Интересные факты о неметаллах

Неметаллы играют важную роль в природе и жизни человека, влияя на множество процессов. В этой статье представлены интересные факты о неметаллах, их значении для здоровья, экосистем и технологий. Узнайте, как эти элементы формируют окружающий мир и влияют на наше благополучие. Подборка будет полезна студентам, школьникам и всем, кто интересуется химией и природными науками.

Интересные факты о неметаллах человеческого тела

Основой жизни на нашей планете является углерод. Именно он составляет основу всех органических молекул, а следовательно, и живых существ, включая человеческое тело. Неметаллы, присутствующие в организме, можно классифицировать на три категории:

• органогенные элементы, из которых формируются все ткани человеческого организма;

• макроэлементы: для нормального функционирования человеку требуется ежедневно несколько граммов, а иногда и десятки граммов серы, фосфора и хлора;

• микроэлементы: их необходимое количество для полноценной работы организма измеряется в десятых и сотых долях грамма или в миллиграммах.

Среди необходимых микроэлементов-неметаллов выделяются всего четыре: йод, кремний, фтор и селен. Из 24 элементов, представленных в таблице Менделеева, почти половина из них присутствует в человеческом организме: одиннадцать неметаллов, без которых жизнь невозможна.

Эксперты в области химии отмечают, что неметаллы играют ключевую роль в жизни на Земле. Например, кислород, являющийся одним из самых распространенных неметаллов, необходим для дыхания большинства живых организмов. Углерод, другой важный неметалл, является основой органической химии и присутствует во всех известных формах жизни. Интересно, что фосфор, также относящийся к неметаллам, используется не только в удобрениях, но и в производстве безопасных спичек. Кроме того, сера, известная своим характерным запахом, играет важную роль в биохимических процессах. Эксперты подчеркивают, что изучение неметаллов открывает новые горизонты для науки и технологий, включая разработки в области энергетики и медицины.

68% учеников этого НЕ ЗНАЮТ! Таблица Менделеева — Как пользоваться?

Углерод

Шестой элемент периодической системы входит в состав всех живых молекул. Его способность образовывать длинные цепочки незаменима для создания молекул ДНК, сложных белков. Число отдельных атомов углерода в молекулах доходит до десятков, сотен миллионов.

Человечеству известно несколько десятков миллионов веществ, которые образованы с участием углерода. Это в несколько раз больше, чем количество веществ, образованных всеми остальными элементами таблицы Менделеева. Этому макроэлементу посвящен отдельный раздел химии — органическая.

Интересные факты об углероде:

• Образует самое большое количество простых веществ с разной кристаллической решеткой, химическими и физическими свойствами. Это свойство называется аллотропией. В природе встречается в виде графита и алмаза, человек создал еще несколько модификаций кристаллической решетки: графен (в миллион раз лучше проводит электричество, чем медь), лондейслит, фуллерен (на 50% тверже алмаза), нанотрубки (имеют массу в 6 раз меньше стали, а прочность выше в десятки раз). В этом веке из смеси графена и нанотрубок создали аэрогель, который легче воздуха, способен растягиваться и сжиматься, не меняя свойств. Впитать объем жидкости в 900 раз, превышающий собственную массу.
• Самый тугоплавкий из всех: плавится при 3700 ºC, что на 300 ºC выше, чем температура плавления вольфрама, из которого сделаны нити накаливания в лампах. Большая температура (до 5000 ºC) нужна только для плавления соединений углерода.
• Способен в естественных условиях, под действием азота и космического излучения, образовывать радиоактивное соединение углерод-14. Благодаря ему люди могут определять возраст археологических, палеонтологических, антропологических находок.
• Делает прочнее металлы, если небольшой процент углерода добавлять во время выплавки. Этот процесс получил названия легирования.

Несмотря на то, что свойства углерода изучают более трехсот лет, он до сих пор остается одним из самых загадочных элементов.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о неметаллах:

1. Разнообразие свойств: Неметаллы обладают широким спектром физических и химических свойств. Например, углерод может существовать в различных формах, таких как графит и алмаз, которые имеют совершенно разные физические характеристики. Это делает углерод уникальным элементом, способным образовывать множество соединений.

