非金属元素
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非金属元素是一大类缺乏金属特性的化学元素。有别于常温常压下多为固态的金属,非金属元素在标准状态下的形态十分多变,从无色气体(如氢、氮、氧)到各种颜色的固体(如碳、磷、硫)。非金属元素通常是热和电的不良导体,且其固态通常缺乏延展性而易碎,表面大多不具光泽。与金属相比,非金属元素大多具有更高的电离能、电子亲和力、电负性和标准还原电位。通常一元素的这些值越高,其非金属性越强。非金属元素的原子之间主要以共价键相互连结,在化学反应中倾向于得到电子并形成酸性的化合物。
在元素周期表中,非金属元素的占比不到四分之一,且随著周期增大,元素的金属性越强,非金属元素因此越少。非金属元素皆为主族元素,且除了位于第1族顶端的氢之外,其它非金属元素都排在表的右侧和上侧。大部分非金属属于p区,氢和氦则是s区元素。
非金属元素的范畴并没有普遍认同的精确定义,通常包括氢、氦、硼、碳、氮、氧、氟、氖、硅、磷、硫、氯、氩、砷、硒、溴、氪、碲、碘、氙、氡等21种元素。也有观点认为硼、矽、砷、碲等类金属元素不属于非金属。[1]由于砈在自然界中极其稀有,且具有强烈的放射性,在讨论非金属的定义时经常被忽略,然而理论和实验证据表明其性质较偏向于金属。[2]超重元素鿬和鿫由于半衰期极短,目前尚无法透过实验来证实其性质是否具有非金属元素的特质。[3]
根据计算,氢和氦这两种非金属约占可观测宇宙中普通物质质量的99% 。氢、碳、氮、氧和矽等五种非金属元素在地球的地壳、大气、海洋和生物圈扮演著主要组分,地球上所有生物体的主要结构便是由氢、氧、碳和氮构成。
非金属元素在现在社会中占有重要位置,几乎所有非金属元素在医学、制药、工业、电子、雷射和家居用品等领域中都有各自的用途。