Dijelovi web mjesta
Izbor urednika:
- Određivanje zajedničke niti tkanine
- Preporuke za kupnju vlastite lopte za kuglanje
- Slojevita salata od rajčice i krastavca
- Krema za mješovitu kožu
- Krema od vrhnja i kiselog vrhnja
- Nekoliko jednostavnih savjeta kako minimizirati igru
- Projekt "Domaći način guljenja brusnice"
- Kako promatrati planet Mars amaterskim teleskopom
- Koje bodove postiže maturant i kako ih brojati
- Sadržaj kalorija u siru, sastav, bju, korisna svojstva i kontraindikacije
Oglašavanje
Halogena serija. Kemijska svojstva halogena |
Halogeni na periodnom sustavu nalaze se lijevo od plemenitih plinova. Ovih pet otrovnih nemetalnih elemenata nalazi se u skupini 7 periodnog sustava. Tu spadaju fluor, klor, brom, jod i astatin. Iako je astatin radioaktivan i ima samo kratkotrajne izotope, ponaša se poput joda i često se naziva halogenom. Budući da halogeni elementi imaju sedam valentnih elektrona, potreban im je samo jedan dodatni elektron da tvore puni oktet. Ova ih karakteristika čini aktivnijima od ostalih skupina nemetala. opće karakteristikeHalogeni tvore dvoatomske molekule (tipa X2, gdje X označava atom halogena) - stabilan oblik postojanja halogena u obliku slobodnih elemenata. Veze ovih dvoatomskih molekula su nepolarne, kovalentne i pojedinačne. Kemijska svojstva halogena omogućuju im da lako tvore spoj s većinom elemenata, tako da se u prirodi nikada ne javljaju nevezani. Fluor je najaktivniji halogen, dok je astatin najmanje. Svi halogeni tvore soli I. skupine sličnih svojstava. U tim spojevima halogeni su prisutni kao halogeni anioni s nabojem od -1 (npr. Cl-, Br-). Završetak -id označava prisutnost halidnih aniona; na primjer Cl- naziva se "klorid". Osim, kemijska svojstva halogeni im omogućuju da djeluju kao oksidanti - oksidiraju metale. Najviše kemijske reakcije, u kojem su uključeni halogeni - redoks u vodenoj otopini. Halogeni tvore jednostruke veze s ugljikom ili dušikom u organskim spojevima, gdje je njihovo oksidacijsko stanje (CO) -1. Kada se atom halogena zamijeni kovalentno vezanim atomom vodika u organski spoj, prefiks halo- može se koristiti u općenitom smislu ili prefiksi fluoro-, kloro-, bromo-, jod- - za određene halogene. Halogeni elementi mogu se umrežiti da bi stvorili dvoatomske molekule s polarnim kovalentnim jednostrukim vezama. Klor (Cl2) je prvi halogen otkriven 1774. godine, zatim jod (I2), brom (Br2), fluor (F2) i astatin (At, posljednji otkriven 1940. godine). Naziv "halogen" potječe od grčkih korijena hal- ("sol") i -gen ("oblik"). Ove riječi zajedno znače "stvaranje soli", naglašavajući činjenicu da halogeni reagiraju s metalima da bi stvorili soli. Halite je naziv za kamenu sol, prirodni mineral sastavljen od natrijevog klorida (NaCl). I na kraju, halogeni se koriste u svakodnevnom životu - fluor se nalazi u pasti za zube, klor dezinficira piti vodu, a jod pospješuje proizvodnju hormona štitnjače. Kemijski elementiFluor je element s atomskim brojem 9, označen simbolom F. Elementarni fluor prvi je put otkriven 1886. odvajanjem od fluorovodične kiseline. U slobodnom stanju fluor postoji kao dvoatomska molekula (F2) i najzastupljeniji je halogen u zemljinoj kori. Fluor je najelektronegativniji element u periodnom sustavu. Kada sobna temperatura je blijedožuti plin. Fluor također ima relativno mali atomski radijus. Njegov CO iznosi -1, osim elementarnog dvoatomskog stanja, u kojem je njegovo oksidacijsko stanje nula. Fluor je izuzetno reaktivan i izravno djeluje sa svim elementima, osim s helijem (He), neonom (Ne) i argonom (Ar). U otopini H2O fluorovodična kiselina (HF) je slaba kiselina. Iako je fluor vrlo elektronegativan, njegova elektronegativnost ne određuje kiselost; HF je slaba kiselina zbog činjenice da je ion fluora bazičan (pH\u003e 7). Uz to, fluor stvara vrlo snažne oksidanse. Na primjer, fluor može reagirati s inertnim plinom ksenonom i stvoriti jako oksidacijsko sredstvo, ksenon difluorid (XeF2). Fluor ima mnogo primjena. Klor je element s atomskim brojem 17 i kemijskim simbolom Cl. Otkriven 1774. odvajanjem od klorovodične kiseline. U svom osnovnom stanju tvori dvoatomsku molekulu Cl2. Klor ima nekoliko CO: -1, +1, 3, 5 i 7. Na sobnoj temperaturi to je svijetlozeleni plin. Budući da je veza koja nastaje između dva atoma klora slaba, molekula Cl2 ima vrlo visoku sposobnost stvaranja spojeva. Klor reagira s metalima stvarajući soli zvane kloridi. Klorovi ioni su najčešći ioni koji se nalaze u morska voda... Klor također ima dva izotopa: 35Cl i 37Cl. Natrijev klorid je najzastupljeniji od svih klorida. Brom - kemijski element s atomskim brojem 35 i simbolom Br. Prvi je