Атомы неметаллических элементов составляют большинство соединений во Вселенной и верхних слоях Земли. Они более распространены в природе, чем металлы. Некоторые неметаллические элементы встречаются в природе посредством простых веществ: месторождения самородной серы в Прикарпатье; Завалловское месторождение графита; существуют залежи пород, содержащих алмазы. В состав воздуха входят: азот, кислород, инертные газы. Самым распространенным элементом в космосе является Гидроген. Значительно большее количество атомов неметаллических элементов образуют разнообразные сложные вещества. Так, значительную часть литосферы составляет кремнезем SiO2, гидросферы – вода.
Оксиген один из самых распространенных элементов на Земле. Его в земной коре в составе соединений 49% по массе. Он входит в состав воды, горных пород, минералов, солей. Является обязательной составной частью растительных, животных организмов: входит в состав белков, жиров, углеводов. В воздухе свободного кислорода 21% по объему.
Сульфур широко распространен в природе как в свободном виде (с примесями горных пород), так и в соединениях с различными металлами (сульфиды), а также в виде солей. Сульфиды: железный колчедан или пирит FeS2, цинковая обманка ZnS, медный блеск CuS, киноварь HgS. Сульфаты: гипс CaSO4 • 2H2O, глауберова соль Na2SO4 • 10H2O, горькая соль MgSO4 • 7H2O. Содержится в живых организмах, входит в состав белка, в состав органических соединений в нефти.
Элемент Карбон входит в состав нефти, газа, угля, сланцев, органических соединений, углекислого и угарного газов. Важный элемент живой природы – входит в состав белков, жиров, углеводов, витаминов, ферментов, гормонов. В виде простых веществ графита и алмаза; сложных веществ: CaCO3 – мел, известняк, мрамор, CaCO3 • MgCO3 – доломит, MgCO3 – магнезит.
Чистый кремний в природе не существует, его добывают химическим способом. По распространенности занимает второе место после Оксигена. Оболочка Земли на 97% состоит из соединений Силиция. Встречается в виде: SiO2 – песок, кварц, кремнезем; минералов — слюда, асбест, тальк, нефелин, полевой шпат. В стеблях растений (хвощ, бамбук), в теле птиц и животных — перья, глаз, скелет, тело губок.
Нитроген в виде простого вещества азота входит в состав воздуха, примерно 78% по объему. Содержание элемента в земной коре – 0,01% по массе в виде нитратов. Небольшое количество в составе нефти и каменном угле. Входит в состав белковых веществ всех живых организмов.
Фосфор в природе существует только в соединениях в виде фосфатов. Главные минералы в состав которых входит Фосфор – Ca3(PO4)2 – апатиты и фосфориты (0,08%). Элемент Фосфор входит в состав костной, мышечной, нервной тканей человека и животных, много его в клетках мозга.
Применение неметаллов
Сульфур является жизненно важным элементом для живых организмов, является составной частью белка. Он способствует нейтрализации в организме ядовитых веществ, росту хрящевой и костной тканей, кожи, волос, ногтей. Вместе с другими компонентами принимает участие в формировании структуры соединительной ткани. Обеспечивает ее эластичность, улучшает проницаемость клеточных мембран. Дефицит Сульфура может привести к нарушению синтеза инсулина. Кожа становится сухой, морщинистой, появляются трещины, наступает раннее старение организма. Серу используют для получения сульфатной кислоты, изготовления резины из каучука, производства спичек, черного пороха, лекарственных препаратов.
Азот используют для наполнения электролампочек, создания инертной среды при сварке металлов, в вакуумных установках, глубокого охлаждения и заморозки, добычи аммиака, нитратной кислоты, нитратов.
Фосфор в организме является источником энергии. В промышленности для создания моющих средств, для смягчения воды. Фосфорорганические соединения для борьбы с сорняками. Фосфиды — как полупроводники. Образование красок (грунтовка). Белый фосфор для производства авиабомб, снарядов, ранее изготавливали статуэтки, в часах, добыча ортофосфорной кислоты Н3РО4, добыча твердого сплава фосфористой бронзы. Красный фосфор для изготовления спичек, дымовых завес, фосфорорганических соединений, полимеров, против коррозии, полупроводников, для уничтожения насекомых.
Углерод. Алмаз для сверления твердых пород, изготовления шлифовальных дисков, резцов, сверл, резки стекла. В приборостроении, радиотехнике, изготовлении ювелирных изделий (бриллианты). Графит для изготовления огнеупорных тиглей, синтетических алмазов, смазок, электродов, труб, теплообменников, грифелей для карандашей. В ядерных реакторах как замедлитель нейтронов. Уголь для выплавки чугуна и стали, производство черного пороха, красок, для поглощения газов, очистки их. Активированный уголь — в медицине как адсорбент, для изготовления противогазов, как катализатор, для очистки сахара от примесей, улавливания ценных органических растворителей.
Сажа для изготовления лаков, красок, туши, резины (как наполнитель), лент для печатных машин, гуталина. Кокс как топливо в доменном процессе, восстановитель в металлургии. Изготовление электродов, легированных сталей.
Хлор для обеззараживания воды, для производства хлорной извести, органических растворителей, средств защиты растений от болезней и вредителей.
Кремний в электронике и электротехнике для изготовления диодов, фотоэлементов, транзисторов, сплавов. Силиций оксид широко используется в строительстве, для производства цемента, керамики, стекла. Кварц очень мало расширяется при нагревании, поэтому кварцевая посуда, раскаленная добела, не трескается, если ее погрузить в холодную воду. Кварц используют в изготовлении мониторов компьютеров, линз телескопов, хрустальных изделий, зеркал, в радиотехнике, оптике, в ювелирном деле.
Водород является сырьем для химической и нефтехимической промышленности, как экологически чистое топливо.
