In de eerste plaats is het een middelbare-school-rommel die alleen bewaard is gebleven bij gebrek aan zin om basiscursussen te herzien.
Kunnen metalen elektronen winnen? Zeker, JA. Natrium heeft verschillende verbindingen met negatieve oxidatietoestand, veel overgangsmetalen hebben een uitgebreide chemie waarbij het metaal in formele negatieve oxidatietoestand is, enzovoort.
Kan niet-metaal elektronen verliezen? Zeker, want in niet-metaal-niet-metaalverbindingen is het onvermijdelijk.
Dus, waar gaat het eigenlijk om? Wat is het verschil tussen metalen en niet-metalen?
Voordat we verder gaan, moeten we nog eens kijken naar de definitie van wat metaal is.
Metallische vaste stof (soms afgekort als metaal) is een vaste stof met metallisch geleidingsvermogen. Het ontstaat door het hebben van ononderbroken halfgevulde banen waardoor elektronen vrij kunnen bewegen. Metallische vaste stof kan perfect een verbinding zijn (bijvoorbeeld $ Bovendien ondergaan vele niet-metalen onder zware druk de overgang naar de metallische fase.
Hoewel, als we vanuit chemisch oogpunt spreken, is metaal een element. Maar wat voor soort element? Het probleem is, dat de definitie van metaal in de scheikunde een geschiedenis heeft, en dat de term werd ingevoerd lang voordat veel van de tegenwoordig bekende metalen werden ontdekt. Als zodanig werden alleen gewone metalen beschouwd en waren er geen exotische verbindingen bekend, en zeker voordat extreem hoge druk beschikbaar kwam.
Dientengevolge werd een metaal gekarakteriseerd door zijn vermogen om elektronen te verliezen (maar veel elementen zijn hiertoe in staat) en het hebben van metallisch geleidingsvermogen wanneer het in de vorm van een eenvoudige verbinding is. De grensgevallen werden ofwel terzijde geschoven ofwel gerekend tot de “metalloïden” – een speciaal soort niet-metalen.
Zo heeft tin bij omgevingsdruk metallische en niet-metallische allotropen. Oups, is het een metaal of een niet-metaal ? Wel, wettelijk wordt het beschouwd als een metaal. Echter, antimoon, met vrijwel hetzelfde geval, wordt doorgaans als metalloïde beschouwd.
Er is echter een strikt verschil tussen tin en antimoon, in die zin dat tin in staat is normale zouten te vormen en een basisch oxide heeft, terwijl antimoon alleen licht zure oxiden heeft. De reden voor dit onderscheid bestaat dus wel degelijk. Anderzijds hebben sommige zware overgangsmetalen, zoals rhenium en wolfraam, geen echte basische oxiden.
Dus zou het het beste zijn om metalen te definiëren door ze op te sommen. Het is echter gemakkelijker niet-metalen op te sommen: algemeen erkende niet-metalen zijn borium, silicium, arseen, tellurium, jodium, alles rechts en hoger van die elementen en waterstof. Eventueel kunnen germanium en antimoon worden opgenomen. (Polonium, astatine en enkele andere zijn twijfelgevallen, aangezien hun chemie vrijwel onontgonnen is dankzij hun hoge radioactiviteit. Maar om die reden kunnen ze veilig genegeerd worden)
De genoemde elementen hebben een aantal dingen gemeen: ze hebben een relatief hoge elektronegativiteit, vormen covalent gebonden of moleculaire vaste stoffen, vormen zure oxiden (als ze al gevormd worden) en vormen geen eenvoudige kationen die stabiel zijn in water. Dit alles is het gevolg van hun relatief hoog aantal elektronen in de valentieschil en de nauwe binding van deze elektronen.
In geen geval moet je aannemen dat natrium, bijvoorbeeld, staat te popelen om een elektron te verliezen. Nope, dit proces resulteert in energieverbruik. Alleen latere stabilisatie door elektronenaffiniteit van zijn partners en ionische verpakking resulteert in netto energiewinst. Aan de andere kant resulteert de toevoeging van een elektron aan een atoom vaak in een geringe energie-afgifte.
TL; DR. De niet-metalen hebben typisch compacte elektronenschillen die strak aan hun kern worden gebonden en als zodanig zijn ongerust om hen te verliezen.