Phi kim là gì? Tìm hiểu chi tiết về tính chất của chúng

Khái niệm phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố nằm phía bên phải bảng tuần hoàn hóa học, thường tồn tại ở dạng phân tử. Chúng là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron, ngoại từ hidro. Đa số các phi kim đều không dẫn điện, một số nguyên tố có sự biến tính (ví dụ như cacbon) (Theo Wikipedia.org). 

Phi kim bao gồm các khí hiếm (He, Ne, Ar…), halogen (F, Cl, Br), một số á kim (Si, B và các phi kim còn lại (C, N, O, P, S, Se).

Cách đọc tên những loại phi kim phổ biến

Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ta có thể dễ dàng gọi tên các phi kim phổ biến.

Tính chất vật lý của phi kim

Tìm hiểu phi kim là gì không thể bỏ qua những tính chất vật lý đặc trưng của các nguyên tố thuộc nhóm này. Một số tính chất đáng chú ý của phi kim gồm:

• Trạng thái tồn tại: Ở điều kiện thường, phi kim tồn tại ở cả 3 trạng thái: Rắn (photpho, cacbon, lưu huỳnh…), lỏng (brom) và khí (hidro, oxi, nito…).

• Khả năng dẫn điện: Phần lớn các nguyên tố của phi kim không dẫn điện.

• Khả năng dẫn nhiệt: Hầu hết các nguyên tố phi kim không dẫn nhiệt.

• Nhiệt độ nóng chảy: Phi kim có nhiệt độ nóng chảy thấp.

• Tính độc: Một số phi kim như như brom, clo… là chất độc hại.

Tính chất hóa học của phi kim

Về tính chất hóa học, phi kim có thể tác dụng với kim loại, hidro và oxi. Cụ thể các tính chất hóa học chung của phi kim là:

Tác dụng kim loại

Nhiều phi kim tác dụng với kim loại tạo thành muối hoặc oxit.

• Nhiều phi kim tác dụng với kim loại tạo thành muối

Ví dụ:

$\mathrm{Fe} (\mathrm{rắn} \mathrm{trắng} \mathrm{xám}) + \mathrm{S} (\mathrm{rắn} \mathrm{màu} \mathrm{vàng}) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } \mathrm{FeS} (\mathrm{rắn} \mathrm{màu} \mathrm{đen})$

$2 \mathrm{Na} \left(\mathrm{r}\right) + {\mathrm{Cl}}_2 (\mathrm{khí} \mathrm{vàng} \mathrm{lục}) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2\mathrm{NaCl} (\mathrm{rắn} \mathrm{màu} \mathrm{trắng})$

• Oxi tác dụng với kim loại tạo thành oxit

Ví dụ:

$4\mathrm{Fe} (\mathrm{rắn} \mathrm{trắng} \mathrm{xám}) + 3{\mathrm{O}}_2 (\mathrm{khí} \mathrm{không} \mathrm{màu}) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3 (\mathrm{rắn} \mathrm{màu} \mathrm{đỏ})$

Tác dụng hidro

Phi kim có khả năng tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí.

• Oxi tác dụng với hidro

Khí oxi tác dụng với khí hidro tạo thành hơi nước. Ta có phương trình hóa học:

${\mathrm{O}}_2 \left(\mathrm{k}\right) + 2{\mathrm{H}}_2 \left(\mathrm{k}\right) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(\mathrm{h}\right)$

• Clo tác dụng với khí hidro

Thực hiện thí nghiệm để chứng minh clo tác dụng với khí hidro bằng cách đưa hidro đang cháy vào lọ đựng khí clo. Sau phản ứng, cho một ít nước vào trong lọ rồi lắc nhẹ. Quan sát hiện tượng ta thấy khí hidro cháy trong khí clo tạo thành khí không màu, Màu vàng lục của khí clo ban đầu bị biến mất và dùng giấy quỳ tím thử xuất hiện màu đỏ. Như vậy, ta có thể kết luận được rằng khí clo đã phản ứng mạnh với khí hidro tạo thành khí hidro clorua không màu. Khí này sẽ tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohidric (HCl) làm quỳ tím chuyển đỏ.

${\mathrm{H}}_2 \left(\mathrm{k}\right) + {\mathrm{Cl}}_2 \left(\mathrm{k}\right) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2\mathrm{HCl} \left(\mathrm{k}\right)$

Ngoài clo, nhiều phi kim khác như cacbon (C), Lưu huỳnh (S), Brom (Br2)… cũng có thể tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí.

Tác dụng với oxi

Nhiều phi kim có khả năng tác dụng với oxi tạo thành oxit axit.

Ví dụ:

$4\mathrm{P} (\mathrm{rắn} – \mathrm{đỏ}) + 5{\mathrm{O}}_2 \left(\mathrm{khí}\right) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2{\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5 (\mathrm{rắn} – \mathrm{trắng})$

$\mathrm{S} (\mathrm{rắn} – \mathrm{vàng}) + {\mathrm{O}}_2 \left(\mathrm{khí}\right) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{SO}}_2 (\mathrm{khí} – \mathrm{không} \mathrm{màu})$

Mức độ hoạt động hóa học của phi kim như thế nào?

Thực tế, mức độ hoạt động hóa học của phi kim mạnh hay yếu phụ thuộc vào khả năng và mức độ phản ứng của phi kim đó với kim loại và hidro. Flo, oxi là những phi kim hoạt động mạnh, trong đó flo là mạnh nhất. Trong khi đó, photpho, lưu huỳnh, silic, cacbon… lại là những phi kim yếu hơn.

Xem thêm: 

• Muối kali nitrat (KNO3): Định nghĩa, tính chất, cách điều chế và ứng dụng
• Nhôm là kim loại gì? Các tính chất, ứng dụng và cách sản xuất nhôm

Ứng dụng của phi kim trong thực tiễn

Mỗi loại phi kim lại có những ứng dụng khác nhau trong thực tiễn. Ví dụ như người ta ứng dụng clo để khử trùng nước sinh hoạt, tẩy trắng vải sợi, điều chế chất dẻo…; than chì dùng làm ruột bút chì, kim cương làm đồ trang sức quý hiếm… Dưới đây là những tính chất nổi bật của một vài phi kim phổ biến:

• Khí oxi: Oxi có 2 ứng dụng quan trọng trong đời sống là sự hô hấp và dùng để đốt nhiên liệu. Khí oxi cần thiết cho cả sự sống của con người, động vật. Những thợ lặn, nhà thám hiểm biển… đều cần dùng bình khí oxi đặc biệt khi xuống biển; Các nhiên liệu cháy trong oxi tạo nhiệt độ cao hơn trong không khí. Trong sản xuất gang thép, người ta thổi khí oxi vào lò để tạo nhiệt độ cao, nâng cao hiệu suất cũng như chất lượng thành phẩm.

• Nitơ: Nitơ được ứng dụng trong bảo quản thực phẩm đóng gói, luyện kim, hàn đường ống, bơm lốp ô tô, máy bay…

• Clo: Sử dụng trong điều chế nước gia – ven, clorua vôi, tẩy trắng vải sợ, bột giấy, điều chế nhựa PVC, cao su…

• Lưu huỳnh: Ứng dụng trong sản xuất axit H2SO4, sản xuất diêm, thuốc súng, bột giặt. Lưu huỳnh cũng được ứng dụng để sản xuất các thuốc diệt nấm, phân bón, giúp cây trồng phát triển và đạt năng suất cao.

• Hidro: Được sử dụng làm đèn xì – oxi hàn cắt kim loại, bơm khinh khí cầu, làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa, động cơ ô tô thay thế xăng…

Bài tập về phi kim sách Giáo khoa và gợi ý lời giải

Để ghi nhớ kiến thức phi kim là gì, bạn nên kết hợp học lý thuyết và làm thêm các bài tập trong sách giáo khoa hay sách bài tập Hóa học. Dưới đây là một vài bài tập trong SGK Hóa học 9 kèm lời giải Monkey tổng hợp được:

Bài 1 (SGK hóa học 9, trang 76)

Hãy chọn câu đúng:

a/ Phi kim dẫn điện tốt.

b/ Phi kim dẫn nhiệt tốt.

c/ Phi kim chỉ tồn tại ở hai trạng thái rắn, khí.

d/ Phi kim dẫn điện, dẫn nhiệt kém.

Gợi ý đáp án:

Dựa vào tính chất vật lý của phi kim đã trình bày ở trên ta có thể kết luận câu trả lời đúng là phi kim dẫn điện, dẫn nhiệt kém (Đáp án d).

Bài 2 (SGK hóa học 9, trang 76)

Viết các phương trình hóa học của S, C, Cu, Zn với khí O2. Cho biết các oxit tạo thành thuộc loại nào. Viết công thức các axit hoặc bazơ tương ứng với mỗi oxit đó.

Gợi ý đáp án:

Phương trình hóa học:

$\mathrm{S} + {\mathrm{O}}_2 \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } {\mathrm{SO}}_2$

$\mathrm{C} + {\mathrm{O}}_2 \to {\mathrm{CO}}_2$

$2\mathrm{Cu} + {\mathrm{O}}_{2 }\to 2\mathrm{CuO}$

$2\mathrm{Zn} + {\mathrm{O}}_2 \to 2\mathrm{ZnO}$

Oxit tạo thành là oxit axit:

• SO2 có axit tương ứng là H2SO3.
• CO2 có axit tương ứng là H2CO3.

Oxit tạo thành là oxit bazơ:

• CuO bazơ tương ứng là Cu(OH)2.
• ZnO là oxit lưỡng tính: Bazơ tương ứng là Zn(OH)2, axit tương ứng: H2ZnO2.

Bài 3 (SGK hóa học 9, trang 76)

Viết phương trình hóa học khi cho hiđro phản ứng với:

a/ clo; b/ lưu huỳnh; c/ brom.

Cho biết trạng thái các chất tạo thành.

Gợi ý đáp án: 

Phương trình hóa học: 

$\mathrm{H}2 \left(\mathrm{k}\right) + {\mathrm{Cl}}_2 \left(\mathrm{k}\right) \to 2\mathrm{HCl} (\mathrm{khí} \mathrm{không} \mathrm{màu})$

$\mathrm{S} + {\mathrm{H}}_2 \left(\mathrm{k}\right) \to {\mathrm{H}}_2\mathrm{S} \left(\mathrm{k}\right)$

H2S ở trạng thái khí, không màu, có mùi trứng thối

${\mathrm{H}}_2 + {\mathrm{Br}}_2 \to 2\mathrm{HBr} (\mathrm{khí}, \mathrm{không} \mathrm{màu})$

Hy vọng với những thông tin chia sẻ và bài tập thực hành trên đây đã giúp bạn đọc có kiến thức tổng quan về phi kim là gì. Rất nhiều kiến thức môn học hữu ích của Hóa học, Vật lý hay Toán sẽ được Monkey chia sẻ trên chuyên mục “Kiến thức cơ bản”, các bạn hãy theo dõi và ghé đọc website của Monkey thường xuyên để ôn tập kiến thức thật tốt nhé! Chúc các bạn thành công!