2. Кислород — ключ к жизни: Кислород, один из самых распространенных неметаллов на Земле, является жизненно важным элементом для большинства живых организмов. Он не только участвует в процессе дыхания, но и является частью воды (H₂O), без которой жизнь на планете была бы невозможна.

3. Сера и ее роль в экосистемах: Сера, еще один важный неметалл, играет ключевую роль в биосфере. Она является компонентом аминокислот и витаминов, необходимых для жизни. Кроме того, сера участвует в процессах разложения органических веществ и в образовании сероводорода, который может быть использован некоторыми микроорганизмами в качестве источника энергии.

Сера – Самый ВОНЮЧИЙ Элемент на ЗЕМЛЕ!

Водород

Самый крошечный и легкий атом, который составляет 88% всех атомов во Вселенной. Если соединить сто миллионов атомов водорода в одну цепочку, ее длина составит всего один сантиметр. Это простое вещество, состоящее из двух атомов, представляет собой бесцветный газ, который в 14 раз легче воздуха.

Эти свойства были использованы в начале XX века, когда дирижабли, наполненные водородом, путешествовали из Германии по всему миру. Эти воздушные гиганты могли развивать скорость до 135 км/ч, поднимая до 100 тонн груза и 50 пассажиров. Самая крупная катастрофа с дирижаблем произошла 3 мая 1937 года, когда «Гинденбург» загорелся во время посадки в Нью-Джерси. В результате трагедии погибли 13 из ста пассажиров и 22 члена экипажа.

При температуре -253 ºC водород превращается в жидкость, которая используется в качестве ракетного топлива.

Внутри планеты этот макроэлемент существует в форме плазмы, а при воздействии высокого давления становится твердым, образуя «металлический водород».

Кислород

Это третий по распространенности во вселенной элемент после водорода и гелия. Чистый кислород — газ, в котором каждая молекула состоит из двух атомов, не имеет цвета, запаха. Под действием электрических разрядов образует аллотропное соединение из трех атомов: озон, обладающее свежим, приятным запахом, который мы чувствуем после грозы. Озон в высоких концентрациях ядовит, на этом свойстве базируется работа озонаторов, которые обеззараживают воздух, поверхности, внутри медицинских или промышленных боксов.

Кислород в чистом виде тоже токсичен для человека. Если во вдыхаемой смеси количество углекислого газа упадет ниже 4%, мы перестанем дышать. Откажется работать дыхательный центр продолговатого мозга. В чистом кислороде горит все, даже железо. А в магнитном поле элемент может намагничиваться, притягивать к себе металлы.

7 САМЫХ СТРАННЫХ Химических элементов!

Азот

Каждая молекула белка или аминокислоты на нашей планете содержит от 15 до 20% азота. Воздух, которым дышат все живые существа, состоит на 75% из этого элемента. Без азота жизнь невозможна, однако его избыток может привести к отравлениям. Азот в атмосфере также является одной из причин кессонной болезни: при резком снижении давления он начинает выделяться в виде пузырьков, что может привести к «закипанию» крови и даже к летальному исходу.

В обычных условиях азот может находиться в газообразном или жидком состоянии, и его используют в качестве хладагента в кондиционерах и холодильниках. Из одного литра жидкого азота, если его нагреть до 20 ºC, можно получить 700 литров газа. Это свойство стало основой для работы систем пожаротушения на основе азота.

Существует распространенный миф о том, что жидкий азот способен мгновенно заморозить объекты любого размера (как это показано в фильме «Терминатор 2: Судный день»). На самом деле, для заморозки, например, туши свиньи, потребуется несколько тонн жидкого азота и специальное оборудование. Тем не менее, жидкий азот активно используется в медицине для хранения биологических образцов, материалов и удаления небольших новообразований. При температуре -209 ºC азот превращается в твердое состояние.

Сера

В природе это минерал желтого цвета, не имеющий запаха, который составляет около 3% массы нашей планеты. Если взять всю серу, имеющуюся на Земле, ее хватит, чтобы получилось еще две Луны. Порошок серы используют для обезвреживания ртути, во время реакции получается киноварь — безопасны пигмент, которым пользовались как красителем.

