# Неметаллы: кислород, водород, галогены, сера, азот, углерод

> Хлорка в бассейне, азот в воздухе и водородное топливо: разбираем свойства главных неметаллов — кислорода, водорода, галогенов, серы, азота и углерода.

**Химия, 9 класс.** Урок бесплатного онлайн-самоучителя «ШкольныйГид». Обновлено: 2026-09-27.

Страница урока: https://shkolniygid.ru/himiya/9-klass/nemetally/

Бассейн без ухода зеленеет за пару дней. Добавили хлорку — вода прозрачна и не пахнет болотом: соединения хлора ломают оболочки бактерий быстрее, чем те успевают размножиться. Сам хлор при этом — ядовитый жёлто-зелёный газ, в 2,5 раза тяжелее воздуха. Неметаллы вообще любят контрасты: многие из них пахнут, ядовиты или взрывоопасны, но без них не было бы ни дыхания, ни воды.


### Общее у неметаллов


Неметаллов в таблице Менделеева всего 22, но именно они составляют основу всего живого. Они не блестят (исключения — йод и графит), не проводят ток и в реакциях принимают электроны, а не отдают. Многие молекулы двухатомные: $H_2$, $O_2$, $N_2$, $Cl_2$. Воздух — почти вся неметаллическая география: 78% азота и 21% кислорода. Азот ленив из-за тройной связи $N \equiv N$: на её разрыв уходит уйма энергии, поэтому атмосфера стабильна.


| Признак | Металлы | Неметаллы |
| --- | --- | --- |
| Внешние электроны | мало, 1–3: отдают | много, 4–8: принимают |
| Блеск | характерен всем | обычно нет (исключения: йод, графит) |
| Электропроводность | высокая | низкая (исключение — графит) |
| В соединениях | становятся катионами | часто принимают электроны |
| Где в таблице | слева и внизу | справа и вверху |


### Горение и характерные реакции


Кислород сам не горит — он окислитель, усиливает чужое горение. Водород горит в кислороде: $2H_2 + O_2 = 2H_2O$, и единственный продукт — вода, поэтому водород зовут топливом будущего. Сера сгорает голубоватым пламенем в ядовитый $SO_2$ с резким запахом. Хлор с водородом на свету взрывается, образуя хлороводород $HCl$: в воде это уже соляная кислота.


> **Ловушка.** Классическая путаница: «кислород горит». Не горит — он **поддерживает горение**. Тлеющая лучинка в кислороде вспыхивает ярко, но сам газ не пламенеет. Водород — наоборот: горит сам, чужое горение не поддерживает. Отсюда две разные пробы на газы — не перепутай их на лабораторной.


> **Совет.** Тлеющая лучинка — проба на кислород (вспыхнет). Спичка к пробирке с водородом — глухой хлопок. Обе пробы регулярно спрашивают на практиках.


*[Интерактив: Неметаллы на карте — доступен на странице урока]*


*[Интерактив: Верю — не верю — доступен на странице урока]*


Ты накачал шины на шиномонтаже азотом — сервис обещает стабильное давление. Молекула $N_2$ с тройной связью настолько ленива, что при нагреве колеса почти не меняет объём и не окисляет резину изнутри. Ленивый газ оказался коммерчески полезным: физика молекул работает в твоих колёсах.


$$\varphi(O_2) = \frac{V(O_2)}{V(\text{air})} \cdot 100\% = 21\%$$

*Объёмная доля кислорода в воздухе*


Неметаллы обычно не блестят и не проводят ток, но графит блестит, проводит ток и идёт в стержни карандашей и электроды. Бром при комнатной температуре — тяжёлая бурая жидкость, единственная среди неметаллов, а иод при нагревании превращается в фиолетовый пар, минуя жидкость. Держи пару исключений в голове — и вопрос «все ли неметаллы тусклые» тебя не поймает.


### Кислород: открытие, изменившее химию


Кислород открыли дважды: швед Шееле получил его из селитры и ещё десятка веществ в 1772 году, но публикация задержалась, а англичанин Пристли описал газ в 1774-м — он нагревал оксид ртути и собирал то, в чём свеча горела крупным и ярким пламенем. Название придумал Лавуазье: «рождающий кислоту» — он был уверен, что кислород сидит в каждой кислоте, и ошибался: у соляной кислоты кислорода нет. Зато его весы и строгий счёт масс превратили химию из коллекции рецептов в науку.


