5.3. Mittemetallide üldiseloomustus
Mittemetallilised elemendid moodustavad ligikaudu 1/3 perioodilisustabeli keemilistest elementidest, jäädes tabeli parempoolsesse ülemisse nurka (vaata joonist 1).
Joonis 1. Aatomite raadiused pikomeetrites. Punase piirjoonega on märgitud mittemetallilised elemendid
Mittemetallide struktuur ja füüsikalised omadused
Mittemetallides on aatomid omavahel seotud kovalentsete sidemetega (v.a ). Võrreldes metallidega on mittemetallide omadused märgatavalt varieeruvad. Nende seas on nii gaasilisi (H2, N2, O2, Cl2, F2) kui ka tahkeid aineid (B, Si, P4, S8, I2 jt). Ainult üks neist – broom (Br2) – on tavatingimustes pruun vedelik. Perioodilisuse tabelis rühmas ülevalt alla suurenevad aatomite mõõtmed, samuti suurenevad ainete molekulide mõõtmed. Seetõttu muutub agregaatolek perioodilisuse tabelis rühmas ülevalt alla gaasilisest tahkeks.
Joonis 2. VII A rühmas on halogeenid, kus kloor on gaasiline, rühmas allpool leiame tahke joodi. Allikad: https://www.chemistryworld.com/podcasts/chlorine/3005734.article ja https://et.wikipedia.org/wiki/Jood#/media/Fail:Iod_kristall.jpg
Agregaatoleku muutusega perioodilisuse tabelis muutub ka mittemetallide sulamistemperatuur. moodustavad tahkes olekus (joonis 3). Molekulidevahelised jõud hoiavad molekulide kristallivõre koos. Kristallivõres on sidemed seda nõrgemad, mida väiksemad on molekulid. Sellised mittemetallid on tavatingimustes gaasilises olekus, näiteks H2, Cl2, O2. Suuremate molekulidega mittemetallid on tavatingimustest tahked, kuid kuna molekulidevahelised sidemed ei ole väga tugevad, siis on need ained haprad ja suhteliselt madala sulamistemperatuuriga (näiteks väävel ja fosfor).
Ained, millel on (joonis 3), on suhteliselt kõrge sulamistemperatuuriga ( Tsul= 3642 oC, grafeen) ning samas haprad (nt süsiniku teemant).
Joonis 3. Teemandil on aatomvõre ja ta on kõrge sulamistemperatuuriga. Paremal hapniku molekulvõre, kus on näha servades hapniku molekulid. Selline tahke hapnik saab eksisteerida väga madalal temperatuuril.
Tabel 1. Levinumate mittemetallide sulamis-ja keemistemperatuurid.
Allotroopia
Paljud mittemetallid moodustavad erineva ehituse ja omadusega lihtaineid. Sama elemendi erinevaid lihtaineid nimetatakse allotroopideks. Eristatakse kolme tüüpi allotrioopiat.
1. Molekulis on erinev arv sama elemendi aatomeid, näiteks hapnik ja osoon:
2. Molekulide erinev paigutus kristallis. Näiteks rombiline ja monokliinne väävel.
3. Mittemolekulaarsed , milles on aatomite paigutus kristallvõres erinev, näiteks teemant ja :
Allikas: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diamond_and_graphite2.jpg
Loe lisaks: Ainete levinumad allotroobid.