زیر گروه VIIA. هالوژن ها
فلوئور، کلر، برم، ید، ASTATE
هالوژن ها و به ویژه فلوئور، کلر و برم، هم در حالت آزاد و هم به صورت ترکیبات آلی و معدنی مختلف برای صنعت و آزمایشگاه از اهمیت بالایی برخوردارند. فلوئور گازی زرد کم رنگ و بسیار واکنش پذیر است که باعث تحریک تنفسی و خوردگی مواد می شود. کلر همچنین یک گاز سوزاننده و شیمیایی تهاجمی با رنگ زرد مایل به سبز تیره است و واکنش کمتری نسبت به فلوئور دارد. در غلظت های کم برای ضدعفونی آب (کلرزنی) به طور گسترده استفاده می شود و در غلظت های بالا سمی است و باعث تحریک شدید مجاری تنفسی می شود (گاز کلر به عنوان یک سلاح شیمیایی در جنگ جهانی اول استفاده می شد). برم در شرایط عادی مایعی به رنگ قرمز-قهوه ای سنگین است، اما به راحتی تبخیر می شود و تبدیل به یک گاز خورنده می شود. ید یک جامد بنفش تیره است که به راحتی تصعید می شود. استاتین یک عنصر رادیواکتیو است، تنها هالوژنی که ایزوتوپ پایدار ندارد.
در خانواده این عناصر، در مقایسه با سایر زیرگروه‌های A، ویژگی‌های غیرفلزی بارزتر است. حتی ید سنگین نیز یک غیرفلز معمولی است. اولین عضو خانواده، فلوئور، خاصیت «سوپرفلزی» را از خود نشان می دهد. همه هالوژن ها پذیرنده الکترون هستند و تمایل زیادی به تکمیل یک هشت الکترون با پذیرش یک الکترون دارند. واکنش پذیری هالوژن ها با افزایش عدد اتمی کاهش می یابد و به طور کلی خواص هالوژن ها بر اساس موقعیت آنها در جدول تناوبی متفاوت است. در جدول شکل 8a برخی از خواص فیزیکی را نشان می دهد که درک تفاوت ها و الگوهای تغییرات خواص در سری هالوژن ها را ممکن می سازد. فلوئور از بسیاری جهات خواص غیرعادی از خود نشان می دهد. به عنوان مثال، ثابت شده است که میل ترکیبی الکترونی فلوئور به اندازه کلر نیست و این ویژگی باید نشان دهنده توانایی پذیرش یک الکترون باشد. برای فعالیت شیمیایی فلوئور به دلیل شعاع بسیار کوچک و نزدیکی لایه ظرفیتی به هسته، باید بیشترین میل الکترونی را داشته باشد. این اختلاف حداقل تا حدی با انرژی اتصال غیرمعمول کم FF در مقایسه با ClCl توضیح داده شده است (به آنتالپی تفکیک در جدول 8a مراجعه کنید). برای فلوئور 159 کیلوژول بر مول و برای کلر 243 کیلوژول بر مول است. به دلیل کوچک بودن شعاع کووالانسی فلوئور، مجاورت جفت الکترون های تنها در ساختار: F: F: سهولت شکست این پیوند را تعیین می کند. در واقع، فلوئور به دلیل سهولت تشکیل فلوئور اتمی، از نظر شیمیایی فعال تر از کلر است. مقدار انرژی هیدراتاسیون (جدول 8a را ببینید) واکنش پذیری بالای یون فلوراید را نشان می دهد: یون F با اثر انرژی بیشتری نسبت به سایر هالوژن ها هیدراته می شود. شعاع کوچک و به تبع آن چگالی بار بالاتر انرژی هیدراتاسیون بالاتر را توضیح می دهد. بسیاری از خواص غیرمعمول یون های فلوئور و فلوراید زمانی مشخص می شود که اندازه و بار یون در نظر گرفته شود.
رسید.اهمیت صنعتی زیاد هالوژن ها الزامات خاصی را در مورد روش های تولید آنها ایجاد می کند. با توجه به تنوع و پیچیدگی روش های تولید، مصرف و هزینه برق، مواد اولیه و مورد نیاز محصولات جانبی قابل توجه است.
فلوئور.به دلیل تهاجمی شیمیایی یون های فلوراید و کلرید، این عناصر به صورت الکترولیتی به دست می آیند. فلوئور از فلوریت به دست می آید: CaF2، هنگامی که با اسید سولفوریک درمان می شود، HF (اسید هیدروفلوریک) را تشکیل می دهد. KHF2 از HF و KF سنتز می شود که در یک الکترولیز با فضاهای آند و کاتد جداگانه، با یک کاتد فولادی و یک آند کربن، تحت اکسیداسیون الکترولیتی قرار می گیرد. فلوئور F2 در آند آزاد می شود و هیدروژن یک محصول جانبی در کاتد است که برای جلوگیری از انفجار باید از فلوئور جدا شود. برای سنتز ترکیبات مهمی مانند پلی فلوئوروکربن ها، ترکیبات آلی در الکترولایزر با فلوئور آزاد شده فلوئور می شوند، به طوری که جداسازی و تجمع فلوئور در ظروف جداگانه لازم نیست.
کلرتولید شده عمدتا از نمک نمک طعام در الکترولیزهای با فضای آند مجزا برای جلوگیری از واکنش کلر با سایر محصولات الکترولیز: NaOH و H2. بنابراین، الکترولیز سه محصول صنعتی مهم تولید می کند: کلر، هیدروژن و قلیایی. برای انجام این فرآیند، از اصلاحات مختلف الکترولایزرها استفاده می شود. کلر نیز به عنوان یک محصول جانبی در طی تولید الکترولیتی منیزیم از MgCl2 به دست می آید. بیشتر کلر برای سنتز HCl از طریق واکنش با گاز طبیعی استفاده می شود و HCl برای تولید MgCl2 از MgO مصرف می شود. کلر نیز در متالورژی سدیم از NaCl تشکیل می شود، اما روش الکترولیز از آب نمک ارزان تر است. آزمایشگاه های کشورهای صنعتی هزاران تن کلر را با استفاده از واکنش 4HCl + MnO2 = MnCl2 + 2H2O + Cl2 تولید می کنند.
برمبه دست آمده از چاه های آب نمک که حاوی یون های برمید بیشتری نسبت به آب دریا هستند، دومین منبع مهم برم. یون برومید در واکنش های مشابه راحت تر از یون های فلوراید و کلرید به برم تبدیل می شود. بنابراین، برای به دست آوردن برم، به طور خاص، از کلر به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می شود، زیرا فعالیت هالوژن ها در یک گروه از بالا به پایین کاهش می یابد و هر هالوژن قبلاً ایستاده، هالوژن بعدی را جابجا می کند. در تولید برم، آب نمک یا آب دریا با اسید سولفوریک از قبل اسیدی می شوند و سپس با توجه به واکنش با کلر تصفیه می شوند.
2Br+ Cl2 -> Br2 + 2Cl
برم با تبخیر یا پاکسازی از محلول جدا می شود و به دنبال آن بسته به کاربرد بعدی توسط معرف های مختلف جذب می شود. به عنوان مثال، هنگام واکنش با محلول گرم شده کربنات سدیم، NaBr کریستالی و NaBrO3 به دست می آید. هنگامی که مخلوط کریستال ها اسیدی می شود، برم بازسازی می شود و یک روش غیرمستقیم اما راحت برای جمع آوری (ذخیره) این مایع خورنده، بدبو و سمی ارائه می دهد. برم همچنین می تواند توسط محلول SO2 جذب شود که HBr تولید می کند. برم را می توان به راحتی با عبور کلر از این محلول جدا کرد (مثلاً برای واکنش برم با اتیلن C2H4 برای تولید دی برومواتیلن C2H4Br2 که به عنوان یک عامل ضد ضربه برای بنزین استفاده می شود). تولید جهانی برم بیش از 300000 تن در سال است.
یداز خاکستر جلبک دریایی به دست می آید، آن را با مخلوطی از MnO2 + H2SO4 درمان می کند و با تصعید خالص می شود. یدید به مقدار قابل توجهی در آب های حفاری زیرزمینی یافت می شود. ید از اکسیداسیون یون یدید (مثلاً یون نیتریت NO2 یا کلر) به دست می آید. ید همچنین می تواند به شکل AgI رسوب کند که از آن نقره با واکنش با آهن برای تشکیل FeI2 بازسازی می شود. ید از FeI2 با کلر جایگزین می شود. نمک شیلیایی که حاوی ترکیبی از NaIO3 است، برای تولید ید فرآوری می شود. یون یدید یکی از اجزای مهم غذای انسان است، زیرا برای تشکیل هورمون تیروکسین حاوی ید ضروری است که رشد و سایر عملکردهای بدن را کنترل می کند.
واکنش پذیری و ترکیباتهمه هالوژن‌ها مستقیماً با فلزات واکنش می‌دهند و نمک‌هایی تشکیل می‌دهند که خصوصیت یونی آن به هالوژن و فلز بستگی دارد. بنابراین، فلوریدهای فلزات، به ویژه فلزات زیر گروه های IA و IIA، ترکیبات یونی هستند. درجه یونیته پیوند با افزایش جرم اتمی هالوژن و کاهش واکنش فلز کاهش می یابد. هالیدها با نوع پیوند یونی در شبکه های کریستالی سه بعدی متبلور می شوند. به عنوان مثال، نمک طعام (نمک غذا) دارای یک شبکه مکعبی است. با افزایش کووالانسی پیوند، نسبت ساختارهای لایه ای افزایش می یابد (مانند CdCl2، CuCl2، CuBr2، PbCl2، PdCl2، FeCl2 و غیره). در حالت گازی، هالیدهای کووالانسی اغلب دایمرهایی تشکیل می دهند، به عنوان مثال Al2Cl6 (AlCl3 dimer). با غیر فلزات، هالوژن ها ترکیباتی را با پیوندهای تقریباً کووالانسی تشکیل می دهند، به عنوان مثال، هالیدهای کربن، فسفر و گوگرد (CCl4 و غیره). غیر فلزات و فلزات حداکثر حالت اکسیداسیون را در واکنش با فلوئور نشان می دهند، به عنوان مثال SF6، PF5، CuF3، CoF3. تلاش برای به دست آوردن یدیدهایی با ترکیب مشابه به دلیل شعاع اتمی زیاد ید (عامل فضایی) و به دلیل تمایل شدید عناصر در حالت های اکسیداسیون بالا به اکسید شدن I به I2 شکست می خورد. علاوه بر سنتز مستقیم، هالیدها را می توان با روش های دیگری نیز به دست آورد. اکسیدهای فلزی در حضور کربن با هالوژن ها واکنش می دهند و هالید تشکیل می دهند (برای مثال Cr2O3 به CrCl3 تبدیل می شود). بدست آوردن CrCl3 از CrCl3×6H2O با آبگیری امکان پذیر نیست، بلکه فقط کلرید بازی (یا هیدروکسوکلرید) ممکن است. هالیدها همچنین از تصفیه اکسیدها با بخارات HX به دست می آیند، به عنوان مثال:

