Először is, ez egy középiskolai baromság, amit csak azért tartottak meg, mert nem volt kedvük felújítani az alaptantárgyakat.
A fémek elektronokat nyerhetnek? Természetesen IGEN. A nátriumnak számos negatív oxidációs állapotú vegyülete van, sok átmeneti fémnek kiterjedt kémiája van, ahol a fém formálisan negatív oxidációs állapotban van és így tovább.
Veszíthet-e nem fém elektronokat? Természetesen, hiszen a nemfém-nemfém vegyületekben ez elkerülhetetlen.
Szóval, miről is van szó valójában? Mi a különbség a fémek és a nemfémek között?
Mielőtt folytatnánk, újra át kell tekintenünk annak definícióját, hogy mi a fém.
A fémes szilárd anyag (néha rövidítve fém) olyan szilárd anyag, amely fémes vezetőképességgel rendelkezik. Ez abból adódik, hogy folyamatos félig kitöltött pályákkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik az elektronok szabad mozgását. A fémes szilárd tökéletesen lehet vegyület (mondjuk $\ce{Ag2F}$). Továbbá, sok nemfém nagy nyomás alatt átmegy fémes fázisba.
Ha azonban kémiai szempontból beszélünk, a fém egy elem. De milyen elem? A probléma az, hogy a fém definíciójának a kémiában története van, és a fogalmat jóval azelőtt vezették be, hogy a ma ismert fémek közül sokat felfedeztek volna. Mint ilyen, csak a közönséges fémeket vették figyelembe, és nem ismertek egzotikus vegyületeket, és természetesen még azelőtt, hogy a rendkívül nagy nyomások elérhetővé váltak volna.
Következésképpen a fémet az jellemezte, hogy képes elektronokat veszíteni (de sok elem képes erre), és egyszerű vegyület formájában fémes vezetőképességgel rendelkezik. A határeseteket vagy elvetették, vagy “metalloidoknak” – a nem-fémek egy speciális fajtájának – számítottak.
Az ónnak például környezeti nyomáson vannak fémes és nemfémes allotrópjai. Oups, ez fém vagy nem fém ? Nos, jogilag fémnek számít. Viszont az antimon, nagyjából ugyanezzel az esettel, tipikusan metalloidnak számít.
Az ón és az antimon között azonban van egy szigorú különbség abban, hogy az ón képes normál sók képzésére és van bázikus oxidja, míg az antimon csak enyhén savas oxidokkal rendelkezik. Az ok a megkülönböztetésre NEM létezik. Másrészt néhány nehéz átmeneti fémnek, például a réniumnak és a volfrámnak nincsenek valódi bázikus oxidjai.
A fémeket tehát legjobb lenne felsorolással definiálni. Könnyebb azonban a nemfémeket felsorolni: az általánosan elismert nemfémek a bór, a szilícium, az arzén, a tellúr, a jód, minden, ami jobbra és feljebb van ezektől az elemektől és a hidrogén. Opcionálisan a germánium és az antimon is szerepelhet. (A polónium, az asztatin és néhány más kérdéses eset, mivel nagyfokú radioaktivitásuknak köszönhetően kémiájuk gyakorlatilag feltáratlan. De emiatt nyugodtan figyelmen kívül lehet hagyni őket)
A felsorolt elemekben van néhány közös vonás: viszonylag nagy elektronegativitással rendelkeznek, kovalens kötésű vagy molekuláris szilárd testeket alkotnak, savas oxidokat képeznek (ha egyáltalán képződnek), és nem alkotnak egyszerű, vízben stabil kationokat. Mindez abból adódik, hogy viszonylag nagy számú elektronjuk van a valenciahéjban, és az említett elektronok szorosan kötődnek.
Semmiképpen sem szabad azt feltételezni, hogy például a nátrium szívesen veszít el egy elektront. Nem, ez a folyamat energiafelhasználással jár. Csak a partnerek elektronaffinitása és az ioncsomagolás általi utólagos stabilizálása eredményez nettó energianyereséget. Másrészt az elektron hozzáadása egy atomhoz gyakran csekély energiafelszabadulást eredményez.
TL; DR. A nemfémek jellemzően kompakt elektronhéjakkal rendelkeznek, amelyek szorosan kötődnek az atommagjukhoz, és mint ilyenek, nem szívesen veszítik el azokat.