Неметали та їхні сполуки: галогени, Оксиген, Сульфур, Нітроген, Фосфор, Карбон, Силіцій — властивості, добування, застосування

📌 Про що ця тема

Тут перевіряють знання властивостей найважливіших неметалів (галогенів, Оксигену, Сульфуру, Нітрогену, Фосфору, Карбону, Силіцію) та їхніх сполук: оксидів, кислот, солей. Ключове — уміти передбачити реакції за положенням елемента в періодичній системі та ступенем окиснення.

📖 Головне

• Галогени (F, Cl, Br, I) — VIIA група, типові окисники, у сполуках зазвичай -1. Окисна активність спадає: F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂. Активніший галоген витісняє менш активний: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.

• HCl — сильна кислота; хлориди виявляють іоном Ag⁺: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ (білий).

• Оксиген (O₂) — добування в лабораторії розкладом H₂O₂, KMnO₄, KClO₃. Утворює оксиди; O переважно -2 (у пероксидах -1).

• Сульфур: ступені -2, +4, +6. SO₂ — кислотний оксид (сульфітна кислота H₂SO₃), SO₃ → H₂SO₄. Сульфатна кислота концентрована — сильний окисник, пасивує Fe, Al. Сульфат-іон: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓ (білий, нерозчинний).

• Нітроген: N₂ малоактивний (потрійний звʼязок). NH₃ — основні властивості, добування за реакцією N₂+3H₂⇌2NH₃. HNO₃ — сильна кислота й сильний окисник, з металами не виділяє H₂ (дає NO, NO₂). Нітрати при нагріванні розкладаються.

• Фосфор: алотропи — білий (отруйний, самозаймистий) і червоний. P₂O₅ → ортофосфатна кислота H₃PO₄. Фосфат-іон визначають Ag⁺: утворюється жовтий Ag₃PO₄.

• Карбон: алотропи — алмаз, графіт. CO — несолетворний, отруйний; CO₂ — кислотний оксид (H₂CO₃). Карбонати визначають дією кислоти: виділяється CO₂ («скипання»).

• Силіцій: SiO₂ — кислотний оксид, з водою не реагує, реагує з лугами й HF. Силікатна кислота H₂SiO₃ — слабка, нерозчинна.

• Загальне правило: неметалічні властивості й окисна здатність зростають зліва направо в періоді та знизу вгору в групі.

🔢 Як це працює на прикладі

Приклад: у пробірці розчин — визначити, це сульфат чи хлорид.

• Додаємо BaCl₂: якщо випав білий осад, що не розчиняється в HNO₃, — це сульфат (BaSO₄).

• Додаємо AgNO₃: білий сирнистий осад AgCl — хлорид.

Приклад 2: Cu + конц. HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O. Водень не виділяється, бо HNO₃ окиснює за рахунок N⁺⁵, а не H⁺.

⚠️ Типові помилки

• Думають, що метали з HNO₃ і конц. H₂SO₄ дають H₂ — ні, виділяються оксиди N або SO₂.

• Плутають CO і CO₂: CO — несолетворний, не реагує з лугами.

• Вважають H₂SiO₃ і H₂CO₃ сильними — обидві слабкі.

• Забувають, що конц. H₂SO₄ і HNO₃ пасивують Fe і Al на холоді.

• Плутають напрям витіснення галогенів (активніший витісняє менш активний, не навпаки).

🎯 Що завчити напамʼять

• Ряд активності галогенів: F₂>Cl₂>Br₂>I₂.

• Якісні реакції: Cl⁻ (AgCl білий), SO₄²⁻ (BaSO₄ білий), CO₃²⁻ (скипання, CO₂).

• Кислотні оксиди й кислоти: SO₂/H₂SO₃, SO₃/H₂SO₄, CO₂/H₂CO₃, SiO₂/H₂SiO₃, P₂O₅/H₃PO₄, N₂O₅/HNO₃.

• Алотропи: O₂/O₃, S, P (білий/червоний), C (алмаз/графіт).

🧠 Перевір себе

1. Який реагент виявляє сульфат-іон?

2. Чому Cu не реагує з розведеною HCl, але реагує з HNO₃?

3. Який газ виділяється при дії кислоти на карбонат?

4. Порівняй окисну активність Cl₂ і I₂.

Відповіді: 1 — розчинна сіль Барію (BaCl₂), утворюється білий BaSO₄; 2 — Cu стоїть після H₂ в ряду активності, тож H⁺ його не окиснює, а HNO₃ окиснює за рахунок N⁺⁵; 3 — CO₂; 4 — Cl₂ активніший окисник за I₂, тому Cl₂ витісняє йод із йодидів.