第二节　非氮吹仪金属元素的分类、分布及其单质的制备２０９ 清除有害杂质的作用，在冶金工业中有重要的用途。微量稀土金属可大大改善 甚至根本改变合金的性质，被称为冶金工业的维生素，是重要的合金成分。 　　（１５）在玻璃、陶瓷工业中，稀土元素常作为添加剂。玻璃中引入稀土元素 后可改善其性能，制成多种新型玻璃（彩色玻璃、光学玻璃、吸光玻璃及激光玻 璃等），广泛应用于光学仪器、电子工业、电机以及原子能工业，在陶瓷中添加稀 土氧化物可改进陶瓷的烧结性、致密度、显微结构和相组成，以满足在不同场合 下使用的陶瓷材料的质量要求和性能要求。 　　此外，由于具有独特的电子结构、光学、磁学等性质，稀土金属还广泛应用于 制造磁性材料、发光材料和原子能材料等方面。 第二节　非金属元素的分类、分布及其单质的制备 一、非金属元素在周期表中的位置和非金属的分类 　　（１）已经发现的非金属元素有１６种，除氢外，都位于周期表的右上方（参见 图５１）。 ２１～５ 　　除氢外，非金属元素的价电子层结构为ｎｓｎｐ，通常它们倾向获得电子而 呈负氧化态。但是在一定条件下它们也可以部分或全部发生价电子的偏移，而 呈正氧化态，因此非金属元素一般都有两种或多种的氧化值。 　　（２）非金属元素单质按其结构和性质大致可分为三类： 　　①小分子物质　如Ｘ（卤素）、Ｏ、Ｎ、Ｈ

等。通常状况下它们大多是气 ２２２２ 体，Ｂｒ是液体，Ｉ是固体。处于固态时，这些小分子非金属单质都是以分子晶 ２２ 体存在。故熔点和沸点都很低，易挥发。 　　②多原子分子物质　如Ｓ、Ｐ４、Ａｓ４ 等。通常情况下它们都是固体，为分子 ８ 晶体。熔点、沸点都不高，但比上述①类要高。较易挥发。 　　③大分子物质　如金刚石、晶体硅和硼等。这类物质都以原子晶体存在， 故熔点、沸点都很高，不易挥发。 二、非金属在自然界中的分布 　　在自然界中，非金属元素大都以化合物形式存在。只有氧、氮、硫、碳等少数 非金属元素，可以单质存在于自然界中。 　　卤素是活泼的非金属元素，在自然界中几乎都是以化合物（特别是以卤化 物）的形式存在。 　　氧虽然也是很活泼的非金属元素，但在自然界可以氧气和臭氧两种单质的 形式存在。在地壳和动植物体中，氧大部分以化合物的形式（如水、氧化物、含 ２１０第五章　单质及无机化合物　 氧酸盐、含氧有机物等）存在。硫主要以化合物存在，但在火山地区也可以单质 形式存在，甚至形成硫矿。 　　氮可以稳定单质Ｎ存在于空气中，同时也能以各种化合物（特别是氮的含 ２ 氧酸

盐）存在于岩层矿物中，氮元素还是多种有机化合物的组分元素，在一切生 命体中都含有氮的化合物。磷在自然界中主要以磷酸盐形式存在，而砷主要以 硫化物的形式存在于自然界中。 　　碳的单质有金刚石、石墨、无定型碳和碳原子簇（即富勒烯或球烯，如Ｃ、 ６０ Ｃ等）四种同素异形体。在自然界中，碳除以单质形式存在外，主要以碳酸盐的 ７０ 形式存在。此外碳和氢、氧组成的有机化合物，广泛存在于煤、石油、天然气等矿 藏和一切生物体中。 　　硅和硼则主要以它们的氧化物、含氧酸盐的形式存在于自然界中。 三、非金属单质的制备 　　对于以负氧化态形式存在的非金属，可采用氧化法制取单质。而对于以正 氧化态形式存在的非金属，则应采用还原法制备单质。此外也还可采用电解的 方法或热分解法来制备单质。举例说明如下： 　　（１）氧化法　如从黄铁矿中提取硫： ３ＦｅＳ（ｓ）＋１２Ｃ（ｓ）＋８Ｏ（ｇ）