9年级

非金属：氯、碳、硅

比较分子态氯与碳、硅化合物的网络及层状结构。

直觉非金属能形成多种键

泳池中的刺激性气味、铅笔中的碳、玻璃砂中的硅来自性质迥异的非金属。它们通常得电子或共享电子，而不是形成金属晶格。

同一种非金属元素可呈现不同形态：碳构成铅笔中的石墨和宝石中的金刚石；二氧化硅是地壳的重要成分。

模型展示 H–H、Cl–Cl 键断裂并形成两个 H–Cl 键；它只示意键的变化，并非反应能计算。

定义: 非金属

原子通常形成共价分子或阴离子的元素；非金属的状态、导电性和结构差异很大。

氯是由 Cl₂ 分子组成的黄绿色气体。它溶于水，部分反应生成盐酸和次氯酸。

\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}

次氯酸可氧化许多生物分子，因此能消毒。家用漂白剂通常是次氯酸盐溶液，并非溶有氯气的水。

二氧化碳是植物光合作用利用的分子气体，一氧化碳是由不完全燃烧产生的有毒气体。二氧化硅形成延展的共价网络，是硬质固体，并非独立 SiO₂ 分子的集合。

\ce{C + O2 -> CO2}

例题: 计算生成的二氧化碳量

0.50 mol 碳在过量氧气中完全燃烧，求 CO₂ 的物质的量。

解答

配平后 C:CO₂ 为 1:1，因此 n(CO₂)=0.50 mol；按 M(CO₂)=44.0 g mol⁻¹，质量约 22 g。

石墨由平面层组成，层内共价键强、层间作用弱，故易滑移；离域电子使其沿层导电。金刚石则是三维四面体共价网络。

硅有 4 个价电子，晶格类似金刚石。可控地掺入第 13 或 15 族元素可制成 p 型或 n 型半导体；器件性能依赖精确掺杂，而非仅由纯硅决定。

例题: 区分两种碳氧化物

炉具供氧不足燃烧时，CO 和 CO₂ 中哪一种是直接急性中毒危险？

解答

CO 是急性中毒危险物，会强烈结合血红蛋白并妨碍氧运输。高浓度 CO₂ 也会因置换氧气、导致高碳酸血症而危险，但机制不同。