Теория:

Выбор способа получения вещества зависит от того, в каком виде встречается в природе химический элемент, который образует данное вещество. Это в полной мере относится и к выбору способа получения неметаллических простых веществ.
 
Некоторые неметаллы встречаются в природе в свободном виде. Такие неметаллы, как кислород \(O_2\), азот \(N_2\), инертные газы — \(He\) и др., серу \(S\), алмаз \(C\) и графит \(C\), можно выделить из смесей или очистить от примесей, используя физические методы.
 
Химически активные неметаллы встречаются в природе только в виде соединений. В первую очередь это относится к галогенам: фтору, хлору, брому и иоду.
 
флюорит. 2.pngгалит.jpg
 
Минералы, образованные галогенами, — флюорит \(CaF_2\) (слева) и галит \(NaCl\).
 
Химически менее активные неметаллы в природе встречаются как в самородном виде, так и составе химических соединений.
Например, серу можно найти как в самородном состоянии, так и в виде соединений — сульфидов и сульфатов.
 
самородная сера2.pngпирит_3.pngгипс3.png
 
Распространение серы природе. Слева направо: самородная сера \(S\), пирит \(FeS_2\) и гипс CaSO42H2O.
  
Из химических соединений неметаллические простые вещества получают химическими методами в ходе различных химических превращений.
Физические методы получения неметаллов
В качестве сырья для получения ряда неметаллов в промышленности используют воздух.
 
Сначала при пониженной температуре и повышенном давлении воздух сжижают. Затем, используя перегонку (дистилляцию), из жидкого воздуха получают азот N2, кислород O2  и аргон Ar. В ходе перегонки первым испаряется азот (при температуре \(-196 °C\)), потом — аргон (при \(-186 °C\)) и последним — кислород (при температуре \(-183 °C\)).
 
Razdelenie_vozduha.jpeg
 
Промышленная установка для разделения воздуха методом перегонки.
 
Аналогично от нелетучих примесей отделяют встречающуюся в природе самородную серу. Для этого руду нагревают выше \(+450 °C\) и пары кипящей серы \(S\) конденсируют.
Химические методы получения неметаллов
Химические методы получения неметаллов связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых неметаллические химические элементы могут как повышать, так и понижать степень окисления.
 
Напримерхлор \(Cl_2\) в промышленности получают путём электролиза раствора хлорида натрия \(NaCl\). При пропускании постоянного электрического тока через раствор этого вещества, протекает химическая реакция:
 
2NaCl1+2H2Oэл. ток2NaOH+H2+Cl02
 
Для того, чтобы получить кремний \(Si\), в промышленности в электрических печах прокаливают смесь песка  \(SiO_2\) с коксом \(C\). При этом протекает химическая реакция:
 
Si+4O2+2Ct°CSi0+2CO
 
Лабораторные способы получения неметаллов также связаны с проведением окислительно-восстановительных реакций. Чаще всего это либо реакции разложения, либо реакции замещения.
 
Например, кислород \(O_2\) в лабораторных условиях можно получить путём разложения пероксида водорода\(H_2O_2\). Протекает реакция разложения:
 
2H2O21катализатор2H2O+O20
 
Водород \(H_2\) в лаборатории можно получить, используя цинк \(Zn\) и соляную кислоту \(HCl\). Протекает реакция замещения:
 
Zn+2H+1ClZnCl2+H02
  
Применение неметаллов
Поскольку свойства неметаллов чрезвычайно разнообразны, эти вещества находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.
 
Таблица. Применение неметаллов.
 
Область применения
Примеры
Промышленность
Такие неметаллы, как сера \(S\), азот \(N_2\), фосфор \(P\) и хлор\(Cl_2\) используются в качестве сырья для получения кислот и другой продукции.
Сера \(S\) используется в качестве сырья в производстве резин.
Сажа \(C\) служит пигментом в производстве лаков и красок, а также пигментом и наполнителем в производстве пластмасс и резин.
ТранспортВодород \(H_2\) используется в качестве топлива. Важно, что продукт сгорания этого топлива не загрязняет среду.
Сельское хозяйствоСера\(S\) используется как эффективное средство борьбы с вредителями и болезнями растений.
Медицина
Кислород \(O_2\) применяют в тех случаях, когда у больного затруднено дыхание.
Активированный уголь \(C\) есть почти в каждой домашней аптечке. Точно так же, как иодная тинктура — спиртовой раствор иода \(I_2\).
Мази, в состав которых входит сера \(S\), используются при лечении кожных заболеваний.
Жидкий азот \(N_2\) используют не только для хранения биологического материала, но и в косметической медицине.
Подготовка водыДля дезинфекции воды используют хлор \(Cl_2\) и озон \(O_3\).
Получение высоких температурВ металлургии и металлообработке для того, чтобы, сжигая горючее вещество, создать среду с высокой температурой, испольуют кислород \(O_2\).
ПиротехникаВ производстве спичек и другой пиротехнической продукции используют серу\(S\), фосфор \(P\) и уголь \(C\).
Пищевая промышленностьДля продления срока годности пищевых продуктов и для создания инертной атмосферы в упаковку закачивается азот \(N_2\).