Non-métaux

Élément chimique

Les éléments constituent toutes les formes de matière, et les atomes de différents éléments se lient pour former des molécules et des composés.

Poids atomique d'un élément chimique

Si le $chlore-37$ représente $24,33\mathrm{\%}$ de tous les atomes de chlore, il représente ce pourcentage du poids atomique.

Le poids atomique est la masse indiquée en uma (unités de masse atomique) sous un élément dans le tableau périodique. Il est courant d'y faire référence en tant que masse atomique, même s'il s'agit de quelque chose de légèrement différent.

Je sais que c'est déroutant !

Qu'est-ce que la masse atomique ?

Lorsque nous avons calculé le poids atomique, nous avons utilisé les masses atomiques de chaque isotope.

Corps simple

Chaque élément est unique et différent des autres d'une certaine manière. Tu as déjà entendu parler de nombreux éléments comme le cuivre et l'oxygène, mais il en existe tout un monde dont tu n'as jamais entendu parler et qui se trouvent tous sur un tableau appelé tableau périodique.

Que sont les non-métaux ?

• Les non-métaux paraissent ternes, sans lustre. Les non-métaux sont divers, à température ambiante, ils se présentent dans les trois états physiques, solides, liquides et gazeux ;
• Le carbone et le soufre sont des non-métaux solides, tandis que le bromure est un liquide. L'hélium et l'oxygène sont des gaz à température ambiante ;
• Les non-métaux présentent de faibles points de fusion et d'ébullition, à l'exception du carbone ;
• Ils sont également de mauvais conducteurs électriques et thermiques ;
• À quelques exceptions près, ils sont fragiles à l'état solide.

Le cas des métalloïdes

Examinons les propriétés des métalloïdes. Les métalloïdes se trouvent le long de la ligne imaginaire en zigzag dans le tableau périodique. Ce qui est intéressant à propos de ces éléments, c'est que leurs caractéristiques sont un mélange de celles des métaux et des non-métaux.

Les métalloïdes sont des solides à température ambiante, durs, cassants et quelque peu réactifs. Les métalloïdes n'ont pas tous la même capacité à conduire l'électricité, et certains sont même utilisés comme semi-conducteurs. Le silicium $(Si)$ , par exemple, est un métalloïde très utilisé dans la fabrication des micropuces pour ordinateurs.

Le bore $(B)$ est un métalloïde qui a de nombreuses applications. Par exemple, le carbure de bore est une substance très dure qui est utilisée dans le blindage des chars militaires !

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Propriétés des non-métaux

Voyons maintenant les propriétés des non-métaux. Les non-métaux se trouvent dans les groupes $14$ à $18$ du tableau périodique et sont de mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité. Les non-métaux n'ont pas non plus d'éclat métallique, ne sont pas malléables ou ductiles et se trouvent dans différents états de la matière à température ambiante (le plus souvent sous forme de gaz). Ils ont également tendance à avoir des points de fusion bas.

Une autre propriété très importante pour déterminer si un élément est un métal ou un non-métal est l'électronégativité. Les non-métaux ont tendance à avoir une électronégativité plus élevée que les métaux. Par conséquent, la réaction entre les métaux et les non-métaux produit des composés ioniques.

L'élément le plus électronégatif du tableau périodique est le fluor. Il est à noter que les gaz nobles (groupe $8$ ) ne sont pas pris en compte dans le calcul de l'électronégativité, car ils ne gagnent pas, ne perdent pas et ne partagent pas d'électrons !

Zoom sur les halogènes

Les non-métaux du groupe $17$ sont appelés les halogènes. Ces éléments existent sous forme de molécules diatomiques : $F_2$ , $C{l}_2$ , $B{r}_2$ et $I_2$ . Les halogènes sont très réactifs sur le plan chimique et ont une grande affinité électronique.

Que sont les gaz nobles ?

Les gaz nobles sont des éléments chimiques qui appartiennent au groupe $18$ du tableau périodique. Cette famille d'éléments se trouve à l'extrémité droite du tableau périodique, dans la dernière colonne. Les gaz nobles sont appelés gaz inertes parce qu'ils ne réagissent avec aucun autre élément du tableau périodique. Ces gaz sont les moins réactifs, car ils possèdent une couche externe complète d'électrons de valence. Cela signifie qu'ils ne formeront pas de liaison avec d'autres éléments du tableau périodique.

Les gaz nobles, également appelés gaz inertes et aérogènes. Les éléments qui appartiennent à ce groupe sont :

• Hélium $(He)$
• Néon $(Ne)$
• Argon $(Ar)$
• Krypton $(Kr)$
• Xénon $(Xe)$
• Radon $(Rn)$

Les gaz rares ont des propriétés physiques similaires, c'est pourquoi ils sont regroupés. Les propriétés physiques désignent les caractéristiques physiques d'un élément, telles que son point d'ébullition, son point de fusion ou sa solubilité. En général, les propriétés physiques des gaz nobles comprennent :

• Un point d'ébullition et un point de fusion bas ;
• Des énergies d'ionisation élevées ;
• Ils ont également de faibles forces interatomiques.

L'énergie d'ionisation

L'énergie d'ionisation diminue de haut en bas dans un groupe. Cela s'explique par le fait qu'en descendant dans un groupe, on augmente le nombre de périodes et donc le nombre d'orbites électroniques. L'augmentation du nombre d'orbites électroniques entraîne une diminution de l'énergie d'ionisation parce que la distance entre le noyau et ses électrons les plus externes augmente, ce qui réduit l'influence du noyau sur ses électrons les plus externes.

Liaison covalente

Les non-métaux peuvent également partager des électrons avec un autre non-métal dans une liaison covalente. Par exemple, le dioxyde de carbone $(C{O}_2)$ est une molécule composée de carbone et d'oxygène, deux non-métaux. Ces atomes sont reliés entre eux par des liaisons covalentes doubles.

Lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, la plupart des non-métaux produisent des oxydes acides. Par exemple, la réaction du dioxyde de soufre $(S{O}_2)$ avec l'eau $(H_{2}O)$ produit de l'acide sulfureux, $H_{2}S{O}_3$

$SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$

Liaison intermoléculaire

Une molécule subira différents types de forces intermoléculaires en fonction de sa polarité. Ces forces sont :

• Forces de Van der Waals ;
• Force de London ;
• Forces dipôle-dipôle permanentes ;
• Liaisons hydrogène.

Tableau de la force relative des forces d'attraction intermoléculaires.