При соединении серы с кислородом или водородом, образуются газы, имеющий резкий гнилостный запах. Особенно много их выделяется во время извержения вулкана. Сера входит в состав белков, аминокислот, гормонов, витаминов. Ежедневно взрослому человеку надо до 5 грамм этого макроэлемента. Содержится в мясе, яйцах, бобовых культурах, молоке, гречке и морепродуктах.

Фосфор

Пятнадцатый элемент периодической таблицы Менделеева не встречается в природе в виде чистого вещества из-за своей высокой химической активности. Существует несколько форм фосфора: белый, красный, желтый, черный и даже металлический, который получают путем обработки порошка под высоким давлением. Этот элемент является основой всего живого на нашей планете. Примерно 750 миллионов лет назад фосфор способствовал насыщению океанической воды кислородом, что создало условия для появления простейших организмов.

В человеческом организме фосфор играет важную роль, входя в состав костей и зубов, а также участвуя в синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Он регулирует обмен веществ и передает нервные импульсы. Для поддержания здоровья человеку необходимо получать около 1,5 грамма фосфора в день, который можно найти в таких продуктах, как зерновые, мясо и рыба.

Хлор

Еще один супер активный элемент, который никогда не бывает в природе в свободной форме. Люди научились получать чистый хлор, делать зеленовато-желтый газ, вызывающий удушье, стал первым отравляющим веществом, использованным в Первую мировую.

Позже отравляющие свойства хлора нашли мирное применение: на его основе стали делать дезинфицирующие средства, отбеливатели. В сочетании с кислородом и калием хлор входит в состав салютов, фейерверков.

Без хлора невозможен ни один процесс, проходящий внутри живых клеток. Он участвует в жизнедеятельности в виде ионов и соединений, например, соляной кислоты, которая переваривает пищу в желудке. Ежедневно человеку необходимо до 2,5 грамм хлора. Правда получить суточную норму просто: галоген содержится во всех продуктах. Поваренная соль вообще соединение натрия и хлора.

Йод

Минерал получил свое название благодаря своему характерному цвету кристаллов: фиолетовому (фиалковому) с металлическим блеском. В чистом виде данный минерал встречается в природе довольно редко. Его можно извлечь из морских водорослей, при сжигании чилийской селитры или из буровой нефтяной воды.

Спиртовый раствор йода активно используется для дезинфекции, а в организме человека он является важным компонентом гормонов щитовидной железы. При недостатке йода может развиться тиреотоксический диффузный зоб. Большая часть территории Советского Союза находилась в зонах с низким содержанием йода в водоемах, поэтому в продаже появилась йодированная соль. Это стало одной из мер профилактики зоба. Нехватка йода может привести к различным нарушениям, включая уродства, умственную отсталость и неврологические расстройства.

Радиоактивный изотоп йода-131 может попасть в атмосферу в результате аварий на атомных электростанциях, таких как Чернобыль и Фукусима. Этот изотоп накапливается в щитовидной железе и может вызывать злокачественные опухоли. Чтобы избежать подобных последствий, рекомендуется принимать препараты йода в качестве заместительной терапии. Три грамма чистого йода могут быть смертельными, в то время как дозировка в 0,15 — 0,2 мг в сутки способствует поддержанию здоровья, активности и хорошего настроения.

Фтор

Оранжево-желтый ядовитый газ с резким запахом. При его высокой концентрации загораются даже вода, платина, другие металлы. Человеку надо около 1 миллиграмма фтора в сутки, который входит в состав костей, зубной эмали (концентрация в эмали его 0,01%, а в зубной коре 0,02%), но его переизбыток смертельно опасен. Фтор — самый сильный окислитель на нашей планете, способный окислить даже стекло.

Селен

Крепкий и блестящий неметаллический элемент, получивший свое название в честь вечного спутника нашей планеты — Луны. В зависимости от структуры кристаллической решетки и количества атомов, он может иметь различные оттенки, варьирующиеся от красного до черного. Более 200 ферментов человеческого организма включают в свой состав этот микроэлемент, хотя его общая масса не превышает 14 миллиграммов. Селен играет важную роль в предотвращении образования свободных радикалов и снижении риска развития рака. Этот элемент можно найти в морепродуктах и морской соли. Однако следует помнить, что высокие дозы селен могут быть смертельно опасны.