Кислород — чемпион земной коры: почти половина её массы приходится на него, он сидит и в силикатах, и в воде, и в рудах. А в атмосфере его лишь пятая часть по объёму: планета балансирует между горением и фотосинтезом — сколько кислорода сожгли костры и топливо, примерно столько же вернули зелёные листья.


### Водород: топливо, которое возвращается водой


При горении водорода из продуктов остаётся только вода: $2H_2 + O_2 = 2H_2O$. Ни дыма, ни углекислого газа — отсюда слава топлива будущего. Были и горькие уроки: в 1937 году дирижабль «Гинденбург», наполненный водородом, сгорел за полминуты — смесь водорода с воздухом вспыхивает от искры. Сегодня загвоздка не в горении, а в хранении: самый лёгкий газ норовит просочиться сквозь стенки баллона. Зато водородные грузовики уже возят товар по дорогам Европы, и единственный их выхлоп — капли воды: такой транспорт не боится мороза и не пахнет.


Азот с водородом умеет и сотрудничать: при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора они соединяются в аммиак — вещество, из которого делают удобрения. Реакция эта кормит планету почти так же честно, как фотосинтез: почти весь азот в удобрениях когда-то был воздухом.


### Галогены: семья с крутым нравом


Фтор, хлор, бром и иод — одна семья, и нрав у неё крутой. Фтор — самый агрессивный неметалл: при определённых условиях он разъедает даже стекло. Хлор при комнатной температуре — жёлто-зелёный газ, бром — тяжёлая бурая жидкость, которая испаряется прямо из открытой склянки, а иод — тёмные кристаллы с металлическим блеском, которые при нагревании уходят фиолетовым паром, не успев расплавиться. Иод знаком каждому по аптечной настойке, а в природе его больше всего накапливают бурые водоросли — отсюда и морской запах.


С водородом хлор ведёт себя как в дешёвой пьесе: в темноте реагирует неспешно, а на ярком свету смесь взрывается. Хлороводород из этой вспышки в воде растворяется и становится соляной кислотой. С металлами хлор не церемонится вовсе: раскалённое железо горит в хлоре без всякого кислорода, покрываясь хлоридом железа. Активность в семье падает вниз: фтор вытесняет хлор из его солей, хлор — бром, бром — иод. Принцип тот же, что у металлов, только зеркальный: сильнейший окислитель здесь вверху, а не внизу.


Иод — не только настойка: без него щитовидная железа не строит свои гормоны, поэтому в поваренную соль добавляют йодид калия. А самый агрессивный из семьи, фтор, трудится в зубной пасте: он укрепляет эмаль и защищает зубы от дырок. Так самые злые неметаллы оказываются тихими тружениками на кухне и в ванной.


### Сера, азот и углерод: три соло


Сера кормит химическую промышленность: из неё получают серную кислоту, по выпуску которой судят о мощности целой отрасли. Тот же диоксид серы, что вылетает из заводских труб, в атмосфере превращается в кислоты — так начинаются кислотные дожди. Обычный дождь и так слегка кислый из-за растворённого углекислого газа, примерно 5,6 по шкале pH, а серные выбросы роняют это значение до губительного для лесов и рек. Углерод играет в две роли: графит мягкий и проводит ток, алмаз твёрже всех минералов — один и тот же элемент, но два разных каркаса кристаллической решётки. Азот держит атмосферу за счёт тройной связи, а в жидком виде, при минус 196 °C, работает заморозкой: в нём хранят клетки, семена и образцы тканей. Летучие соединения серы узнают по запаху тухлых яиц — это сероводород, близкий родственник диоксида.


### Разбор типовой задачи


Задача на объёмы газов: при электролизе воды собрали 8 л кислорода. Сколько водорода выделилось за то же время?


**Электролиз воды по объёмам**

1. Записываем уравнение и проверяем коэффициенты. — $$2H_2O \to 2H_2 + O_2$$
2. Смотрим на коэффициенты: водорода по уравнению ровно вдвое больше, чем кислорода. — $$V(H_2) = 2 \cdot V(O_2)$$
3. Кислорода собрано 8 л — значит, водорода ушло вдвое больше. — $$V(H_2) = 16$$
4. Проверяем по составу воды: два атома водорода на один атом кислорода, и отношение объёмов то же самое. — $$2 : 1$$
5. Всего газов получилось 24 л, и их пропорция снова подсказывает формулу воды. — $$16 + 8 = 24$$


### Словарь урока


**Окислитель** — вещество, принимающее чужие электроны; кислород — самый известный окислитель
**Аллотропия** — существование одного элемента в виде разных простых веществ: кислород и озон, графит и алмаз
**Галогены** — фтор, хлор, бром, иод — самые активные неметаллы, все дают соли с металлами
**Инертный газ** — гелий, неон, аргон: молекулы одноатомные, почти ни с чем не соединяются
**Тлеющая лучинка** — классическая проба на кислород: в чистом газе вспыхивает ярко
**Диоксид серы** — ядовитый газ с резким запахом; в атмосфере из него рождаются кислотные дожди


### Как это спрашивают на контрольной


Неметаллы проверяют в основном пробами и свойствами, и формулировки здесь очень устойчивые.


