Gli elementi che costruiscono la vita invece di condurre l'elettricità
Idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, fosforo, zolfo e selenio. Sono cattivi conduttori, fragili quando sono solidi e assolutamente essenziali: oltre il 99% della massa di ogni essere vivente è costituito da appena quattro di questi elementi.
Evidenziato nella tavola periodica
Ogni membro
Che cosa li definisce
L'elevata elettronegatività e l'elevata energia di ionizzazione fanno sì che i non metalli attirino gli elettroni verso di sé. Con i metalli formano composti ionici; tra loro li condividono, producendo le molecole covalenti su cui si basa la biologia.
Senza un mare di elettroni delocalizzati non c'è nulla che conduca il calore o l'elettricità e nulla che permetta agli atomi di scivolare gli uni accanto agli altri. I non metalli sono quindi isolanti, fragili e spesso gassosi.
I piccoli atomi non metallici formano forti legami doppi e tripli: per questo N₂ è così poco reattivo e CO₂ è un gas mentre SiO₂ è una roccia. Molti assumono diverse forme strutturali: il carbonio come diamante, grafite e grafene; il fosforo come fosforo bianco, rosso e nero.
Tendenze periodiche
L'elettronegatività e l'energia di ionizzazione aumentano verso l'angolo in alto a destra della tavola, raggiungendo il massimo nel fluoro e nell'ossigeno. I punti di fusione variano enormemente perché è la struttura, non solo la forza dei legami, a determinarli: il carbonio sublima sopra 3.800 K, mentre l'azoto bolle a 77 K.
Nel mondo
Sintesi dell'ammoniaca, raffinazione del petrolio, carburante per razzi e — sempre più — stoccaggio dell'energia.
Acciaio, materie plastiche, combustibili, fibre e ogni molecola organica esistente. Come diamante taglia; come grafite lubrifica.
Fertilizzanti attraverso il processo Haber–Bosch, che nutre circa metà della popolazione mondiale. L'azoto liquido è il criogeno di riferimento.
Produzione dell'acciaio, medicina, trattamento dell'acqua e respirazione. È l'elemento più abbondante, in massa, nella crosta terrestre e nel vostro corpo.
Fertilizzanti, detergenti, fiammiferi — e l'ossatura del DNA e dell'ATP, la molecola che alimenta ogni cellula.
Acido solforico, la sostanza chimica industriale prodotta in maggiore quantità al mondo, oltre a gomma vulcanizzata e fungicidi.
Manipolazione
Estremamente variabile. Ossigeno e azoto sono sicuri da respirare nelle giuste proporzioni e pericolosi in quelle sbagliate: l'ossigeno puro rende gli incendi incontrollabili e l'azoto puro provoca asfissia senza preavviso. Il fosforo bianco si incendia all'aria e causa ustioni profonde. Il solfuro di idrogeno è tossico quanto il cianuro e disabilita l'olfatto a concentrazioni pericolose.
Informazioni utili
Domande frequenti
Gli alogeni e i gas nobili sono non metalli — sono semplicemente le due famiglie abbastanza distintive da essere nominate separatamente. Ciò che rimane viene chiamato "altri non metalli" o "non metalli reattivi": idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, fosforo, zolfo e selenio.
La conduzione richiede elettroni liberi di muoversi attraverso il materiale. In un metallo, gli elettroni esterni sono delocalizzati sull'intero reticolo. In un non metallo sono vincolati a specifici legami covalenti o a coppie solitarie. La grafite è la famosa eccezione: la sua struttura a strati lascia un elettrone per ogni atomo di carbonio delocalizzato su ciascun foglio, permettendole di condurre lungo gli strati.
Sei elementi costituiscono circa il 99% del vostro corpo: ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, calcio e fosforo, quattro dei quali sono non metalli. Zolfo e selenio sono necessari in quantità minori: lo zolfo in due amminoacidi e il selenio negli enzimi che eliminano i danni ossidativi.
Continuate