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Chimica dei non metalli

  |   Chimica, Chimica Generale

La chimica dei non metalli si focalizza principalmente sugli elementi: idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, fluoro, fosforo, zolfo, cloro, selenio, bromo, iodio e xeno che è l’unico tra i gas nobili che mostra una certa reattività. I gas nobili, ad eccezione dello xeno, che fanno parte nei non metalli sono infatti scarsamente reattivi.

Sebbene i metalli noti siano oltre il 75% degli elementi e altri otto elementi siano classificati come semimetalli, i non metalli che sono solo 17 costituiscono la maggior parte della massa della Terra e degli organismi viventi.

 

Reattività

La reattività dei non metalli varia a seconda del numero di elettroni di valenza di ciascun elemento: ad esempio il fluoro che ha 5 elettroni nel livello p e quindi tende più di ogni altro elemento ad assumere un elettrone è un elemento estremamente reattivo tanto che le sue reazioni sono spesso esplosive.

D’altra parte il neon, invece, che ha 6 elettroni nel livello p ed ha quindi l’ottetto atomico completo, è un elemento che non reagisce con altri.

Gli alogeni hanno un alto potere ossidante e fra essi  il più reattivo è il fluoro e la reattività decresce lungo il gruppo.

Contrariamente ai metalli che vengono sempre ossidati, i non metalli possono essere sia ossidati che ridotti.

Ad esempio il fosforo è ossidato quando reagisce con elementi più elettronegativi come l’ossigeno:

P4 + 5 O2 P4O10

mentre è ridotto quando reagisce con elementi meno elettronegativi come il calcio:

P4 + 6 Ca 2 Ca3P2

Alcuni non metalli reagiscono con l’ossigeno per dare ossidi acidi i quali reagiscono con l’acqua per dare ossiacidi. Ad esempio il carbonio reagisce con l’ossigeno:

C + O2 CO2

per dare il biossido di carbonio che reagisce con l’acqua per dare acido carbonico:

CO2 + H2O H2CO3

I non metalli tendono ad ossidare i metalli: ad esempio l’ossigeno tende ad ossidare i metalli per dare gli ossidi:
2 Mg + O2
2 MgO

Gli ossidi costituiti da metalli sono ossidi basici infatti reagiscono con l’acqua per dare l’idrossido:

MgO + H2O → Mg(OH)2

I non metalli con elevate elettronegatività come l’ossigeno e il cloro ossidano le sostanze con cui reagiscono:

2 H2S+ 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O

PH3 + 3 Cl2 → PCl3 + 3 HCl

Quelli con bassa elettronegatività come carbonio e idrogeno possono ridurre altre sostanze:

Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO

CuO + H2 → Cu + H2O

Spesso si trovano nel loro stato standard in forma poliatomica o in forma biatomica: quattro non metalli si trovano nel loro stato standard sotto forma poliatomica. Il carbonio si trova sotto forma di grafite, diamante, fullerene, nanotubi di carbonio e il fosforo si trova come P4, lo zolfo come S8 e il selenio Se8.

I non metalli tendono inoltre a trovarsi in diverse forme allotropiche e a dar luogo a strutture concatenate; il carbonio in particolare tende a legarsi ad altri atomi di carbonio e le cui molecole costituiscono il campo di azione della chimica organica.

Sette tra i non metalli esistono come molecole biatomiche: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 e I2 che, rispetto alle molecole poliatomiche hanno punti di fusione e di ebollizione minori.

 

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