Phi kim là gì? Tìm hiểu về phân loại, tính chất và ứng dụng

Chu Văn An

So với kim loại chiếm 80% trong bảng tuần hoàn thì phi kim loại chỉ chiếm 20%. Tuy nhiên, chúng đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống. Vậy một phi kim cụ thể là gì? Tính chất vật lý và hóa học của phi kim là gì? Các loại phi kim phổ biến? Bài viết dưới đây của Trường Chu Văn An sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết các vấn đề liên quan đến phi kim.

1. Phi kim là gì?

Phi kim là các nguyên tố nằm ở phía bên phải của bảng tuần hoàn. Do cấu trúc của chúng nên trong môi trường không khí chúng thường tồn tại ở dạng phân tử. Đặc điểm nổi bật của phi kim là dễ dàng nhận electron, trừ hydro. Hầu hết các phi kim đều là chất dẫn nhiệt và điện kém, và một số nguyên tố cũng bị biến tính (ví dụ như carbon).

Mỗi nguyên tố phi kim đều có tên cùng với ký hiệu riêng như B (Boron), C (Carbon), N (Nitrogen), O (Oxy), F (Tầng), Ne (Neon), H (Hydrogen). , He (Helium), Si (Silicon), P (Phốt pho), S (Lưu huỳnh), Cl (Chlorine), Ar (Argon), As (Arsenic), Se (Selenium), Br (Brom), Kr (Krypton ) , Te (Telu), I (Iot), Xe (Xenon), At (Astatin), Rn (Radon).

Vị trí phi kim trong bảng tuần hoàn

2. Phân loại phi kim loại

Việc phân loại chính xác phi kim vẫn còn gây tranh cãi, vì rất khó phân biệt rõ ràng sự chuyển tiếp giữa phi kim và kim loại. Về cơ bản, phi kim bao gồm các nhóm sau:

• Khí quý (He, Ne, Ar,…).
• Nhóm halogen (F, Cl, Br, I).
• Các phi kim loại còn lại (C, N, O, P, S, Se).
• Một số nguyên tố như Boron, Si, Ge… được coi là kim loại.

3. Tính chất vật lý của phi kim

Mỗi nhóm chất trong không gian đều có những đặc tính riêng và phi kim loại cũng vậy. Chúng có những đặc tính vật lý đáng chú ý bao gồm:

• Trạng thái tồn tại: Khoảng một nửa số phi kim loại (hydro, nitơ, oxy,… là chất khí có màu và không màu. Phần còn lại chủ yếu là chất rắn (như Phốt pho, Carbon, Lưu huỳnh,…), Chất lỏng chỉ chứa một chất dễ bay hơi chất, Brom.
• Tính dẫn nhiệt: Hầu hết các phi kim đều giòn, giòn, giòn và có tính dẫn nhiệt kém. Có những nguyên tố hoàn toàn không dẫn nhiệt.
• Độ dẫn điện: Hầu hết các nguyên tố phi kim loại không dẫn điện.
• Nhiệt độ nóng chảy: So với kim loại, nhiệt độ nóng chảy của phi kim thấp.

• Độc tính: Một số phi kim như Brom, Clo,… đều độc.

Một số tính chất của phi kim

4. Tính chất hóa học của phi kim

Về tính chất hóa học, phi kim có thể phản ứng với kim loại, hydro và oxy trong các môi trường khác nhau. Mức độ hoạt động của phi kim yếu hay mạnh tùy thuộc vào khả năng tặng electron của phi kim. Chúng có xu hướng nhận electron để tạo thành các hợp chất ổn định. Flo và Oxy là những phi kim có hoạt tính cao, có thể tham gia vào hầu hết các phản ứng điển hình của phi kim, trong đó flo hoạt động mạnh nhất. Còn các nguyên tố như Phốt pho, Lưu huỳnh, Silicon, Carbon,… hoạt động của chúng yếu hơn vì cần nhận nhiều electron hơn.

Các phản ứng điển hình của phi kim bao gồm:

4.1. Phản ứng với kim loại

Nhiều phi kim có khả năng phản ứng với kim loại tạo thành muối hoặc oxit

Phi kim phản ứng với kim loại tạo thành muối.

S + Fe -> FeS

Kim loại để trong không khí khô với oxy phi kim loại thường tạo thành Oxit.

4Fe + 3O2 —> 2Fe2O3

4.2. Tác dụng với hydro

• Phi kim tác dụng với hiđro tạo thành hợp chất khí.
• Oxy phản ứng với Hydro tạo thành hơi nước: O2 +2H2 -> 2H2O
• Clo phản ứng với khí hiđro: H2 + Cl2 —> 2HCl
• Ngoài clo, nhiều phi kim khác như cacbon (C), lưu huỳnh (S), brom (Br2),… đều có thể phản ứng với khí hydro tạo thành hợp chất khí tương ứng.

4.3. Phản ứng với oxy

Nhiều phi kim phản ứng với oxi tạo thành oxit axit như:

S + O2 -> SO2 không màu

5. Ứng dụng của phi kim trong thực tế

Mặc dù chúng có những đặc điểm chung nhưng trên thực tế mỗi loại phi kim lại có những ứng dụng khác nhau trong đời sống.

Than chì được sử dụng để làm chì bút chì, các nguyên tố quý hiếm như kim cương (thực ra là C trong môi trường khắc nghiệt) có thể được sử dụng để làm đồ trang sức quý hiếm,…

Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của phi kim phổ biến:

• Brom: Phi kim này được dùng để sản xuất vật liệu chống cháy, xử lý nước trong bể bơi… Đặc biệt nó có vai trò quan trọng trong dược phẩm điều trị bệnh ung thư và bệnh Alzheimer.
• Lưu huỳnh: Được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác như sản xuất axit H2SO4, sản xuất diêm tạo điều kiện đánh lửa, làm thuốc súng, làm pháo hoa, bột giặt. Lưu huỳnh còn được dùng làm thuốc trừ sâu, phân bón giúp cây trồng sinh trưởng và đạt năng suất cao. Ngoài ra, lưu huỳnh còn có thể dùng để sản xuất lốp cao su và các vật liệu khác.

Một số ứng dụng của lưu huỳnh phi kim

• Ôxy:

– Ôxi là nguyên tố đặc biệt quan trọng đối với sự sống của con người và động vật. Oxy trong không khí giúp thực hiện các chức năng hô hấp. Ở những môi trường thiếu không khí như dưới biển, hầm mỏ… con người cần bình oxy để thở.

– Ngoài ra còn là môi trường cần thiết cho quá trình đốt cháy nhiên liệu. Trong sản xuất sắt thép, con người cần thổi oxy vào lò để tạo ra nhiệt độ cao để thực hiện các thao tác thiết yếu, nâng cao hiệu suất và chất lượng linh kiện.

• Nitơ: Nitơ có bản chất phi kim loại phổ biến, được sử dụng trong hàn ống, bơm lốp ô tô, máy bay, bảo quản thực phẩm đóng gói…
• Clo: Trong đời sống hàng ngày, clo được dùng để khử trùng nước sinh hoạt. Ngoài ra, nó còn được dùng để tẩy sợi vải, chế tạo đồ nhựa,…

Trên đây là những thông tin cơ bản về phi kim. Nếu có thắc mắc gì, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua đường dây nóng 0826 010 010 hoặc đọc thêm các bài viết trên vietchem.com.vn.