put otkriven 1826. godine. U svom elementarnom obliku, brom je dvoatomska molekula Br2. Na sobnoj temperaturi to je crvenkasto smeđa tekućina. Njegov CO je -1, + 1, 3, 4 i 5. Brom je aktivniji od joda, ali manje aktivan od klora. Uz to, brom ima dva izotopa: 79Br i 81Br. Brom se javlja kao soli bromida otopljene u morskoj vodi. Po posljednjih godina globalna proizvodnja bromida značajno se povećala zbog njegove dostupnosti i dugog vijeka trajanja. Kao i drugi halogeni, brom je oksidirajuće sredstvo i vrlo je toksičan. Jod je kemijski element s atomskim brojem 53 i simbolom I. Jod ima oksidacijska stanja: -1, +1, +5 i +7. Postoji kao dvoatomska molekula, I2. Na sobnoj temperaturi je čvrsta tvar ljubičasta... Jod ima jedan stabilni izotop, 127I. Prvi je put otkriven 1811. godine korištenjem morskih algi i sumporne kiseline. Trenutno se jodni ioni mogu osloboditi u morskoj vodi. Unatoč činjenici da je jod slabo topljiv u vodi, njegova se topljivost može povećati upotrebom pojedinih jodida. Jod igra važnu ulogu u tijelu sudjelujući u proizvodnji hormona štitnjače. Astatin je radioaktivni element s atomskim brojem 85 i simbolom At. Njegova moguća stanja oksidacije su -1, +1, 3, 5 i 7. Jedini halogen koji nije dvoatomska molekula. U normalnim uvjetima to je crna metalna krutina. Astatin je vrlo rijedak element, pa se o njemu malo zna. Uz to, astatin ima vrlo kratko vrijeme poluraspada, ne duže od nekoliko sati. Dobiveno 1940. godine kao rezultat sinteze. Vjeruje se da je astatin sličan jodu. Razlikuje se u metalnim svojstvima. Tablica u nastavku prikazuje strukturu atoma halogena, strukturu vanjskog sloja elektrona. Ovakva struktura vanjskog sloja elektrona čini fizička i kemijska svojstva halogena sličnima. Međutim, prilikom usporedbe ovih elemenata uočavaju se i razlike. Periodična svojstva u halogenoj skupiniFizička svojstva jednostavnih tvari halogena mijenjaju se s porastom rednog broja elementa. Za bolje razumijevanje i veću jasnoću nudimo vam nekoliko tablica. Točke topljenja i vrelišta u skupini povećavaju se s rastom veličine molekule (F Tablica 1. Halogeni. Fizička svojstva: tališta i vrelišta Veličina jezgre se povećava (F< Cl < Br < I < At), так как увеличивается число протонов и нейтронов. Кроме того, с каждым периодом добавляется всё больше уровней энергии. Это приводит к большей орбитали, и, следовательно, к увеличению радиуса атома. Tablica 2. Halogeni. Fizička svojstva: atomski radijusi Ako se vanjski valentni elektroni ne nalaze u blizini jezgre, nije potrebno puno energije da bi se odmaknuli od nje. Dakle, energija potrebna za istiskivanje vanjskog elektrona nije toliko visoka u donjem dijelu skupine elemenata, budući da postoji više razina energije. Uz to, visoka energija ionizacije uzrokuje da element pokazuje nemetalne kvalitete. Jod i astatin pokazuju metalna svojstva jer se energija ionizacije smanjuje (At< I < Br < Cl < F). Tablica 3. Halogeni. Fizička svojstva: energija ionizacije Broj valentnih elektrona u atomu raste s porastom razine energije na postupno nižim razinama. Elektroni su postupno udaljeni od jezgre; Dakle, jezgra i elektroni ne privlače jedni druge. Primjećuje se povećanje zaštite. Stoga se elektronegativnost smanjuje s povećanjem razdoblja (At< I < Br < Cl < F). Tablica 4. Halogeni. Fizička svojstva: elektronegativnost Budući da se veličina atoma povećava s povećanjem razdoblja, afinitet prema elektronu u pravilu opada (B< I < Br < F < Cl). Исключение – фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором. Tablica 5. Elektronski afinitet halogena Reaktivnost halogena opada s povećanjem razdoblja (At Halogenid nastaje kada halogen reagira s drugim, manje elektronegativnim elementom, stvarajući binarni spoj. Vodik reagira s halogenima stvarajući HX halogenide: Vodikovi halogenidi lako se otapaju u vodi da bi stvorili vodikov halogenid (fluorovodična, klorovodična, bromovodična, jodovodična) kiselina. Svojstva ovih kiselina prikazana su u nastavku. Kiseline nastaju slijedećom reakcijom: HX (aq) + H2O (l) → X- (aq) + H3O + (aq). Svi vodikovi halogenidi tvore jake kiseline, osim HF-a. Povećava se kiselost halogenovodičnih kiselina: HF Fluorovodonična kiselina sposobna je dugo gravirati staklo i neke anorganske fluoride. Možda se čini neintuitivnim da je HF najslabija halogenovodična kiselina, jer fluor ima najveću elektronegativnost. Međutim, veza H-F vrlo je jaka, što kiselinu čini vrlo slabom. Jaka veza određena je kratkom duljinom veze i velikom energijom disocijacije. Od svih vodikovih halogenida, HF ima najkraću duljinu veze i najveću energiju disocijacije veze. Halogene oksokiseline su kiseline s atomima vodika, kisika i halogena. Njihova kiselost može se utvrditi strukturnom analizom. Halogene okso kiseline su navedene u nastavku: U svakoj od ovih kiselina proton je vezan za atom kisika, pa je usporedba duljina protonske veze ovdje beskorisna. Ovdje dominantnu ulogu ima elektronegativnost. Kisela aktivnost raste s povećanjem broja atoma kisika povezanih sa središnjim atomom. Osnovna fizikalna svojstva halogena mogu se sažeti u sljedećoj tablici. Boja halogena rezultat je apsorpcije vidljive svjetlosti molekulama, što dovodi do pobude elektrona. Fluor upija ljubičastu svjetlost i stoga izgleda svijetlo žuto. S druge strane, jod apsorbira žutu svjetlost i izgleda ljubičasto (žuta i ljubičasta su komplementarne boje). Boja halogena postaje sve tamnija s povećanjem razdoblja U zatvorenim spremnicima tekući brom i čvrsti jod u ravnoteži su sa svojim parama, što se može promatrati kao obojeni plin. Iako je boja astatina nepoznata, pretpostavlja se da bi trebao biti tamniji od joda (tj. Crni) u skladu s promatranim uzorkom. Sad, ako vas se pita: "Opišite fizička svojstva halogena", imat ćete nešto za reći. Umjesto valencije halogena često se koristi oksidacijsko stanje. Tipično je stanje oksidacije -1. Ali ako je halogen vezan za kisik ili drugi halogen, može poprimiti i druga stanja: CO kisik-2 ima prioritet. U slučaju dva različita atoma halogena povezana zajedno, prevladava elektronegativni atom i uzima CO -1. Na primjer, u jod-kloridu (ICI) klor ima CO -1, a jod +1. Klor je elektronegativniji od joda, pa je njegov CO -1. U bromovoj kiselini (HBrO4) kisik ima CO -8 (-2 x 4 atoma \u003d -8). Vodik ima opće stanje oksidacije +1. Zbrajanjem ovih vrijednosti dobiva se CO -7. Budući da konačni CO spoja mora biti nula, CO broma je +7. Treća iznimka od pravila je oksidacijsko stanje halogena u elementarnom obliku (X2), gdje je njegov CO jednak nuli. Elektronegativnost raste s povećanjem razdoblja. Stoga fluor ima najveću elektronegativnost od svih elemenata, što dokazuje i njegov položaj na periodnom sustavu. Njegova je elektronička konfiguracija 1s2 2s2 2p5. Ako fluor dobije još jedan elektron, najudaljeniji p-orbitali su potpuno ispunjeni i čine puni oktet. Budući da je fluor vrlo elektronegativan, lako može oduzeti elektron od susjednog atoma. Fluor je u ovom slučaju izoelektronski prema inertnom plinu (s osam valentnih elektrona), sve njegove vanjske orbitale su ispunjene. U ovom je stanju fluor puno stabilniji. U prirodi su halogeni u stanju aniona, stoga se slobodni halogeni dobivaju oksidacijom elektrolizom ili uporabom oksidanata. Na primjer, klor nastaje hidrolizom otopine natrijevog klorida. Upotreba halogena i njihovih spojeva je raznolika. CCl4 je dobro sredstvo za kloriranje, na primjer za pretvaranje BeO u BeCl2. SbF3 se često koristi za fluoriranje klorida (vidi SO2ClF gore). Prva reakcija pruža prikladnu metodu za pripremu visoko koncentrirane otopine I2 dodavanjem joda u koncentriranu otopinu KI. Polijodidi zadržavaju svojstva I2. Također je moguće dobiti miješane polighalogenide: RbI + Br2 -\u003e RbIBr2 RbISl2 + Cl2 -\u003e RbICl4 Sve su halogene kiseline nestabilne, ali čisti HOClO3 je najstabilniji (u nedostatku bilo kakvih redukcijskih sredstava). Sve okso kiseline su snažna oksidirajuća sredstva, ali brzina oksidacije ne ovisi nužno o oksidacijskom stanju halogena. Dakle, HOCl (ClI) je brzo i učinkovito oksidirajuće sredstvo, dok razrijeđeni HOClO3 (ClVII) nije. Općenito, što je više oksidacijsko stanje halogena u okso kiselini, to je kiselina jača, stoga je HClO4 (ClVII) najsnažnija poznata okso kiselina u vodenoj otopini. Ion ClO4, nastao tijekom disocijacije kiseline u vodi, najslabiji je od negativnih iona, donor elektronskog para. Hipokloriti Na i Ca pronalaze industrijsku primjenu u izbjeljivanju i pročišćavanju vode. Međuhalogeni spojevi su međusobno spojevi različitih halogena. Halogen velikog radijusa uvijek ima pozitivno oksidacijsko stanje u takvom spoju (podvrgava se oksidaciji), a s manjim radijusom negativniji (podvrgava se redukciji). Ova činjenica proizlazi iz opće tendencije promjene aktivnosti u halogenom nizu. Stol 8d prikazuje sastave poznatih interhalogenih spojeva (halogen s pozitivnijim oksidacijskim stanjem). Prikladnije metode za dobivanje vodikovih halogenida od izravne sinteze daju, na primjer, sljedeće reakcije: U plinovitom stanju HX su kovalentni spojevi, ali u vodenoj otopini oni (s izuzetkom HF) postaju jake kiseline. To se objašnjava činjenicom da molekule vode učinkovito odvlače vodik od halogena. Sve kiseline su visoko topljive u vodi zbog hidratacije: HX + H2O -\u003e H3O + + X Fluor može biti samo oksidirajuće sredstvo, što se lako može objasniti njegovim položajem u periodnom sustavu kemijskih elemenata D.I. Mendeleeva. To je najjače oksidirajuće sredstvo, čak oksidira i neke plemenite plinove: 2F 2 + Xe \u003d XeF 4 Treba objasniti visoku kemijsku aktivnost fluora o uništavanje molekule fluora zahtijeva mnogo manje energije nego što se oslobađa tijekom stvaranja novih veza. Dakle, zbog malog radijusa atoma fluora, usamljeni elektronski parovi u molekuli fluora međusobno se sudaraju i slabe Halogeni djeluju u interakciji s gotovo svim jednostavnim tvarima. 1. Najenergičnija reakcija je s metalima. Kada se zagrije, fluor stupa u interakciju sa svim metalima (uključujući zlato i platinu); na hladnoći reagira s alkalnim metalima, olovom, željezom. S bakrom, niklom, reakcija na hladnoći se ne nastavlja, jer se na površini metala stvara zaštitni sloj fluorida koji štiti metal od daljnje oksidacije. Klor energično reagira s alkalnim metalima, a s bakrom, željezom i kositrom reakcija se odvija zagrijavanjem. Brom i jod se ponašaju slično. Interakcija halogena s metalima je egzotermni proces i može se izraziti jednadžbom: 2M + nHaI 2 \u003d 2MHaI DH<0 Metalhalogenidi su tipične soli. Halogeni u ovoj reakciji pokazuju snažna oksidacijska svojstva. U ovom slučaju, atomi metala doniraju elektrone, a atomi halogena primaju, na primjer: 2. U normalnim uvjetima, fluor u mraku eksplozivno reagira s vodikom. Interakcija klora i vodika odvija se na jakom sunčevom svjetlu. Brom i vodik međusobno djeluju samo kada se zagrijavaju, a jod reagira s vodikom kada se jako zagrijava (do 350 ° C), ali taj je postupak reverzibilan. N 2 + Sl 2 \u003d 2HCl N 2 + Br 2 \u003d 2NBr N 2 + I 2 "350 ° 2HI Halogen u ovoj reakciji je oksidirajuće sredstvo. Studije su pokazale da reakcija interakcije vodika i klora na svjetlosti ima sljedeći mehanizam. Molekula Sl 2 apsorbira kvant svjetlosti hv i razgrađuje se u anorganske radikale Sl. ... Ovo je početak reakcije (početno pobuđivanje reakcije). Tada se nastavlja samo od sebe. Klorni radikal Sl. reagira s molekulom vodika. U tom slučaju nastaju vodikov radikal H i \u200b\u200bHCl. Zauzvrat, vodikov radikal H. reagira s molekulom Cl2, tvoreći HCl i Cl. itd. Cl2 + hv \u003d Cl. + Sl. Kl. + H2 \u003d HCl + H. H. + Cl2 \u003d HCl + C1. Početno uzbuđenje izazvalo je lanac uzastopnih reakcija. Takve reakcije nazivaju se lančane reakcije. Rezultat je klorovodik. 3. Halogeni ne djeluju izravno s kisikom i dušikom. 4. Halogeni dobro reagiraju s drugim nemetalima, na primjer: 2R + 3Sl 2 \u003d 2RSl 3 2R + 5Sl 2 \u003d 2RS1 5 Si + 2F 2 \u003d SiF 4 Halogeni (osim fluora) ne reagiraju s inertnim plinovima. Kemijska aktivnost broma i joda u odnosu na nemetale slabije je izražena od aktivnosti fluora i klora. U svim tim reakcijama halogeni pokazuju oksidacijska svojstva. Interakcija halogena sa složenim tvarima. 5.S vodom. Fluor reagira s vodom eksplozivno stvarajući atomski kisik: H20 + F2 \u003d 2HF + O Ostatak halogena reagira s vodom prema sljedećoj shemi: Gal 0 2 + H 2 O «NGal -1 + NGal +1 O Ova reakcija je reakcija disproporcije kada je halogen istovremeno redukcijsko sredstvo i oksidirajuće sredstvo, na primjer: Sl 2 + N 2 O «NSl + NSlO Cl2 + H2O «H + + Cl - + HClO Sl ° + 1e - ®Sl - Cl ° -1e - ®Sl + gdje je HCl jaka solna kiselina; NSlO - slaba hipoklorna kiselina 6. Halogeni su sposobni oduzeti vodik drugim tvarima, terpentin + C1 2 \u003d HC1 + ugljik Klor zamjenjuje vodik u zasićenim ugljikovodicima: SN 4 + Sl 2 \u003d SN 3 Sl + NSl i pridružuje nezasićene spojeve: S 2 N 4 + Sl 2 \u003d S 2 N 4 Sl 2 7. Reaktivnost halogena smanjuje se u seriji F-Cl - Br - I. Stoga prethodni element istiskuje sljedeći iz kiselina NG tipa (G - halogen) i njihovih soli. U tom se slučaju aktivnost smanjuje: F 2\u003e Sl 2\u003e Br 2\u003e I 2 Primjena Klor se koristi za dezinfekciju vode za piće, izbjeljivanje tkanina i papirne mase. Velike količine troše se za proizvodnju solne kiseline, izbjeljivača itd. Fluor je pronašao široku primjenu u sintezi polimernih materijala - fluoroplastike s velikom kemijskom otpornošću, kao i oksidansa za raketno gorivo. Neki se spojevi fluora koriste u medicini. Brom i jod su snažni oksidanti i koriste se u raznim sintezama i analizama tvari. U proizvodnji lijekova troše se velike količine broma i joda. Vodikovi halogenidi Spojevi halogena s vodikom HX, gdje je X bilo koji halogen, nazivaju se vodikovim halogenidima. Zbog velike elektronegativnosti halogena, vezani elektronski par pomaknut je u njihovom smjeru, pa su molekule tih spojeva polarne. Vodikovi halogenidi su bezbojni plinovi oštrog mirisa, lako topljivi u vodi. Na 0 ° C u 1 volumenu vode otopi se 500 volumena HC1, 600 volumena HBr i 450 volumena HI. Vodikov fluorid se može miješati s vodom u bilo kojem omjeru. Visoka topljivost ovih spojeva u vodi omogućuje dobivanje koncentrata Tablica 16. Stupnjevi disocijacije halogeničnih kiselina otopine za kupanje. Kad se otope u vodi, vodikovi halogenidi se disociraju kao kiseline. HF pripada slabo disociranim spojevima, što se objašnjava posebnom čvrstoćom veze u jezgri. Ostatak otopina vodikovih halogenida spada među jake kiseline. HF - fluorovodična (fluorovodonična) kiselina HC1 - klorovodična (klorovodična) kiselina HBr - bromovodična kiselina HI - jodovodična kiselina Jačina kiselina u seriji HF - NSl - HBr - HI se povećava, što se objašnjava smanjenjem energije vezanja u istom smjeru i povećanjem međusjedarske udaljenosti. HI je najjača kiselina iz niza halogenovodičnih kiselina (vidi tablicu 16). Polarizibilnost se povećava zbog činjenice da voda polarizira više je veza čija je duljina veća. I Soli halogenovodičnih kiselina nose slijedeća imena: fluoridi, kloridi, bromidi, jodidi. Kemijska svojstva halogenovodičnih kiselina U suhom obliku vodikovi halogenidi ne utječu na većinu metala. 1. Vodene otopine vodikovih halogenida imaju svojstva anoksičnih kiselina. Energično reagira s mnogim metalima, njihovim oksidima i hidroksidima; metali koji su u elektrokemijskom nizu metalnih napona nakon vodika ne djeluju. U interakciji s nekim solima i plinovima. Fluorovodonična kiselina uništava staklo i silikate: SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O Stoga se ne može čuvati u staklenom posuđu. 2. U redoks reakcijama, halogenovodične kiseline ponašaju se kao redukcijski agensi, a redukcijska aktivnost u nizu Cl -, Br -, I - raste. Primanje Vodikov fluorid dobiva se djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na fluorit: CaF 2 + H2S04 \u003d CaSO4 + 2HF Vodikov klorid dobiva se izravnom interakcijom vodika i klora: H2 + Cl2 \u003d 2HCl Ovo je sintetička metoda dobivanja. Metoda sulfata temelji se na reakciji koncentrirane sumporna kiselina s NaCl. Uz lagano zagrijavanje, reakcija se nastavlja stvaranjem HCl i NaHSO 4. NaCl + H2S04 \u003d NaHSO4 + HCl Pri višoj temperaturi dolazi do druge faze reakcije: NaCl + NaHS04 \u003d Na2S04 + HCl Ali ne možete dobiti HBr i HI na sličan način, jer njihovi spojevi s metalima u interakciji s koncentriranjem oksidiraju se sumpornom kiselinom, jer I - i Br - su jaka redukcijska sredstva. 2NaBr -1 + 2H 2 S + 6 O 4 (c) \u003d Br 0 2 + S + 4 O 2 + Na 2 SO 4 + 2 N 2 O Vodikov bromid i vodikov jodid se dobivaju hidrolizom PBr 3 i PI 3: PBr 3 + 3H 2 O \u003d 3HBr + H 3 PO 3 PI 3 + 3H 2 O \u003d 3HI + H 3 PO 3 Halogenidi Metalhalogenidi su tipične soli. Karakterizira ih ionski tip veze, gdje ioni metala imaju pozitivan naboj, a halogeni ioni su negativni. Imaju kristalnu rešetku. Smanjujuća sposobnost halogenida povećava se u serijama Cl -, Br -, I - (vidi §2.2). Topivost slabo topljivih soli opada u seriji AgCl - AgBr - AgI; za razliku od toga, AgF sol je vrlo topljiva u vodi. Većina soli halogenovodičnih kiselina lako je topljiva u vodi. Ovdje će čitatelj pronaći informacije o halogenima, kemijskim elementima periodnog sustava D. I. Mendelejeva. Sadržaj članka omogućit će vam da se upoznate s njihovim kemijskim i fizičkim svojstvima, boravkom u prirodi, načinima primjene itd. Halogeni su svi elementi kemijske tablice D. I. Mendelejeva, koji su u sedamnaestoj skupini. Prema stromijoj klasifikacijskoj metodi, sve su to elementi sedme skupine, glavne podskupine. Halogeni su elementi koji mogu reagirati s gotovo svim tvarima jednostavne vrste, s izuzetkom određene količine nemetala. Svi su oni energetski oksidanti, stoga su, u prirodnim uvjetima, u pravilu u mješovitom obliku s drugim tvarima. Indeks kemijske aktivnosti halogena opada s porastom njihovog rednog brojenja. Sljedeći se elementi smatraju halogenima: fluor, klor, brom, jod, astatin i umjetno stvoreni tennesin. Kao što je ranije spomenuto, svi halogeni su oksidanti s izraženim svojstvima, štoviše, svi su nemetali. Vanjski ima sedam elektrona. Interakcija s metalima dovodi do stvaranja ionskih veza i soli. Gotovo svi halogeni, osim fluora, mogu djelovati kao redukcijsko sredstvo postižući najviše oksidacijsko stanje od +7, ali to zahtijeva njihovu interakciju s elementima s visokim stupnjem elektronegativnosti. 1841. švedski kemičar J. Berzelius predložio je uvođenje pojma halogeni, pozivajući se na tada poznate F, Br, I. Međutim, prije uvođenja ovog pojma u odnosu na cijelu skupinu takvih elemenata, 1811. godine, Njemački znanstvenik I Schweigger također je istom riječju nazivan klorom, sam izraz preveden je s grčkog kao "soleod". Konfiguracija elektrona vanjske atomske ljuske halogena je sljedeća: astatin - 6s 2 6p 5, jod - 5s 2 5p 5, brom 4s 2 4p 5, klor - 3s 2 3p 5, fluor 2s 2 2p 5. Halogeni su elementi koji na vanjskoj ljusci imaju sedam elektrona, što im omogućuje da "bez napora" prikače elektron koji nije dovoljan da dovrši ljusku. Stanje oksidacije obično se prikazuje kao -1. Cl, Br, I i At u reakciji s elementima višeg stupnja počinju pokazivati \u200b\u200bpozitivno stanje oksidacije: +1, +3, +5, +7. Fluor ima konstantno stanje oksidacije -1. Zbog visokog stupnja reaktivnosti, halogeni su obično u obliku spojeva. Razina širenja u zemljinoj kori opada u skladu s porastom atomskog radijusa od F do I. Astatin u zemljinoj kori se uopće mjeri u gramima, a Tennessin se stvara umjetno. Halogeni se najčešće nalaze prirodno u halogenidnim spojevima, a jod također može imati oblik kalijevog ili natrijevog jodata. Zbog svoje topljivosti u vodi prisutni su u oceanskim vodama i salamurama prirodnog podrijetla. F je slabo topljiv predstavnik halogena i najčešće se nalazi u sedimentnim stijenama, a glavni izvor mu je kalcijev fluorid. Halogeni se mogu međusobno vrlo razlikovati i imaju sljedeća fizička svojstva: Halogeni su elementi s vrlo visokom oksidacijskom aktivnošću, koja se smanjuje s F na At. Fluor, najaktivniji predstavnik halogena, može reagirati sa svim vrstama metala, ne isključujući niti jedan poznati. Većina predstavnika metala, ulazeći u atmosferu fluora, podvrgava se spontanom izgaranju, dok u ogromnim količinama oslobađa toplinu. Bez izlaganja fluoru toplini, on može reagirati s velikim brojem nemetala, na primjer H2, C, P, S, Si. Vrsta reakcija u ovom slučaju je egzotermna i može biti popraćena eksplozijom. Kada se zagrije, F prisiljava preostale halogene da oksidiraju, a kada je izložen zračenju, ovaj element uopće može reagirati s teškim plinovima inertne prirode. U interakciji sa složenim tvarima, fluor uzrokuje visokoenergetske reakcije, na primjer, oksidacijom vode može izazvati eksploziju. Klor također može biti reaktivan, pogotovo kad je slobodan. Njegova je aktivnost niža od one na fluoru, ali on može reagirati s gotovo svim jednostavnim tvarima, ali dušik, kisik i plemeniti plinovi s njom ne reagiraju. U interakciji s vodikom, kada se zagrije ili pri dobrom osvjetljenju, klor stvara burnu reakciju, popraćenu eksplozijom. Osim reakcija supstitucije, Cl može reagirati s velikim brojem složenih tvari. Sposoban je istisnuti Br i I kao rezultat zagrijavanja od spojeva koje su stvorili metalom ili vodikom, a može reagirati i s alkalnim tvarima. Brom je kemijski manje aktivan od klora ili fluora, ali se ipak očituje vrlo jasno. To je zbog činjenice da se brom Br najčešće koristi kao tekućina, jer je u tom stanju početni stupanj koncentracije pod istim uvjetima veći od stupnja Cl. Široko se koristi u kemiji, posebno organskoj. Može se otopiti u H20 i djelomično s njom reagirati. Halogeni element jod tvori jednostavnu tvar I 2 i sposoban je reagirati s H20, otapa se u jodidima otopina, tvoreći tako složene anione. Od većine halogena razlikujem se po tome što ne reagira s većinom nemetala i sporo reagira s metalima, dok se mora zagrijavati. Reagira s vodikom samo kada je izložen jakom zagrijavanju, a reakcija je endotermna. Rijetki halogen astatin (At) manje je reaktivan od joda, ali može reagirati s metalima. Kao rezultat disocijacije nastaju i anioni i kationi. Ljudi koriste halogene spojeve u širokom spektru područja djelovanja. Prirodni kriolit (Na 3 AlF 6) koristi se za proizvodnju Al. Brom i jod farmaceutske i kemijske tvrtke često koriste kao jednostavne tvari. U proizvodnji rezervnih dijelova za automobile često se koriste halogeni. Farovi su jedan takav detalj. Vrlo je važno odabrati pravi materijal za ovu komponentu automobila, jer prednja svjetla noću osvjetljavaju cestu i način su otkrivanja i vas i ostalih vozača. Jedan od najboljih kompozitnih materijala za prednja svjetla je ksenon. Međutim, halogen je samo malo lošije kvalitete ovog inertnog plina. Dobar halogen je fluorid, aditiv koji se široko koristi u proizvodnji pasta za zube. Pomaže u sprečavanju karijesa. Takav halogeni element kao klor (Cl) nalazi svoju primjenu u proizvodnji HCl, često se koristi u sintezi organskih tvari poput plastike, gume, sintetičkih vlakana, boja i otapala itd. Spojevi klora također se koriste kao sredstva za izbjeljivanje platneni i pamučni materijal, papir i kao sredstvo za borbu protiv bakterija u vodi za piće. Zbog svoje vrlo visoke reaktivnosti, halogeni se s pravom nazivaju otrovnima. Sposobnost ulaska u reakcije najizraženija je kod fluora. Halogeni imaju izražena svojstva gušenja i mogu oštetiti tkiva u interakciji. Fluor u parama i aerosolima smatra se jednim od potencijalno najopasnijih oblika halogena, štetnih za okolna živa bića. To je zbog činjenice da je njuh slabo opaža i osjeća se tek nakon postizanja visoke koncentracije. Kao što vidimo, halogeni su vrlo važan dio periodnog sustava, oni imaju mnoga svojstva, razlikuju se po fizikalnim i kemijskim svojstvima, atomskoj strukturi, oksidacijskom stanju i sposobnosti reakcije s metalima i nemetalima. Koristi se u industriji na razne načine, od aditiva do proizvoda za osobnu njegu do sinteze organskih kemikalija ili izbjeljivača. Unatoč činjenici da je jedan od najboljih načina održavanja i stvaranja svjetla u automobilskim farovima ksenon, halogen mu praktički nije inferioran, a također je široko korišten i ima svoje prednosti. Sada znate što je halogen. Vodič za bilo kakva pitanja o tim tvarima više vam nije smetnja. OPĆE KARAKTERISTIKE Halogeni (od grčkog halos - stvaranje soli i geni) - elementi glavne podskupine VII skupine periodičnog sustava: fluor, klor, brom, jod, astatin. Stol. Elektronička struktura i neka svojstva atoma i molekula halogena 2s 2 2p 5 3s 2 3p 5 4s 2 4p 5 5s 2 5p 5 6s 2 6p 5 17,42
12,97
11,84
10,45
~9,2
3,45
3,61
3,37
3,08
~2,8
~2,2
0,064
0,099
0,114
0,133
0,142
0,199
0,228
0,267
1, +1, +3, 1, +1, +4, 1, +1, +3, Blijedozelena. Zel-žuta. Smeđa Tamno-fiol. Crno 1,51
1,57
3,14
4,93
reagira 2,5: 1 0,02
1) Opća elektronička konfiguracija vanjske razine energije je nS2nP5. FLUOR I NJEGOVE SPOJEVE Fluor F2 - otkrio A. Moissan 1886. godine Fizička svojstva Svjetložuti plin; t ° pl. \u003d -219 ° C, t ° vrenje \u003d -183 ° C. Primanje Elektroliza taline kalijevog hidrofluorida KHF2: Kemijska svojstva F2 je najjače oksidacijsko sredstvo od svih tvari: 1,2F2 + 2H2O ® 4HF + O2 Vodikov fluorid Fizička svojstva Bezbojni plin, dobro topljiv u vodi t ° pl. \u003d - 83,5 ° C; bala t ° \u003d 19,5 ° C; Primanje CaF2 + H2SO4 (konc.) ® CaSO4 + 2HF Kemijska svojstva 1) VF otopina u vodi - slaba kiselina (fluorovodik): VF «H + + F- Soli fluorovodonične kiseline - fluoridi 2) Fluorovodonična kiselina otapa staklo: SiO2 + 4HF ® SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF ® H2 heksafluorosilicna kiselina KLOR I NJEGOVE SPOJEVINE Klor Cl2 - otkrio K. Scheele 1774 Fizička svojstva Plin je žuto-zeleni, t ° pl. \u003d -101 ° C, tt t ° \u003d -34 ° C. Primanje Oksidacija Cl-iona jakim oksidansima ili električnom strujom: MnO2 + 4HCl ® MnCl2 + Cl2 + 2H2O elektroliza otopine NaCl (industrijska metoda): 2NaCl + 2H2O ® H2 + Cl2 + 2NaOH Kemijska svojstva Klor je jako oksidirajuće sredstvo. 1) Reakcije s metalima: 2Na + Cl2 ® 2NaCl 2) Reakcije s nemetalima: H2 + Cl2 –hn® 2HCl 3) Reakcija s vodom: Cl2 + H2O «HCl + HClO 4) Reakcije s lužinama: Cl2 + 2KOH –5 ° C® KCl + KClO + H2O 5) Izmjenjuje brom i jod iz halogenovodičnih kiselina i njihovih soli. Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2 Spojevi klora Fizička svojstva Bezbojni plin oštrog mirisa, otrovan, teži od zraka, lako topiv u vodi (1: 400). Primanje 1) Sintetska metoda (industrijska): H2 + Cl2 ® 2HCl 2) Metoda hidrosulfata (laboratorijska): NaCl (krutina) + H2SO4 (konc.) ® NaHSO4 + HCl Kemijska svojstva 1) Otopina HCl u vodi - klorovodična kiselina - jaka kiselina: HCl «H + + Cl- 2) Reagira s metalima u rasponu naprezanja do vodika: 2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2 3) s metalnim oksidima: MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O 4) s bazama i amonijakom: HCl + KOH ® KCl + H2O 5) sa solima: CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + H2O + CO2 Stvaranje bijelog taloga srebrnog klorida, netopivog u mineralnim kiselinama, koristi se kao kvalitativna reakcija za detekciju Cl-aniona u otopini. 2Fe + 3Cl2 ® 2FeCl3 Većina klorida topivi su u vodi (s izuzetkom klorida srebra, olova i monovalentne žive). Hypochlorous acid HCl + 1O Fizička svojstva Dostupno samo u obliku razrijeđenih vodenih otopina. Primanje Cl2 + H2O «HCl + HClO Kemijska svojstva HClO je slaba kiselina i jako oksidirajuće sredstvo: 1) Razgrađuje se, oslobađajući atomski kisik HClO - u svjetlu® HCl + O 2) S lužinama daje soli - hipoklorite HClO + KOH ® KClO + H2O 2HI + HClO ® I2¯ + HCl + H2O Klorna kiselina HCl + 3O2 Fizička svojstva Postoji samo u vodenim otopinama. Primanje Nastaje interakcijom vodikovog peroksida s klorovim (IV) oksidom, koji se dobiva iz Bertholletove soli i oksalne kiseline u mediju H2SO4: 2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 ® K2SO4 + 2CO2 + 2SlO2 + 2H2O Kemijska svojstva HClO2 je slaba kiselina i jako oksidirajuće sredstvo; kloridne soli - kloriti: HClO2 + KOH ® KClO2 + H2O 2) Nestabilan, raspada se u skladištu 4HClO2 ® HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O Klorova kiselina HCl + 5O3 Fizička svojstva Stabilan samo u vodenim otopinama. Primanje Ba (ClO3) 2 + H2SO4 ® 2HClO3 + BaSO4¯ Kemijska svojstva HClO3 - jaka kiselina i jako oksidirajuće sredstvo; soli klorovodične kiseline - klorati: 6P + 5HClO3 ® 3P2O5 + 5HCl KClO3 - Bertholletova sol; dobiva se propuštanjem klora kroz zagrijanu (40 ° C) otopinu KOH: 3Cl2 + 6KOH ® 5KCl + KClO3 + 3H2O Bertholletova sol koristi se kao oksidirajuće sredstvo; zagrijavanjem se raspada: 4KClO3 - bez cat® KCl + 3KClO4 Perklorna kiselina HCl + 7O4 Fizička svojstva Bezbojna tekućina, bala t ° \u003d 25 ° C, t ° pl. \u003d -101 ° C. Primanje KClO4 + H2SO4 ® KHSO4 + HClO4 Kemijska svojstva HClO4 je vrlo jaka kiselina i vrlo jako oksidirajuće sredstvo; soli perklorne kiseline - perklorati. HClO4 + KOH ® KClO4 + H2O 2) Kada se zagriju, klorovodična kiselina i njene soli raspadaju se: 4HClO4 –t ° ® 4ClO2 + 3O2 + 2H2O BROM I NJEGOVE SPOJEVE Brom Br2 - otkrio J. Balard 1826. godine. Fizička svojstva Smeđa tekućina s teškim otrovnim parama; ima neugodan miris; r \u003d 3,14 g / cm3; t ° pl. \u003d -8 ° C; bala t ° \u003d 58 ° C. Primanje Oksidacija Br iona - jaki oksidanti: MnO2 + 4HBr ® MnBr2 + Br2 + 2H2O Kemijska svojstva U slobodnom stanju brom je snažno oksidirajuće sredstvo; i njegova vodena otopina, "bromna voda" (koja sadrži 3,58% broma) obično se koristi kao slabo oksidirajuće sredstvo. 1) Reagira s metalima: 2Al + 3Br2 ® 2AlBr3 2) Reagira s nemetalima: H2 + Br2 «2HBr 3) Reagira s vodom i lužinama: Br2 + H2O «HBr + HBrO 4) Reagira s jakim redukcijskim sredstvima: Br2 + 2HI ® I2 + 2HBr Vodikov bromid HBr Fizička svojstva Bezbojni plin, lako topiv u vodi; bala t ° \u003d -67 ° C; t ° pl. \u003d -87 ° C. Primanje 2NaBr + H3PO4 –t ° ® Na2HPO4 + 2HBr PBr3 + 3H2O ® H3PO3 + 3HBr Kemijska svojstva Vodena otopina bromovodik-bromovodične kiseline čak je jača od solne kiseline. Ulazi u iste reakcije kao i HCl: 1) Disocijacija: HBr «H + + Br - 2) S metalima u rasponu napona do vodika: Mg + 2HBr ® MgBr2 + H2 3) s metalnim oksidima: CaO + 2HBr ® CaBr2 + H2O 4) s bazama i amonijakom: NaOH + HBr ® NaBr + H2O 5) sa solima: MgCO3 + 2HBr ® MgBr2 + H2O + CO2 Soli bromovodične kiseline nazivaju se bromidi. Posljednja reakcija - stvaranje taloga srebrno-bromida netopljivog u žutoj kiselini služi za otkrivanje Br - aniona u otopini. 6) HBr je jako redukcijsko sredstvo: 2HBr + H2SO4 (konc.) ® Br2 + SO2 + 2H2O Od kisikovih kiselina broma poznati su slabi hipobromni HBr + 1O i jaki bromni HBr + 5O3. Jod I2 - otkrio B. Courtois 1811. godine Fizička svojstva Kristalna tvar tamnoljubičaste boje s metalnim sjajem. Primanje Oksidacija I-jona jakim oksidansima: Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2 Kemijska svojstva 1) s metalima: 2Al + 3I2 ® 2AlI3 2) s vodikom: 3) s jakim redukcijskim sredstvima: I2 + SO2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HI 4) s lužinama: 3I2 + 6NaOH ® 5NaI + NaIO3 + 3H2O Vodikov jodid Fizička svojstva Bezbojni plin oštrog mirisa dobro ćemo se otopiti u vodi, t ° kip. \u003d -35 ° C; t ° pl. \u003d -51 ° C. Primanje I2 + H2S ® S + 2HI 2P + 3I2 + 6H2O ® 2H3PO3 + 6HI Kemijska svojstva 1) Otopina HI u vodi je jaka jodovodična kiselina: HI «H + + I- Soli jodovodične kiseline - jodidi (za ostale HI reakcije vidi St. HCl i HBr) 2) HI je vrlo snažno redukcijsko sredstvo: 2HI + Cl2 ® 2HCl + I2 3) Identifikacija I-iona u otopini: NaI + AgNO3 ® AgI¯ + NaNO3 Nastaje tamnožuti talog srebrnog jodida, netopiv u kiselinama. Kiseoničke kiseline joda Jodna kiselina HI + 5O3 Bezbojna kristalna tvar, t ° pl. \u003d 110 ° C, lako topljiva u vodi. Primite: 3I2 + 10HNO3 ® 6HIO3 + 10NO + 2H2O HIO3 je jaka kiselina (soli - jodati) i jako oksidacijsko sredstvo. Jodna kiselina H5I + 7O6 Kristalna higroskopna tvar, lako topljiva u vodi, talište \u003d 130 ° C. |
Čitati: |
---|
Novi
- Ime Daria: podrijetlo i značenje
- Ivan Kupala praznik: tradicije, običaji, ceremonije, zavjere, rituali
- Mjesečev horoskop šišanja za siječanj
- Ljubavni vezovi prema fotografiji - pravila, metode
- Što je crna retorika?
- Ljubavni horoskop za znak Vodenjaka za rujan Horoskop točan za rujan godine Vodenjak
- Pomrčina 11. kolovoza u koliko sati
- Ceremonije i rituali za uzvišenje Svetog Križa (27. rujna)
- Robespierre je logično-intuitivni introvert (LII)
- Molitva za puno sreće na poslu i sreće