یک عامل کلرزنی خوب CCl4 است، به عنوان مثال برای تبدیل BeO به BeCl2. SbF3 اغلب برای فلورایداسیون کلریدها استفاده می شود (به SO2ClF در بالا مراجعه کنید).
پلی هالیدهاهالوژن ها با بسیاری از هالیدهای فلزی واکنش می دهند و ترکیبات پلی هالید حاوی گونه های آنیونی بزرگ Xn1 را تشکیل می دهند. به عنوان مثال:

اولین واکنش یک روش مناسب برای تهیه محلول بسیار غلیظ I2 با افزودن ید به محلول غلیظ KI فراهم می کند. پلی یدیدها خواص I2 را حفظ می کنند. همچنین می توان پلی هالیدهای مخلوط را بدست آورد: RbI + Br2 -> RbIBr2 RbICl2 + Cl2 -> RbICl4
حلالیتهالوژن ها مقداری حلالیت در آب دارند، اما همانطور که انتظار می رود، به دلیل ماهیت کووالانسی پیوند XX و بار کوچک، حلالیت آنها کم است. فلوئور آنقدر فعال است که یک جفت الکترون را از اکسیژن آب می کشد و O2 آزاد آزاد می کند و OF2 و HF را تشکیل می دهد. کلر کمتر فعال است، اما با آب واکنش می دهد و مقداری HOCl و HCl تولید می کند. هیدرات های کلر (به عنوان مثال Cl2*8H2O) می توانند پس از سرد شدن از محلول آزاد شوند.
ید هنگامی که در حلال های مختلف حل می شود خواص غیرعادی از خود نشان می دهد. هنگامی که مقادیر کمی ید در آب، الکل ها، کتون ها و سایر حلال های حاوی اکسیژن حل می شود، یک محلول قهوه ای تشکیل می شود (محلول 1٪ I2 در الکل یک ضد عفونی کننده رایج پزشکی است). محلول ید در CCl4 یا سایر حلال های بدون اکسیژن دارای رنگ بنفش است. می توان فرض کرد که در چنین حلالی، مولکول های ید مشابه حالت خود در فاز گازی که رنگ یکسانی دارد، رفتار می کنند. در حلال های حاوی اکسیژن، جفت الکترون اکسیژن به اوربیتال های ظرفیت ید کشیده می شود.
اکسیدهاهالوژن ها اکسید تشکیل می دهند. هیچ الگوی سیستماتیک یا تناوب در خواص این اکسیدها مشاهده نمی شود. شباهت ها و تفاوت ها و همچنین روش های اصلی تولید اکسیدهای هالوژن در جدول ذکر شده است. 8b.
اکسواسید هالوژن هاهنگامی که اکسواسیدها تشکیل می شوند، ماهیت سیستماتیک هالوژن ها به وضوح آشکار می شود. هالوژن ها اسیدهای هالوژنه HOX، اسیدهای هالوژنه HOXO، اسیدهای هالوژنه HOXO2 و اسیدهای هالوژنه HOXO3 را تشکیل می دهند که X یک هالوژن است. اما فقط کلر اسیدهای تمام ترکیبات نشان داده شده را تشکیل می دهد و فلوئور به هیچ وجه اکسواسید تشکیل نمی دهد و برم HBrO4 را تشکیل نمی دهد. ترکیبات اسیدها و روشهای اصلی تهیه آنها در جدول ذکر شده است. قرن هشتم

تمام اسیدهای هالوژن ناپایدار هستند، اما HOClO3 خالص پایدارترین آنهاست (در غیاب هر گونه عامل کاهنده). همه اکسواسیدها عوامل اکسید کننده قوی هستند، اما سرعت اکسیداسیون لزوماً به حالت اکسیداسیون هالوژن بستگی ندارد. بنابراین، HOCl (ClI) یک عامل اکسید کننده سریع و موثر است، اما HOClO3 رقیق (ClVII) نیست. به طور کلی، هر چه حالت اکسیداسیون هالوژن در اکسواسید بالاتر باشد، اسید قوی تر است، بنابراین HClO4 (ClVII) قوی ترین اکسواسید شناخته شده در محلول آبی است. یون ClO4 که در حین تفکیک اسید در آب ایجاد می شود، ضعیف ترین یون منفی به عنوان دهنده جفت الکترون است. هیپوکلریت های Na و Ca در سفید کردن و تصفیه آب کاربرد صنعتی پیدا می کنند. ترکیبات اینترهالوژن اتصال هالوژن های مختلف به یکدیگر هستند. یک هالوژن با شعاع بزرگ همیشه در چنین ترکیبی حالت اکسیداسیون مثبت دارد (در معرض اکسیداسیون است) و با شعاع کوچکتر منفی تر است (معرض کاهش). این واقعیت از روند کلی تغییرات در فعالیت در سری هالوژن ناشی می شود. در جدول شکل 8d ترکیبات ترکیبات اینترهالوژن شناخته شده را نشان می دهد (A یک هالوژن با حالت اکسیداسیون مثبت تر است).
ترکیبات اینترهالوژن از سنتز مستقیم عناصر تشکیل می شوند. حالت اکسیداسیون 7 که برای ید غیرمعمول است، در ترکیب IF7 تحقق می یابد و سایر هالوژن ها نمی توانند 7 اتم فلوئور را هماهنگ کنند. مواد مایع BrF3 و ClF3 که از نظر شیمیایی شبیه فلوئور هستند، اما برای فلوراید کردن راحت‌تر هستند، اهمیت عملی دارند. در این مورد، BrF3 موثرتر است. از آنجایی که تری فلورایدها عوامل اکسید کننده قوی هستند و در حالت مایع هستند، به عنوان عامل اکسید کننده برای سوخت موشک استفاده می شوند.
ترکیبات هیدروژنیهالوژن ها با هیدروژن واکنش می دهند و HX را تشکیل می دهند و با فلوئور و کلر واکنش به صورت انفجاری با فعال سازی جزئی ادامه می یابد. تعامل با Br2 و I2 کندتر اتفاق می افتد. برای اینکه یک واکنش با هیدروژن رخ دهد، کافی است بخش کوچکی از معرف ها را با استفاده از نور یا گرما فعال کنیم. ذرات فعال شده با ذرات غیرفعال شده برهمکنش می کنند و HX و ذرات فعال جدید را تشکیل می دهند که این فرآیند را ادامه می دهد و واکنش دو ذره فعال در واکنش اصلی با تشکیل یک محصول به پایان می رسد. به عنوان مثال، تشکیل HCl از H2 و Cl2:

روش‌های راحت‌تر برای تولید هالیدهای هیدروژن نسبت به سنتز مستقیم، به عنوان مثال، با واکنش‌های زیر ارائه می‌شوند:

در حالت گاز، HX ترکیبات کووالانسی هستند، اما در محلول آبی (به استثنای HF) به اسیدهای قوی تبدیل می شوند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مولکول های آب به طور موثر هیدروژن را از هالوژن دور می کنند. تمام اسیدها به دلیل هیدراتاسیون در آب بسیار محلول هستند: HX + H2O -> H3O + + X
HF نسبت به سایر هالیدهای هیدروژن مستعد تشکیل کمپلکس است. بارهای H و F به قدری بزرگ هستند و این اتم ها آنقدر کوچک هستند که تشکیل پیوندهای HX مانند پلیمرهای ترکیبی (HF)x که x = 3 است. در چنین محلولی، تفکیک تحت تأثیر یک مولکول آب بیش از چند درصد از تعداد کل یون های هیدروژن رخ نمی دهد. بر خلاف سایر هالیدهای هیدروژن، هیدروژن فلوراید به طور فعال با SiO2 و سیلیکات ها واکنش می دهد و SiF4 گازی آزاد می کند. بنابراین، محلول آبی HF (اسید فلوریک) در حکاکی شیشه استفاده می شود و نه در شیشه، بلکه در ظروف پارافین یا پلی اتیلن ذخیره می شود. HF خالص درست زیر دمای اتاق (19.52 درجه سانتیگراد) می جوشد، بنابراین به صورت مایع در سیلندرهای فولادی ذخیره می شود. محلول آبی HCl اسید هیدروکلریک نامیده می شود. یک محلول اشباع حاوی 36% (وزنی) HCl به طور گسترده در صنایع شیمیایی و آزمایشگاه ها استفاده می شود (همچنین به HYDROGEN مراجعه کنید).
استاتیناین عنصر شیمیایی از خانواده هالوژن دارای نماد At و عدد اتمی 85 است و در برخی مواد معدنی فقط به مقدار کمی وجود دارد. در سال 1869، D.I مندلیف وجود آن و امکان کشف آن در آینده را پیش بینی کرد. استاتین توسط D. Corson، K. Mackenzie و E. Segre در سال 1940 کشف شد. بیش از 20 ایزوتوپ شناخته شده است که طولانی ترین ایزوتوپ ها 210At و 211At هستند. بر اساس برخی داده ها، زمانی که 20983Bi با هسته هلیوم بمباران می شود، ایزوتوپ استاتین-211 تشکیل می شود. گزارش شده است که استاتین در حلال های کووالانسی محلول است، می تواند مانند سایر هالوژن ها At را تشکیل دهد و احتمالاً یون AtO4 را تولید می کند. (این داده ها با استفاده از محلول هایی با غلظت 1010 mol/l به دست آمده است.)

خواص شیمیایی هالوژن ها

فلوئور فقط می تواند یک عامل اکسید کننده باشد که به راحتی با موقعیت آن در جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. این یک عامل اکسید کننده قوی است و حتی برخی از گازهای نجیب را اکسید می کند:

2F 2 +Xe=XeF 4

فعالیت شیمیایی بالای فلوئور باید توضیح داده شود

تخریب یک مولکول فلوئور به انرژی بسیار کمتری نسبت به انرژی آزاد شده در طول تشکیل پیوندهای جدید نیاز دارد.

بنابراین، به دلیل شعاع کوچک اتم فلوئور، جفت الکترون های تنها در مولکول فلوئور متقابلا با هم برخورد کرده و ضعیف می شوند.

هالوژن ها تقریبا با تمام مواد ساده برهم کنش دارند.

1. واکنش با فلزات شدیدترین اتفاق می افتد. هنگام گرم شدن، فلوئور با تمام فلزات (از جمله طلا و پلاتین) واکنش می دهد. در سرما با فلزات قلیایی، سرب، آهن واکنش می دهد. با مس و نیکل، واکنش در سرما رخ نمی دهد، زیرا یک لایه محافظ فلوراید بر روی سطح فلز تشکیل می شود که از فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند.

کلر به شدت با فلزات قلیایی واکنش می دهد و با مس، آهن و قلع این واکنش زمانی که گرم می شود رخ می دهد. برم و ید رفتار مشابهی دارند.

برهمکنش هالوژن ها با فلزات یک فرآیند گرمازا است و می توان آن را با معادله بیان کرد:

2M+nHaI 2 =2MHaI DH<0

متال هالیدها نمک های معمولی هستند.

هالوژن ها در این واکنش خواص اکسید کننده قوی از خود نشان می دهند. در این مورد، اتم های فلزی الکترون ها را رها می کنند و اتم های هالوژن می پذیرند، برای مثال:

2. در شرایط عادی، فلوئور با هیدروژن در تاریکی با انفجار واکنش می دهد. برهمکنش کلر با هیدروژن در نور شدید خورشید رخ می دهد.

برم و هیدروژن تنها زمانی که حرارت داده می شود برهم کنش می دهند و ید تحت حرارت قوی (تا 350 درجه سانتیگراد) با هیدروژن واکنش می دهد، اما این فرآیند برگشت پذیر است.

H 2 + Cl 2 = 2 HCl H 2 + Br 2 = 2 HBr

Н 2 + I 2 « 350 درجه 2HI

هالوژن یک عامل اکسید کننده در این واکنش است.

تحقیقات نشان داده است که واکنش بین هیدروژن و کلر در نور مکانیسم زیر را دارد.

مولکول Cl 2 یک hv کوانتومی سبک را جذب می کند و به رادیکال های غیر آلی Cl تجزیه می شود. . این به عنوان آغاز واکنش (تحریک اولیه واکنش) عمل می کند. سپس خود به خود ادامه می دهد. رادیکال کلر Cl. با یک مولکول هیدروژن واکنش می دهد. در این حالت یک رادیکال هیدروژنی H و HCl تشکیل می شود. به نوبه خود، رادیکال هیدروژن H. با مولکول Cl 2 واکنش می دهد و HCl و Cl را تشکیل می دهد. و غیره

Сl 2 +hv=Сl. +Cl.

Cl. +H2 =HCl+H.

N. +Cl2 =HCl+C1.

هیجان اولیه باعث زنجیره ای از واکنش های پی در پی شد. چنین واکنش هایی را واکنش های زنجیره ای می نامند. نتیجه هیدروژن کلرید است.

3. هالوژن ها به طور مستقیم با اکسیژن و نیتروژن برهمکنش ندارند.

4. هالوژن ها به خوبی با سایر غیر فلزات واکنش نشان می دهند، به عنوان مثال:

2P+3Cl 2 =2PCl 3 2P+5Cl 2 =2PCl 5 Si+2F 2 =SiF 4

هالوژن ها (به جز فلوئور) با گازهای بی اثر واکنش نمی دهند. فعالیت شیمیایی برم و ید نسبت به غیر فلزات کمتر از فلوئور و کلر است.

در تمام واکنش های فوق، هالوژن ها خاصیت اکسید کنندگی از خود نشان می دهند.

برهمکنش هالوژن ها با مواد پیچیده 5. با آب.

فلوئور به صورت انفجاری با آب واکنش می دهد و اکسیژن اتمی را تشکیل می دهد:

H 2 O + F 2 = 2HF + O

هالوژن های باقی مانده با آب مطابق طرح زیر واکنش می دهند:

Gal 0 2 + H 2 O «NGal -1 +NGal +1 O

این واکنش یک واکنش عدم تناسب است که در آن هالوژن هم یک عامل کاهنده و هم یک عامل اکسید کننده است، به عنوان مثال:

Cl 2 + H 2 O «HCl + HClO

Cl 2 + H 2 O«H + +Cl - +HClO

Сl°+1e - ®Сl - Cl°-1e - ®Сl +

که در آن HCl اسید هیدروکلریک قوی است. HClO - اسید هیپوکلرو ضعیف

6. هالوژن ها قادر به حذف هیدروژن از مواد دیگر، سقز + C1 2 = HC1 + کربن هستند.

کلر جایگزین هیدروژن در هیدروکربن های اشباع می شود: CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl

و به ترکیبات غیر اشباع می پیوندد:

C 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2

7. واکنش پذیری هالوژن ها در سری F-Cl - Br - I کاهش می یابد. بنابراین، عنصر قبلی عنصر بعدی را از اسیدهای نوع NG (G - هالوژن) و نمک های آنها جابجا می کند. در این حالت، فعالیت کاهش می یابد: F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

برنامه

کلر برای ضد عفونی کردن آب آشامیدنی، سفید کننده پارچه ها و خمیر کاغذ استفاده می شود. مقادیر زیادی از آن برای تولید اسید کلریدریک، سفید کننده و غیره مصرف می‌شود. فلوئور در سنتز مواد پلیمری - فلوروپلاستیک‌ها که مقاومت شیمیایی بالایی دارند و همچنین به‌عنوان اکسیدکننده سوخت موشک کاربرد وسیعی یافته است. برخی از ترکیبات فلوراید در پزشکی استفاده می شود. برم و ید عوامل اکسید کننده قوی هستند و در سنتزها و آنالیزهای مختلف مواد استفاده می شوند.

مقادیر زیادی برم و ید برای ساخت داروها استفاده می شود.

هالیدهای هیدروژن

ترکیبات هالوژن با هیدروژن HX، که در آن X هر هالوژنی است، هالید هیدروژن نامیده می شود. به دلیل الکترونگاتیوی بالای هالوژن ها، جفت الکترون پیوندی به سمت آنها جابه جا می شود، بنابراین مولکول های این ترکیبات قطبی هستند.

هالیدهای هیدروژن گازهای بی رنگ با بوی تند هستند و به راحتی در آب حل می شوند. در دمای صفر درجه سانتی گراد، 500 حجم HC1، 600 حجم HBr و 450 حجم HI را در 1 حجم آب حل کنید. هیدروژن فلوراید به هر نسبت با آب مخلوط می شود. حلالیت بالای این ترکیبات در آب امکان به دست آوردن غلیظ را فراهم می کند

جدول 16. درجات تفکیک اسیدهای هیدروهالیک

محلول های حمام هنگامی که در آب حل می شود، هالیدهای هیدروژن مانند اسیدها تجزیه می شوند. HF متعلق به ترکیبات با تفکیک ضعیف است که با استحکام باند ویژه در کول توضیح داده می شود. محلول های باقی مانده از هالیدهای هیدروژن به عنوان اسیدهای قوی طبقه بندی می شوند.

HF - هیدروفلوریک اسید HC1 - اسید کلریدریک HBr - اسید هیدروبرومیک HI - اسید هیدرویدیک

قدرت اسیدها در سری HF - HCl - HBr - HI افزایش می یابد که با کاهش انرژی اتصال در همان جهت و افزایش فاصله بین هسته ای توضیح داده می شود. HI قوی ترین اسید از سری اسیدهای هیدروهالیک است (جدول 16 را ببینید).

قطبش پذیری به دلیل این واقعیت که آب قطبی می شود افزایش می یابد

اتصال بزرگتر اتصالی است که طول آن بیشتر باشد. I نمکهای اسیدهای هیدروهالیک به ترتیب دارای نامهای زیر هستند: فلوریدها، کلریدها، برمیدها، یدیدها.

خواص شیمیایی اسیدهای هیدروهالیک

در شکل خشک خود، هالیدهای هیدروژن هیچ تاثیری بر اکثر فلزات ندارند.

1. محلول های آبی هالیدهای هیدروژن دارای خواص اسیدهای بدون اکسیژن هستند. تعامل شدید با بسیاری از فلزات، اکسیدها و هیدروکسیدهای آنها. آنها بر فلزاتی که در سری ولتاژ الکتروشیمیایی فلزات بعد از هیدروژن قرار دارند تأثیر نمی گذارند. با برخی از نمک ها و گازها تعامل داشته باشید.

اسید هیدروفلوئوریک شیشه و سیلیکات ها را از بین می برد:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

بنابراین نمی توان آن را در ظروف شیشه ای نگهداری کرد.

2. در واکنش های ردوکس، اسیدهای هیدروهالیک به عنوان عوامل کاهنده رفتار می کنند و فعالیت کاهنده در سری های Cl - , Br - , I - افزایش می یابد.

رسید

هیدروژن فلوراید از اثر اسید سولفوریک غلیظ بر روی فلورسپار تولید می شود:

CaF 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HF

هیدروژن کلرید از واکنش مستقیم هیدروژن با کلر تولید می شود:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

این یک روش تولید مصنوعی است.

روش سولفات بر اساس یک واکنش غلیظ است

اسید سولفوریک با نمک طعام.

با حرارت دادن جزئی، واکنش با تشکیل HCl و NaHSO 4 ادامه می یابد.

NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl

در دمای بالاتر، مرحله دوم واکنش رخ می دهد:

NaCl + NaHSO 4 = Na 2 SO 4 + HCl

اما به دست آوردن HBr و HI به روش مشابه غیرممکن است، زیرا ترکیبات آنها با فلزات در هنگام تعامل با غلیظ

توسط اسید سولفوریک اکسید می شوند، زیرا I - و Br - عوامل کاهنده قوی هستند.

2NaBr -1 +2H 2 S + 6 O 4 (k) =Br 0 2 + S + 4 O 2 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

هیدروژن برومید و یدید هیدروژن از هیدرولیز PBr 3 و PI 3 به دست می آیند: PBr 3 + 3H 2 O = 3HBr + H 3 PO 3 PI 3 + 3H 2 O = 3HI + H 3 PO 3

هالیدها

متال هالیدها نمک های معمولی هستند. آنها با یک نوع پیوند یونی مشخص می شوند که در آن یون های فلزی دارای بار مثبت و یون های هالوژن دارای بار منفی هستند. آنها دارای یک شبکه کریستالی هستند.

توانایی کاهشی هالیدها به ترتیب Cl-, Br-, I- افزایش می یابد (به §2.2 مراجعه کنید).

حلالیت نمک های کمی محلول در سری AgCl - AgBr - AgI کاهش می یابد. در مقابل، نمک AgF بسیار محلول در آب است. اکثر نمک های اسیدهای هیدروهالیک بسیار محلول در آب هستند.

در اینجا خواننده اطلاعاتی در مورد هالوژن ها، عناصر شیمیایی جدول تناوبی مندلیف پیدا می کند. محتوای مقاله به شما این امکان را می دهد که با خواص شیمیایی و فیزیکی آنها، وجود آنها در طبیعت، روش های استفاده و غیره آشنا شوید.

اطلاعات عمومی

هالوژن ها همه عناصر جدول شیمیایی D.I مندلیف هستند که در گروه هفدهم قرار دارند. طبق یک روش طبقه بندی دقیق تر، همه اینها عناصر گروه هفتم، زیرگروه اصلی هستند.

هالوژن ها عناصری هستند که تقریباً با تمام مواد از نوع ساده، به استثنای مقدار معینی از غیر فلزات، می توانند واکنش دهند. همه آنها اکسید کننده های پر انرژی هستند، بنابراین، در شرایط طبیعی، به عنوان یک قاعده، آنها به شکل مخلوط با مواد دیگر هستند. شاخص فعالیت شیمیایی هالوژن ها با افزایش شماره سریال آنها کاهش می یابد.

عناصر زیر هالوژن در نظر گرفته می شوند: فلوئور، کلر، برم، ید، استاتین و تنسین ساخته شده مصنوعی.

همانطور که قبلا ذکر شد، همه هالوژن ها عوامل اکسید کننده با خواص برجسته هستند و همه آنها غیرفلز هستند. بیرونی هفت الکترون دارد. تعامل با فلزات منجر به تشکیل پیوندهای یونی و نمک می شود. تقریباً همه هالوژن ها، به استثنای فلوئور، می توانند به عنوان یک عامل کاهنده عمل کنند و به بالاترین حالت اکسیداسیون 7+ برسند، اما این مستلزم آن است که با عناصری که دارای درجه الکترونگاتیوی بالایی هستند، تعامل داشته باشند.

ویژگی های ریشه شناسی

در سال 1841، شیمیدان سوئدی J. Berzelius پیشنهاد کرد که اصطلاح هالوژن ها را با نام F, Br, I که در آن زمان معرفی می شد معرفی کند دانشمند آلمانی I .

ساختار اتمی و حالت های اکسیداسیون

پیکربندی الکترونی پوسته اتمی بیرونی هالوژن ها به شرح زیر است: استاتین - 6s 2 6p 5، ید - 5s 2 5p 5، برم 4s 2 4p 5، کلر - 3s 2 3p 5، فلوئور 2s 2 2p5.

هالوژن ها عناصری هستند که دارای هفت الکترون در لایه بیرونی خود هستند و به آنها امکان می دهد "به راحتی" الکترونی به دست آورند که برای تکمیل پوسته کافی نیست. به طور معمول عدد اکسیداسیون به صورت -1 ظاهر می شود. Cl، Br، I و At با عناصر درجه بالاتر واکنش می دهند و شروع به نشان دادن حالت اکسیداسیون مثبت می کنند: +1، +3، +5، +7. فلوئور حالت اکسیداسیون ثابت 1- دارد.

در حال گسترش

هالوژن ها به دلیل واکنش پذیری بالایی که دارند معمولاً به شکل ترکیبات یافت می شوند. سطح توزیع در پوسته زمین مطابق با افزایش شعاع اتمی از F به I کاهش می یابد. استاتین در پوسته زمین بر حسب گرم اندازه گیری می شود و تنسین به طور مصنوعی ایجاد می شود.

هالوژن ها به طور طبیعی در ترکیبات هالید وجود دارند و ید نیز می تواند به شکل یدات پتاسیم یا سدیم باشد. به دلیل حلالیت در آب، در آب های اقیانوس ها و شورهای با منشاء طبیعی وجود دارند. F یک عضو کم محلول از هالوژن ها است و اغلب در سنگ های رسوبی یافت می شود و منبع اصلی آن فلوراید کلسیم است.

ویژگی های کیفی فیزیکی

هالوژن ها می توانند تفاوت های زیادی با یکدیگر داشته باشند و دارای خواص فیزیکی زیر هستند:

1. فلوئور (F2) گازی به رنگ زرد روشن است، بوی تند و تحریک‌کننده‌ای دارد و در شرایط دمایی معمولی تراکم‌پذیر نیست. نقطه ذوب 220- درجه سانتیگراد و نقطه جوش 188- درجه سانتیگراد است.
2. کلر (Cl 2) گازی است که در دمای معمولی فشرده نمی شود، حتی در هنگام فشار، بوی خفه کننده، تند و رنگ سبز مایل به زرد دارد. در 101- درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند و در 34- درجه سانتیگراد می جوشد.
3. برم (Br 2) مایعی فرار و سنگین با رنگ قهوه ای مایل به قهوه ای و بوی تند و متعفن است. در دمای -7 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در دمای 58 درجه سانتیگراد می جوشد.
4. ید (I 2) - این ماده جامد دارای رنگ خاکستری تیره است و با درخشندگی فلزی و بوی نسبتاً تند مشخص می شود. فرآیند ذوب با رسیدن به 113.5 درجه سانتیگراد شروع می شود و در 184.885 درجه سانتیگراد می جوشد.
5. یک هالوژن کمیاب استاتین (At 2) است که یک جامد است و دارای رنگ سیاه مایل به آبی با درخشندگی فلزی است. نقطه ذوب مربوط به 244 درجه سانتیگراد است و جوشش پس از رسیدن به 309 درجه سانتیگراد شروع می شود.

ماهیت شیمیایی هالوژن ها

هالوژن ها عناصری با فعالیت اکسید کننده بسیار بالا هستند که در جهت از F به At کاهش می یابد. فلوئور که فعال ترین نماینده هالوژن است، می تواند با همه انواع فلزات واکنش نشان دهد، بدون در نظر گرفتن فلزات شناخته شده. اکثر نمایندگان فلزات، هنگامی که در معرض جو فلوئور قرار می گیرند، به طور خود به خود احتراق می شوند و گرما را در مقادیر زیادی آزاد می کنند.

بدون قرار دادن فلوئور در معرض گرما، می تواند با تعداد زیادی از غیر فلزات مانند H2، C، P، S، Si واکنش دهد. نوع واکنش ها در این حالت گرمازا بوده و ممکن است با انفجار همراه باشد. هنگامی که گرم می شود، F هالوژن های باقی مانده را وادار به اکسید شدن می کند و هنگامی که در معرض تابش قرار می گیرد، این عنصر قادر است به طور کامل با گازهای سنگین ماهیت بی اثر واکنش نشان دهد.

هنگام تعامل با مواد پیچیده، فلوئور باعث واکنش های پر انرژی می شود، به عنوان مثال، با اکسید کردن آب، می تواند باعث انفجار شود.

کلر همچنین می تواند واکنش پذیر باشد، به خصوص در حالت آزاد. سطح فعالیت آن کمتر از فلوئور است، اما تقریباً با تمام مواد ساده قادر به واکنش است، اما نیتروژن، اکسیژن و گازهای نجیب با آن واکنش نمی دهند. در تعامل با هیدروژن، زمانی که کلر گرم می شود یا در نور خوب، واکنش شدیدی همراه با انفجار ایجاد می کند.

علاوه بر واکنش‌های جایگزین و جایگزینی، کلر می‌تواند با تعداد زیادی از مواد پیچیده واکنش دهد. این می تواند در نتیجه گرمایش از ترکیباتی که با فلز یا هیدروژن ایجاد می کنند، Br و I را جابجا کند و همچنین می تواند با مواد قلیایی واکنش دهد.

برم از نظر شیمیایی کمتر از کلر یا فلوئور فعال است، اما همچنان خود را بسیار واضح نشان می دهد. این به دلیل این واقعیت است که اغلب برم Br به عنوان مایع استفاده می شود، زیرا در این حالت درجه غلظت اولیه، در شرایط مشابه دیگر، بالاتر از کلر است. به طور گسترده در شیمی، به ویژه آلی استفاده می شود. می تواند در H 2 O حل شود و تا حدی با آن واکنش دهد.

عنصر هالوژن ید یک ماده ساده I 2 را تشکیل می دهد و قادر به واکنش با H 2 O است و در یدیدهای محلول حل می شود و در نتیجه آنیون های پیچیده را تشکیل می دهد. تفاوت من با اکثر هالوژن ها در این است که با اکثر غیر فلزات واکنش نشان نمی دهد و به آرامی با فلزات واکنش می دهد و باید گرم شود. تنها زمانی با هیدروژن واکنش نشان می دهد که تحت حرارت قوی قرار گیرد و واکنش گرماگیر است.

هالوژن نادر استاتین (At) واکنش کمتری نسبت به ید دارد، اما می تواند با فلزات واکنش دهد. در نتیجه تفکیک، هر دو آنیون و کاتیون ظاهر می شوند.

برنامه های کاربردی

ترکیبات هالوژن به طور گسترده توسط انسان در طیف گسترده ای از زمینه های فعالیت استفاده می شود. کرایولیت طبیعی (Na 3 AlF 6) برای تولید Al استفاده می شود. برم و ید اغلب به عنوان مواد ساده توسط شرکت های دارویی و شیمیایی استفاده می شود. در تولید قطعات خودرو اغلب از هالوژن استفاده می شود. چراغ های جلو یکی از این جزئیات هستند. انتخاب یک ماده با کیفیت برای این جزء خودرو بسیار مهم است، زیرا چراغ های جلو جاده را در شب روشن می کنند و راهی برای شناسایی شما و سایر رانندگان هستند. زنون یکی از بهترین مواد کامپوزیتی برای ایجاد چراغ های جلو در نظر گرفته می شود. با این حال، هالوژن از نظر کیفیت نسبت به این گاز بی اثر چندان پایین نیست.

یک هالوژن خوب فلوراید است، یک افزودنی که به طور گسترده در خمیر دندان استفاده می شود. این به جلوگیری از بروز بیماری های دندانی - پوسیدگی کمک می کند.

عنصر هالوژن کلر (Cl) کاربرد خود را در تولید HCl پیدا می کند و اغلب در سنتز مواد آلی مانند پلاستیک، لاستیک، الیاف مصنوعی، رنگ ها و حلال ها و غیره استفاده می شود. از ترکیبات کلر به عنوان سفید کننده کتان و پنبه نیز استفاده می شود. مواد، کاغذ و به عنوان وسیله ای برای مبارزه با باکتری ها در آب آشامیدنی.

توجه! سمی!

به دلیل واکنش پذیری بسیار بالا، هالوژن ها به درستی سمی نامیده می شوند. توانایی وارد شدن به واکنش ها به وضوح در فلوئور بیان می شود. هالوژن ها خواص خفگی مشخصی دارند و می توانند در اثر متقابل به بافت آسیب بزنند.

فلوئور موجود در بخارات و ذرات معلق در هوا یکی از خطرناک ترین شکل های هالوژن است که برای موجودات زنده اطراف مضر است. این به این دلیل است که توسط حس بویایی ضعیف درک می شود و تنها پس از دستیابی به تمرکز زیاد احساس می شود.

جمع بندی

همانطور که می بینیم، هالوژن ها بخش بسیار مهم جدول تناوبی مندلیف هستند، آنها دارای خواص زیادی هستند، از نظر کیفیت فیزیکی و شیمیایی، ساختار اتمی، حالت اکسیداسیون و توانایی واکنش با فلزات و غیر فلزات با یکدیگر متفاوت هستند. آنها در انواع کاربردهای صنعتی، از مواد افزودنی در محصولات مراقبت شخصی گرفته تا سنتز مواد شیمیایی آلی یا سفید کننده ها استفاده می شوند. علیرغم اینکه یکی از بهترین راه های حفظ و ایجاد نور در چراغ های جلوی خودرو زنون است، هالوژن با این وجود عملا از آن پایین تر است و همچنین بسیار مورد استفاده قرار می گیرد و مزایای خود را دارد.

حالا می دانید هالوژن چیست. یک کلمه اسکار با هرگونه سوال در مورد این مواد دیگر مانعی برای شما نیست.

خصوصیات عمومی

هالوژن ها (از هاله یونانی - نمک و ژن - تشکیل) عناصر زیرگروه اصلی گروه VII جدول تناوبی هستند: فلوئور، کلر، برم، ید، استاتین.

جدول ساختار الکترونیکی و برخی خواص اتم ها و مولکول های هالوژن

1) پیکربندی الکترونیکی عمومی سطح انرژی بیرونی nS2nP5 است.
2) با افزایش تعداد اتمی عناصر، شعاع اتم ها افزایش می یابد، الکترونگاتیوی کاهش می یابد، خواص غیرفلزی ضعیف می شود (خواص فلزی افزایش می یابد). هالوژن ها عوامل اکسید کننده قوی هستند.
3) مولکول های هالوژن از دو اتم تشکیل شده اند.
4) با افزایش جرم اتمی، رنگ تیره تر می شود، نقطه ذوب و جوش و همچنین چگالی افزایش می یابد.
5) قدرت اسیدهای هیدروهالیک با افزایش جرم اتمی افزایش می یابد.
6) هالوژن ها می توانند با یکدیگر ترکیباتی تشکیل دهند (به عنوان مثال، BrCl)

فلوئور و ترکیبات آن

فلورین F2 - توسط A. Moissan در سال 1886 کشف شد.

خواص فیزیکی

رنگ گاز زرد روشن است. دمای ذوب = -219 درجه سانتیگراد، دمای جوش = -183 درجه سانتیگراد.

رسید

الکترولیز هیدروفلورید پتاسیم مذاب KHF2:

خواص شیمیایی

F2 قوی ترین عامل اکسید کننده در بین همه مواد است:

1. 2F2 + 2H2O ® 4HF + O2
2. H2 + F2 ® 2HF (با انفجار)
3. Cl2 + F2 ® 2ClF

هیدروژن فلوراید

خواص فیزیکی

گاز بی رنگ، بسیار محلول در آب، mp. = - 83.5 درجه سانتیگراد؛ جوشاندن = 19.5 درجه سانتیگراد؛

رسید

CaF2 + H2SO4 (conc.) ® CaSO4 + 2HF

خواص شیمیایی

1) محلول HF در آب - اسید ضعیف (هیدروفلوریک):

HF «H+ + F-

نمک های هیدروفلوئوریک اسید - فلوراید

2) اسید هیدروفلوئوریک شیشه را حل می کند:

SiO2 + 4HF® SiF4+ 2H2O

SiF4 + 2HF ® H2 هگزافلوروسیلیک اسید

کلر و ترکیبات آن

کلر Cl2 - توسط K. Scheele در سال 1774 کشف شد.

خواص فیزیکی

رنگ زرد-سبز گازی mp. = -101 درجه سانتیگراد، درجه جوش. = -34 درجه سانتیگراد.

رسید

اکسیداسیون یون های کلر با عوامل اکسید کننده قوی یا جریان الکتریکی:

MnO2 + 4HCl ® MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl® 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O
K2Cr2O7 + 14HCl ® 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

الکترولیز محلول NaCl (روش صنعتی):

2NaCl + 2H2O ® H2 + Cl2 + 2 NaOH

خواص شیمیایی

کلر یک عامل اکسید کننده قوی است.

1) واکنش با فلزات:

2Na + Cl2 ® 2NaCl
Ni + Cl2 ® NiCl2
2Fe + 3Cl2 ® 2FeCl3

2) واکنش با غیر فلزات:

H2 + Cl2 –hn® 2HCl
2P + 3Cl2 ® 2PClЗ

3) واکنش با آب:

Cl2 + H2O «HCl + HClO

4) واکنش با مواد قلیایی:

Cl2 + 2KOH -5°C® KCl + KClO + H2O
3Cl2 + 6KOH -40°C® 5KCl + KClOЗ + 3H2O
Cl2 + Ca (OH) 2 ® CaOCl2 (سفید کننده) + H2O

5) برم و ید را از اسیدهای هیدروهالیک و نمک آنها جابجا می کند.

Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2
Cl2 + 2HBr ® 2HCl + Br2

ترکیبات کلر
هیدروژن کلرید

خواص فیزیکی

گازی بی رنگ با بوی تند، سمی، سنگین تر از هوا، بسیار محلول در آب (1: 400).
t°pl. = -114 درجه سانتیگراد، درجه جوش. = -85 درجه سانتیگراد

رسید

1) روش مصنوعی (صنعتی):

H2 + Cl2 ® 2HCl

2) روش هیدروسولفات (آزمایشگاهی):

NaCl (جامد) + H2SO4 (conc.) ® NaHSO4 + HCl

خواص شیمیایی

1) محلول HCl در آب - اسید کلریدریک - اسید قوی:

HCl «H+ + Cl-

2) با فلزات در محدوده ولتاژ تا هیدروژن واکنش می دهد:

2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2

3) با اکسیدهای فلزی:

MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O

4) با بازها و آمونیاک:

HCl + KOH ® KCl + H2O
3HCl + Al(OH)3 ® AlCl3 + 3H2O
HCl + NH3 ® NH4Cl

5) با نمک:

CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + H2O + CO2
HCl + AgNO3 ® AgCl¯ + HNO3

تشکیل یک رسوب سفید از کلرید نقره، نامحلول در اسیدهای معدنی، به عنوان یک واکنش کیفی برای تشخیص آنیون های کلر در محلول استفاده می شود.
کلریدهای فلزی نمکهای اسید هیدروکلریک هستند که از برهمکنش فلزات با کلر یا واکنش اسید کلریدریک با فلزات، اکسیدها و هیدروکسیدهای آنها به دست می آیند. با معاوضه با نمک های خاص

2Fe + 3Cl2 ® 2FeCl3
Mg + 2HCl® MgCl2 + H2
CaO + 2HCl ® CaCl2 + H2O
Ba(OH)2 + 2HCl® BaCl2 + 2H2O
Pb(NO3)2 + 2HCl® PbCl2¯ + 2HNO3

بیشتر کلریدها در آب محلول هستند (به استثنای نقره، سرب و کلریدهای جیوه تک ظرفیتی).

هیپوکلروس اسید HCl+1O
H–O–Cl

خواص فیزیکی

فقط به صورت محلول های آبی رقیق وجود دارد.

رسید

Cl2 + H2O «HCl + HClO

خواص شیمیایی

HClO یک اسید ضعیف و یک عامل اکسید کننده قوی است:

1) تجزیه می شود و اکسیژن اتمی آزاد می شود

HClO - در نور® HCl + O

2) با قلیاها نمک - هیپوکلریت می دهد

HClO + KOH ® KClO + H2O

2HI + HClO ® I2¯ + HCl + H2O

اسید کلروس HCl+3O2
H–O–Cl=O

خواص فیزیکی

فقط در محلول های آبی وجود دارد.

رسید

از برهمکنش پراکسید هیدروژن با اکسید کلر (IV) که از نمک Berthollet و اسید اگزالیک در H2SO4 به دست می‌آید تشکیل می‌شود:

2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 ® K2SO4 + 2CO2 + 2СlO2 + 2H2O
2ClO2 + H2O2 ® 2HClO2 + O2

خواص شیمیایی

HClO2 یک اسید ضعیف و یک عامل اکسید کننده قوی است. نمک های اسید کلروس - کلریت ها:

HClO2 + KOH ® KClO2 + H2O

2) ناپایدار، در طول ذخیره سازی تجزیه می شود

4HClO2 ® HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O

هیپوکلروس اسید HCl+5O3

خواص فیزیکی

فقط در محلول های آبی پایدار است.

رسید

Ba (ClO3)2 + H2SO4® 2HClO3 + BaSO4¯

خواص شیمیایی

HClO3 - اسید قوی و عامل اکسید کننده قوی. نمک های اسید پرکلریک - کلرات ها:

6P + 5HClO3 ® 3P2O5 + 5HCl
HClO3 + KOH ® KClO3 + H2O

KClO3 - نمک برتوله؛ با عبور کلر از محلول گرم شده (40 درجه سانتیگراد) KOH بدست می آید:

3Cl2 + 6KOH ® 5KCl + KClO3 + 3H2O

نمک Berthollet به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می شود. هنگامی که گرم می شود، تجزیه می شود:

4KClO3 - بدون cat® KCl + 3KClO4
2KClO3 –MnO2 cat® 2KCl + 3O2

اسید پرکلریک HCl+7O4

خواص فیزیکی

مایع بی رنگ، نقطه جوش. = 25 درجه سانتیگراد، دما = -101 درجه سانتیگراد.

رسید

KClO4 + H2SO4 ® KHSO4 + HClO4

خواص شیمیایی

HClO4 یک اسید بسیار قوی و یک عامل اکسید کننده بسیار قوی است. نمک های اسید پرکلریک - پرکلرات ها.

HClO4 + KOH ® KClO4 + H2O

2) با حرارت دادن، اسید پرکلریک و نمک های آن تجزیه می شوند:

4HClO4 –t°® 4ClO2 + 3O2 + 2H2O
KClO4 –t°® KCl + 2O2

برم و ترکیبات آن

برم Br2 - توسط J. Balard در سال 1826 کشف شد.

خواص فیزیکی

مایع قهوه ای با دودهای سمی سنگین؛ بوی نامطبوع دارد؛ r= 3.14 g/cm3; t°pl. = -8 درجه سانتیگراد؛ جوشاندن = 58 درجه سانتی گراد

رسید

اکسیداسیون یون های Br توسط عوامل اکسید کننده قوی:

MnO2 + 4HBr ® MnBr2 + Br2 + 2H2O
Cl2 + 2KBr ® 2KCl + Br2

خواص شیمیایی

در حالت آزاد، برم یک عامل اکسید کننده قوی است. و محلول آبی آن - "آب برم" (حاوی 3.58٪ برم) معمولاً به عنوان یک عامل اکسید کننده ضعیف استفاده می شود.

1) با فلزات واکنش می دهد:

2Al + 3Br2 ® 2AlBr3

2) با غیر فلزات واکنش نشان می دهد:

H2 + Br2 «2HBr
2P + 5Br2 ® 2PBr5

3) با آب و مواد قلیایی واکنش می دهد:

Br2 + H2O «HBr + HBrO
Br2 + 2KOH ® KBr + KBrO + H2O

4) با عوامل کاهنده قوی واکنش نشان می دهد:

Br2 + 2HI ® I2 + 2HBr
Br2 + H2S ® S + 2HBr

هیدروژن بروماید HBr

خواص فیزیکی

گاز بی رنگ، بسیار محلول در آب؛ جوشاندن = -67 درجه سانتیگراد؛ t°pl. = -87 درجه سانتیگراد.

رسید

2NaBr + H3PO4 –t°® Na2HPO4 + 2HBr

PBr3 + 3H2O ® H3PO3 + 3HBr

خواص شیمیایی

محلول آبی هیدروژن برومید اسید هیدروبرومیک است که حتی از اسید کلریدریک قوی تر است. واکنش‌های مشابه HCl را انجام می‌دهد:

1) تفکیک:

HBr «H+ + Br -

2) با فلزات در سری ولتاژ تا هیدروژن:

Mg + 2HBr ® MgBr2 + H2

3) با اکسیدهای فلزی:

CaO + 2HBr ® CaBr2 + H2O

4) با بازها و آمونیاک:

NaOH + HBr ® NaBr + H2O
Fe(OH)3 + 3HBr® FeBr3 + 3H2O
NH3 + HBr ® NH4Br

5) با نمک:

MgCO3 + 2HBr ® MgBr2 + H2O + CO2
AgNO3 + HBr ® AgBr¯ + HNO3

نمک های اسید هیدروبرومیک برمید نامیده می شوند. آخرین واکنش - تشکیل یک رسوب زرد رنگ و نامحلول در اسید از برومید نقره - برای شناسایی آنیون Br در محلول عمل می کند.

6) HBr یک عامل کاهنده قوی است:

2HBr + H2SO4 (conc.) ® Br2 + SO2 + 2H2O
2HBr + Cl2 ® 2HCl + Br2

از اسیدهای اکسیژن برم، اسید برومیده ضعیف HBr+1O و اسید برومینه قوی HBr+5O3 شناخته شده است.
ید و ترکیبات آن

ید I2 - توسط B. Courtois در سال 1811 کشف شد.

خواص فیزیکی

ماده کریستالی به رنگ بنفش تیره با درخشندگی فلزی.
r= 4.9 g/cm3; t°pl.= 114°C; نقطه جوش = 185 درجه سانتیگراد. به خوبی در حلال های آلی (الکل، CCl4) حل می شود.

رسید

اکسیداسیون یونهای I توسط عوامل اکسید کننده قوی:

Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2
2KI + MnO2 + 2H2SO4 ® I2 + K2SO4 + MnSO4 + 2H2O

خواص شیمیایی

1) با فلزات:

2Al + 3I2 ® 2AlI3

2) با هیدروژن:

3) با عوامل کاهنده قوی:

I2 + SO2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HI
I2 + H2S ® S + 2HI

4) با مواد قلیایی:

3I2 + 6NaOH® 5NaI + NaIO3 + 3H2O

یدید هیدروژن

خواص فیزیکی

گاز بی رنگ با بوی تند، بسیار محلول در آب، نقطه جوش. = -35 درجه سانتیگراد؛ t°pl. = -51 درجه سانتیگراد.

رسید

I2 + H2S ® S + 2HI

2P + 3I2 + 6H2O ® 2H3PO3 + 6HI

خواص شیمیایی

1) محلول HI در آب - اسید هیدرویدیک قوی:

HI «H+ + I-
2HI + Ba(OH)2® BaI2 + 2H2O

نمک های اسید هیدرویدیک - یدیدها (برای سایر واکنش های HI، به خواص HCl و HBr مراجعه کنید)

2) HI یک عامل کاهنده بسیار قوی است:

2HI + Cl2 ® 2HCl + I2
8HI + H2SO4 (conc.) ® 4I2 + H2S + 4H2O
5HI + 6KMnO4 + 9H2SO4 ® 5HIO3 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 9H2O

3) شناسایی I- آنیون در محلول:

NaI + AgNO3 ® AgI¯ + NaNO3
HI + AgNO3 ® AgI¯ + HNO3

یک رسوب زرد تیره از یدید نقره تشکیل می شود که در اسیدها نامحلول است.

اسیدهای اکسیژن ید

اسید آبی HI+5O3

ماده کریستالی بی رنگ، نقطه ذوب = 110 درجه سانتیگراد، بسیار محلول در آب.

دریافت:

3I2 + 10HNO3 ® 6HIO3 + 10NO + 2H2O

HIO3 یک اسید قوی (نمک - یدات) و یک عامل اکسید کننده قوی است.

اسید یدیک H5I+7O6

ماده رطوبت سنجی کریستالی، بسیار محلول در آب، نقطه ذوب = 130 درجه سانتیگراد.
اسید ضعیف (نمک - پریودات)؛ عامل اکسید کننده قوی