- Дана пробирка с газом — описать, какой реактив узнает кислород, а какой водород.
- Дан список веществ — назвать аллотропные видоизменения одного элемента.
- Дано уравнение горения — определить, кто окислитель, хотя бы словами.
- Дана ситуация вроде зелёного бассейна — объяснить роль соединений хлора.
- Дан вопрос про азот в шинах — объяснить ответ через тройную связь.


Пробы учи парами: лучинка — кислород, спичка с глухим хлопком — водород. На вопрос «почему» отвечай строением: у озона и кислорода разные молекулы, у азота крепкая тройная связь, у графита и алмаза разные решётки. Строение объясняет свойства — это и есть самый сильный ответ на контрольной.


*[Интерактив: Молекулы неметаллов — доступен на странице урока]*


## Частые вопросы

### Почему хлорку в бассейне безопасно использовать, если хлор ядовит?

В воду добавляют не сам газ, а соединения хлора — гипохлориты, и в малых дозах. Они убивают микробы, а концентрация свободного хлора держится в пределах нормы.


### Чем кислород отличается от озона?

Оба — простые вещества одного элемента, но молекула кислорода двухатомная ($O_2$), а озона — трёхатомная ($O_3$). Озон пахнет резче и окисляет сильнее.


### Почему азот такой инертный?

В молекуле $N_2$ атомы держит тройная связь — на её разрыв нужно много энергии. Поэтому в обычных условиях азот почти ни с чем не реагирует.


### Как отличить кислород от водорода опытным путём?

Тлеющая лучинка в кислороде ярко вспыхивает, а к пробирке с водородом подносят горящую спичку — слышен глухой хлопок. Обе пробы безопасны, пока газа в пробирке немного.


## Проверь себя (вопросы и ответы)

#### Вопрос 1: Какой газ поддерживает горение, но сам не горит?
- ☐ водород
- ✅ кислород
- ☐ азот
- ☐ хлор

*Пояснение: Кислород — окислитель. Водород горит сам, азот почти инертен.*


#### Вопрос 2: Какой газ занимает 78% атмосферы? Напиши название одним словом.
**Ответ:** азот

*Пояснение: Азот $N_2$ — 78% воздуха, кислород — 21%.*


#### Вопрос 3: Молекулы каких газов двухатомные?
- ✅ $H_2$
- ✅ $N_2$
- ☐ $O_3$
- ✅ $Cl_2$

*Пояснение: Озон $O_3$ — трёхатомная форма кислорода, остальные пары.*


#### Вопрос 4: Тлеющая лучинка вспыхивает в кислороде.
- ✅ Правда
- ☐ Неправда

*Пояснение: Высокая концентрация кислорода резко усиливает горение.*


#### Вопрос 5: Хлор тяжелее или легче воздуха?
- ✅ тяжелее примерно в 2,5 раза
- ☐ легче примерно в 2,5 раза
- ☐ плотности почти равны
- ☐ тяжелее в 25 раз

*Пояснение: Молярная масса хлора 71 г/моль против 29 г/моль у воздуха — примерно в 2,5 раза тяжелее.*


#### Вопрос 6: Какой оксид образуется при горении серы? Напиши формулу.
**Ответ:** SO2

*Пояснение: Сера горит в $SO_2$ — газ с резким запахом.*


#### Вопрос 7: Металл или неметалл? Распредели.
- **Неметалл:** кислород, сера
- **Металл:** магний, алюминий

*Пояснение: Кислород и сера — типичные неметаллы, магний и алюминий — металлы: блестят, проводят ток, отдают электроны.*


#### Вопрос 8: Вставь пропущенное.
Воздух на 78% состоит из азота и на 21% из **кислорода**

*Пояснение: После азота самый весомый компонент атмосферы — кислород O2, около 21% по объёму.*


## Тренажёр

На [странице тренажёра](https://shkolniygid.ru/himiya/9-klass/nemetally/trenazher/) — 5 типов задач с бесконечными вариантами чисел, проверкой ответа и разбором каждого шага.