупкость, твердость и т. д.), в значительной мере обусловлен локализованными Ме—Х-связями (носящими преимущественно ковалентный характер), в то время как их высокие тепло- и электропроводность, сверхпроводимость и другие типично металлические характеристики определяются Ме—Ме-взаимодействиями (с участием -состояний атомов металла). Кроме того, как это следует из результатов квантовомеханических расчетов, Ме—Ме- и Ме—X-взаимодействия приводят к формированию единой валентной зоны. При этом металлизация валентных электронов атомов металлоидов отсутствует, а состояния электронов, соответствующих Ме—Ме-связям, отличаются более высокой энергией, чем состояния, обусловливающие Ме—С-взаимодействия. [c.281]

В действительности между металлами и неметаллами нет достаточно четкой границы. Некоторые элементы, расположенные вдоль разделяющей диагонали, обладают свойствами, промежуточными между металлическими и неметаллическими (например, германий, сурьма и теллур). Элементы с переменной валентностью ведут себя как металлы в нижнем валентном состоянии и проявляют свойства неметаллов в высшем валентном состоянии. Эти промежуточные элементы называются металлоидами. Размытость границы между металлами и неметаллами проявляется не только в этом кремний и иод имеют металлический блеск, а иод может даже образовывать положительные ионы, хотя оба этих элемента относятся к неметаллам. Элементы, расположенные по другую сторону границы, такие, как алюминий, свинец, сурьма и висмут, прояв-. ляют амфотерные свойства. [c.65]

Некоторые элементарные металлоиды отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Каждый атом металлоида в кристалле связан с другими атомами ковалентной связью. В кристаллах полупроводников валентные электроны закреплены в атомах непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие свободных электронов в кристаллах металлоидов сообщает им некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь или так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам металлоидов еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом полупроводнике в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Однако вследствие того, что подвижности электронов и дырок различны, значения электронной (п) и дырочной (р) проводимости в общей электропроводности чистого металлоида (значение которой очень невелико) не равны друг другу. Соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле металлоида можно изменить, если в металлоид ввести даже очень незначительную примесь другого металлоида или, наоборот, металла. Пол у проводимость отличается от обычной металлической электропроводности не только своей малой величиной. Она увеличивается с повышением температуры и сильно зависит от освещения полупроводника. Наиболее же существенным признаком полупрово-димости является крайняя чувствительность к наличию примесей даже в самых ничтожных количествах. [c.44]

Введенное еще Я. Берцелиусом деление всех элементов на две противоположности металлы и металлоиды (неметаллы) сохраняет свой смысл и поныне, хотя с открытием сложной вн /тренней структуры атома эти понятия наполнились иным содержанием. Металлические свойства элемент проявляет в том случае, когда энергетическое состояние его валентных электронов таково, что при реакциях они могут быть относительно легко оторваны от атома. Неметаллы стремятся при взаимодействиях сохранить свои зл1 к1рины. В ряде случаев отнесение элемента к той или иной разновидности затруднено. В шестнадцатиклеточном варианте периодической системы Менделеева в правой меньшей части таблицы находятся неметаллы во главе с фтором, а в левом нижнем углу находится самый металлический элемент — франций. Условно разделяющая их линия проходит от бора к астату. Из 106 открытых элементов 83 являются металлами. Каждый период начинается металлом, а завершается благородным газом. Начало периода— это начало заполнения электронами нового энергетического уровня следовательно, как правило, у металлов в атоме небольшое число электронов на внешнем уровне от одного до трех. Исключение составляют олово, свинец и германий имеющие 4, сурьма и висмут — 5 и полоний — 6 электронов. Они расположены в больших периодах на самой границе условного деления металл — неметалл. Надо заметить, что принадлежность германия к металлам весьма сомнительна и вообще проявление элементом металлических или неметаллических качеств в ряде случаев зависит от процесса, в котором данный элемент участвует. [c.171]

Уже почти десять лет известно, что все элементы, кроме переходных металлов и инертных газов, образуют простые гидриды МН , где п — общая валентность элемента М. Сильно электроположительные элементы дают чрезвычайно реакционноспособные солеобразные гидриды, например НаН, где водород находится в виде аниона. Электроотрицательные неметаллы и металлоиды дают летучие ковалентные гидриды, например Н2О. Между этими крайними случаями находятся твердые полимерные гидриды, причем некоторые из них чрезвычайно реакционноспособны, например А1Нз, и в этом отношении они подобны солеобразным гидридам. В эту схему не укладываются переходные металлы, образующие твердые нестехиометрические гидриды типа сплавов, а также ряд неустойчивых и часто неясно определяемых комплексных гидридов. Подобно тому как переходные металлы не дают устойчивых алкилов типа МКп, они не дают также соответствующих гидридов. Состояние вопроса к 1952 г., суммированное Вибергом [1], дано на рис. 1. Между различными типами гидридов имеется непрерывная, но ясная градация. [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология