非金屬元素

非金屬元素是一大類缺乏金屬特性的化學元素。有別於常溫常壓下多為固態的金屬，非金屬元素在標準狀態下的形態十分多變，從無色氣體（如氫、氮、氧）到各種顏色的固體（如碳、磷、硫）。非金屬元素通常是熱和電的不良導體，且其固態通常缺乏延展性而易碎，表面大多不具光澤。與金屬相比，非金屬元素大多具有更高的電離能、電子親和力、電負性和標準還原電位。通常一元素的這些值越高，其非金屬性越強。非金屬元素的原子之間主要以共價鍵相互連結，在化學反應中傾向於得到電子並形成酸性的化合物。
在元素週期表中，非金屬元素的佔比不到四分之一，且隨著週期增大，元素的金屬性越強，非金屬元素因此越少。非金屬元素皆為主族元素，且除了位於第1族頂端的氫之外，其它非金屬元素都排在表的右側和上側。大部分非金屬屬於p區，氫和氦則是s區元素。
非金屬元素的範疇並沒有普遍認同的精確定義，通常包括氫、氦、硼、碳、氮、氧、氟、氖、硅、磷、硫、氯、氬、砷、硒、溴、氪、碲、碘、氙、氡等21種元素。也有觀點認為硼、矽、砷、碲等類金屬元素不屬於非金屬。由於砈在自然界中極其稀有，且具有強烈的放射性，在討論非金屬的定義時經常被忽略，然而理論和實驗證據表明其性質較偏向於金屬。超重元素鿬和鿫由於半衰期極短，目前尚無法透過實驗來證實其性質是否具有非金屬元素的特質。
根據計算，氫和氦這兩種非金屬約佔可觀測宇宙中普通物質質量的99% 。氫、碳、氮、氧和矽等五種非金屬元素在地球的地殼、大氣、海洋和生物圈扮演著主要組分，地球上所有生物體的主要結構便是由氫、氧、碳和氮構成。
非金屬元素在現在社會中佔有重要位置，幾乎所有非金屬元素在醫學、製藥、工業、電子、雷射和家居用品等領域中都有各自的用途。

**性質**
非金屬在室溫下可以是氣體或固體（除了溴，惟一一個液體非金屬元素）。非金屬元素的固體大多沒有閃亮的表面，但不同的元素具有不同的顏色，例如碳是黑色的，而硫是黃色的。非金屬的硬度有明顯的差別，例如硫是很軟的，但鑽石（碳的同素異形體之一）卻是硬度最高的物質。固態的非金屬質地易碎，而且密度比金屬來得低。導熱性大多不佳（鑽石等除外），且多為電的絕緣體（石墨等除外）。

**非金屬性**
非金屬性是非金屬元素的通性，它指某種非金屬元素的原子得到電子的能力。某元素原子非金屬性越強，即其得電子能力越強。
由元素週期表上看，靠右的元素非金屬性比靠左的元素非金屬性要強，靠上的元素非金屬性比靠下的元素非金屬性要強。
對於元素的單質，非金屬性體現在單質的氧化性上。（參見元素週期律。）

**單質**

**物理性質**
非金屬單質大多是分子晶體，少部分為原子晶體和過渡型的層狀晶體。
單質共價鍵數大部分符合8-N規則- 稀有氣體：8-8=0（2-2=0），為單原子分子- 鹵素、氫：8-7=1（2-1=1），為雙原子分子- ⅥA族的硫、硒：8-6=2，為二配位的鍊形與環形分子- ⅤA族的磷、砷：8-5=3，為三配位的有限分子P4,As4，灰砷和黑磷為層狀分子- ⅣA族的碳、硅：8-4=4，為四配位的金剛石型結構。
少數分子由於形成π鍵、大Π鍵或d軌道參與成鍵，鍵型發生變化，於是不遵守8-N規則。如N2、O2分子中的原子間的鍵不是單鍵；硼單質和石墨結構中，鍵的個數也不等於8-N個。
物理性質可分為三類
# 稀有氣體及O2、N2、H2、F2、Cl2：一般狀態下為氣體，固體為分子晶體，熔沸點很低
# 多原子分子，S8、P4等：一般狀態下為固體，分子晶體，熔沸點低，但比第一類高
# 大分子單質，金剛石、晶態硅等：原子晶體，熔沸點高

**化學反應**
活潑非金屬元素，如F2、Cl2、Br2、O2、P、S等，能與金屬形成簡單陰離子化合物（如硫化物）或含氧酸鹽等。非金屬元素之間也能形成鹵化物、氧化物、無氧酸、含氧酸等。
大部分單質不與水反應，僅鹵素與高溫下的碳能與水發生反應。
非金屬一般不與非氧化性稀酸發生反應，但是硼、碳、磷、硫、碘、砷等可以被濃HNO3、濃H2SO4及王水氧化。
除碳、氮、氧外，一般可以和鹼溶液發生反應，對於有變價的主要發生歧化反應；Si、B則是從鹼溶液中置換出氫氣；濃鹼時，F2能氧化出O2

**成鍵方式**
非金屬原子之間主要成共價鍵，而非金屬元素與金屬元素之間主要成離子鍵。
非金屬原子之間成共價鍵的原因是，兩種原子均有獲得電子的能力，都傾向於獲得對方的電子使自己達到穩定的構型，於是兩者就共用電子對以達此目的。
而金屬原子失去電子的能力較強，與非金屬相遇時就一者失電子、一者得電子，雙方均達到穩定結構。
多原子的共價分子常常出現的一種現象是軌道雜化，這使得中心原子更易和多個原子成鍵。
非金屬原子之間形成的共價鍵中，除了一般的σ鍵和π鍵，還有一種大Π鍵。大Π鍵是離域的，可以增加共價分子或離子的穩定性。

**化合物**
由於非金屬元素複雜的成鍵方式，幾乎所有的化合物中都含有非金屬元素。
如果非金屬元素與金屬元素一同形成無機化合物，則可以形成無氧酸鹽、含氧酸鹽及配合物這幾類物質。如果只由非金屬元素形成無機物，則可以形成一系列共價化合物，如酸等。
非金屬元素碳是有機化合物的基礎。

**分子氫化物**
除稀有氣體以外，所有非金屬元素都能形成最高價態的共價型簡單氫化物。- 熔沸點：同一族的熔點、沸點從上到下遞增。但NH3、H2O、HF的沸點因為存在氫鍵而特別高。- 熱穩定性：同一週期自左向右依次增加，同一族自上而下減少，與非金屬元素電負性變化規律一樣。- 還原性：除HF外都具有還原性，其變化規律與穩定性相反，穩定性大的還原性小。
此外C、Si、B能分別形成碳烷、硅烷、硼烷一系列非金屬原子數≥2的氫化物。

**含氧酸及其鹽**
除稀有氣體（氙除外）外，所有非金屬元素都能形成含氧酸，且在酸中呈正氧化態。同一族從下到上、同一週期從左到右，非金屬最高價含氧酸的酸性逐漸增強。但其他價含氧酸不遵循此規律。
非金屬含氧酸中，高氧化態的強酸常具有氧化性，如硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等；一些弱酸如次氯酸也是氧化性酸。還原性酸包括亞硫酸、亞磷酸等。

**造字法**
在中文中，非金屬元素的名稱都沒有金字旁，而是以它們在常溫下的狀態分別加氣字頭、三點水、石字旁。

**參考文獻**

**引文**

**參考書目**
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**參見 ==