它们得到电子，而不是失去电子
高电负性和高电离能意味着非金属会将电子吸引到自己这边。它们与金属形成离子化合物；彼此之间则共享电子，形成构成生物学基础的共价分子。
构成生命，而不是传导电流的元素
非金属
氢、碳、氮、氧、磷、硫和硒。它们都是不良导体，固态时易碎，却绝对不可或缺：按质量计算，每种生物体中超过99%的部分仅由其中四种元素构成。
- 成员
- 7
- 族
- p区右上方，加上氢
- 电子构型
- 多样的
- 放射性
- 0
在元素周期表中突出显示
每个成员
7个非金属
1
H
氢
1.008 u
最简单的原子——一个质子、一个电子——约占宇宙中所有原子的90%。
6
C
碳
12.011 u
所有已知生命的骨架，也是元素周期表中成键能力最为多样的元素。
7
N
氮
14.007 u
你此刻正在呼吸的空气中有78%，由化学性质最强的键之一连接在一起。
8
O
氧
15.999 u
使铁生锈、燃料燃烧并维持你生命的元素——也是地壳中含量最丰富的元素。
15
P
磷
30.974 u
有人为寻找金子而煮沸尿液将其发现；磷会在黑暗中发光，并写入你DNA的每一条链。
16
S
硫
32.06 u
黄色、脆弱，负责产生火柴燃烧、腐烂鸡蛋和火山喷气孔的气味。
34
Se
硒
78.971 u
你的眼睛正常工作所需的元素，也是复印机得以存在的元素。
定义它们的特征
构成非金属的三件事
没有金属键，就没有金属性质
没有离域电子海，就没有传导热量或电流的载体，也没有让原子彼此滑过的机制。因此，非金属具有绝缘性、脆性，并且通常呈气态。
多重键与同素异形体
较小的非金属原子会形成强双键和三键——这就是N₂反应性极低、而CO₂是气态且SiO₂是岩石的原因。许多元素有多种结构形态：碳可以是金刚石、石墨和石墨烯；磷可以是白磷、红磷和黑磷。
周期性趋势
它们在家族中的变化方式
电负性和电离能向表格右上方升高，在氟和氧处达到峰值。熔点差异极大，因为决定熔点的是结构，而不仅仅是成键强度：碳在高于3,800 K时升华，而氮在77 K时沸腾。
现实世界中的应用
它们的用途
氢
合成氨、石油精炼、火箭燃料，以及日益发展的储能领域。
碳
钢材、塑料、燃料、纤维，以及世间存在的每一种有机分子。作为金刚石时，它能切割；作为石墨时，它能润滑。
氮
通过Haber–Bosch工艺生产肥料，该工艺养活了全世界约一半人口。液氮是最常用的低温制冷剂。
氧
炼钢、医药、水处理和呼吸作用。按质量计，它是地壳和人体中含量最丰富的元素。
磷
肥料、洗涤剂、火柴——以及DNA和ATP的骨架，ATP是为每个细胞提供能量的分子。
硫
硫酸——世界上产量最高的工业化学品——以及硫化橡胶和杀菌剂。
处理
安全
差异极大。在适当比例下，氧气和氮气可以安全呼吸；比例不当则会带来危险——纯氧会使火灾变得无法控制，纯氮气则会在没有预警的情况下造成窒息。白磷在空气中会自燃并造成深度灼伤。硫化氢的毒性与氰化物一样强，并且会在危险浓度下使嗅觉失灵。
值得了解
- 氮占空气的78%，但几乎没有什么生物能直接利用它：断裂N≡N三键所消耗的能量相当于全球能源产量的1–2%。
- 氧是地壳中含量最丰富的元素——按质量计接近一半，几乎全部锁定在硅酸盐岩石中。
- 磷于1669年被发现，当时人们为了寻找金而将尿液煮沸浓缩。它会在黑暗中发光，名称源自希腊语“光之使者”。
常见问题
关于非金属
非金属与卤素或稀有气体有什么区别？
卤素和稀有气体都是非金属——只是这两个家族足够独特，所以被单独命名。剩下的被称为“其他非金属”或“活泼非金属”：氢、碳、氮、氧、磷、硫和硒。
为什么非金属不导电？
导电需要电子能够在材料中自由移动。在金属中，外层电子离域于整个晶格。在非金属中，它们被锁定在特定的共价键或孤对电子中。石墨是著名的例外：它的层状结构使每个碳原子有一个电子离域于所在层，因此石墨可沿层导电。
哪些非金属是生命所必需的？
六种元素构成你身体的约99%：氧、碳、氢、氮、钙和磷——其中四种是非金属。硫和硒所需的量较少，硫存在于两种氨基酸中，硒存在于清除氧化损伤的酶中。