Арсен

Арсен (As) – это химический элемент с атомным номером 33, который принадлежит к группе неметаллов. Он был известен человечеству с древних времен, и его название происходит от греческого слова “arsenikon”, что означает “мужской”. Арсен имеет несколько аллотропных форм, наиболее известные из которых – серый арсен и черный арсен. Серый арсен является наиболее стабильной и распространенной формой, в то время как черный арсен имеет более низкую плотность и отличается аморфной структурой.

Арсен встречается в природе в виде различных минералов, таких как арсенопирит, а также в соединениях с другими элементами, включая серу и металлы. В природе арсен обычно не встречается в чистом виде, а образует сложные соединения, которые могут быть токсичными. Арсеновые соединения, такие как арсенат и арсенит, широко используются в промышленности, особенно в производстве пестицидов и полупроводников.

Одним из наиболее известных свойств арсена является его высокая токсичность. Арсен и его соединения могут вызывать серьезные отравления, что делает их опасными для здоровья человека. Симптомы отравления арсеном могут варьироваться от легких до тяжелых и включают головные боли, рвоту, диарею и даже повреждение внутренних органов. Хроническое воздействие арсена связано с повышенным риском развития рака, особенно рака кожи, легких и мочевого пузыря.

Несмотря на свою токсичность, арсен также имеет ряд полезных применений. В металлургии он используется для легирования меди, что улучшает ее прочностные характеристики. В электронике арсен применяется в производстве полупроводниковых материалов, таких как арсенид галлия, который используется в солнечных батареях и светодиодах. Кроме того, арсеновые соединения находят применение в медицине, например, в лечении некоторых видов рака.

Арсен также играет важную роль в экологии. Он может накапливаться в почве и воде, что приводит к загрязнению окружающей среды. В некоторых регионах мира, особенно в районах с высоким содержанием арсена в почве, наблюдаются случаи хронического отравления населения. Поэтому контроль за содержанием арсена в окружающей среде и разработка методов его очистки являются важными задачами для обеспечения здоровья населения и сохранения экосистем.

В заключение, арсен – это многогранный элемент с богатой историей и разнообразными свойствами. Его токсичность требует осторожного обращения, однако он также находит применение в различных отраслях, что делает его важным объектом изучения в химии и смежных науках.

Вопрос-ответ

Каковы 5 фактов о неметаллах?

В чистом виде неметаллы могут быть газообразными, жидкими или твердыми. Они не блестят и плохо проводят тепло и электричество. Обычно их температура плавления ниже, чем у металлов, хотя бывают и исключения. Твердые тела обычно легко ломаются и не гнутся, как металлы.

В чем особенность неметаллов?

Характерной особенностью неметаллов является большее (по сравнению с металлами) число электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. Это определяет их большую способность к присоединению дополнительных электронов и проявлению более высокой окислительной активности, чем у металлов.

Какой неметалл самый распространенный?

Распространённость неметаллов в природе. На Земле самыми распространёнными неметаллами являются кислород и кремний (по массе около 49 % и 26 % соответственно). Во Вселенной — водород.

Советы

СОВЕТ №1

Изучайте свойства неметаллов, такие как их реакционная способность и физические характеристики. Это поможет вам лучше понять, как они взаимодействуют с другими элементами и какую роль играют в природе и промышленности.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на применение неметаллов в повседневной жизни. Например, углерод используется в виде графита и алмаза, а кислород необходим для дыхания. Знание этих фактов сделает изучение более увлекательным.

СОВЕТ №3

Попробуйте провести простые эксперименты с неметаллами, если это возможно. Например, исследуйте, как кислород влияет на горение или как углекислый газ взаимодействует с водой. Практическое применение знаний поможет лучше усвоить материал.

СОВЕТ №4

Следите за новыми открытиями и исследованиями в области химии неметаллов. Научные журналы и популярные научные сайты могут предоставить свежую информацию о новых применениях и открытиях, связанных с неметаллами.