Odseki spletnega mesta
Izbira urednika:
- Določitev skupne niti tkanine
- Priporočila za nakup lastne kegljaške žoge
- Večplastna solata iz paradižnika in kumar
- Krema za mešano kožo
- Krema iz smetane in kisle smetane
- Nekaj \u200b\u200bpreprostih nasvetov, kako minimizirati igro
- Projekt "Domač način za lupljenje brusnic"
- Kako z amaterskim teleskopom opazovati planet Mars
- Kakšne točke dobi diplomant in kako jih prešteti
- Vsebnost kalorij v siru, sestava, bju, koristne lastnosti in kontraindikacije
Oglaševanje
Halogena serija. Kemijske lastnosti halogenov |
Halogeni na periodnem sistemu so levo od žlahtnih plinov. Teh pet strupenih nekovinskih elementov je v skupini 7 periodnega sistema. Sem spadajo fluor, klor, brom, jod in astatin. Čeprav je astatin radioaktiven in ima le kratkotrajne izotope, se obnaša kot jod in ga pogosto imenujejo halogen. Ker imajo halogenski elementi sedem valentnih elektronov, potrebujejo le en dodaten elektron, da tvorijo polni oktet. Zaradi te značilnosti so bolj aktivni kot druge skupine nekovin. splošne značilnostiHalogeni tvorijo dvoatomske molekule (tipa X2, kjer X pomeni atom halogena) - stabilna oblika obstoja halogenov v obliki prostih elementov. Vezi teh dvoatomskih molekul so nepolarne, kovalentne in enojne. Kemijske lastnosti halogenov jim omogočajo, da zlahka tvorijo spojino z večino elementov, zato se v naravi nikoli ne pojavijo nevezane. Fluor je najbolj aktiven halogen, astatin pa najmanj. Vsi halogeni tvorijo soli skupine I s podobnimi lastnostmi. V teh spojinah so halogeni prisotni kot halogenski anioni s polnjenjem -1 (npr. Cl-, Br-). Končnik -id označuje prisotnost halidnih anionov; na primer Cl- se imenuje "klorid". Poleg tega kemijske lastnosti halogeni jim omogočajo, da delujejo kot oksidanti - oksidirajo kovine. Večina kemijske reakcije, v katerem so halogeni - redoks v vodni raztopini. Halogeni tvorijo enojne vezi z ogljikom ali dušikom v organskih spojinah, kjer je njihovo oksidacijsko stanje (CO) -1. Ko atom halogena nadomestimo s kovalentno vezanim atomom vodika v organska spojina, se predpona halo- lahko uporablja v splošnem pomenu ali predpona fluoro-, kloro-, bromo-, jod- - za določene halogene. Halogeni elementi so lahko zamreženi in tvorijo dvoatomske molekule s polarnimi kovalentnimi enojnimi vezmi. Klor (Cl2) je bil prvi halogen, odkrit leta 1774, nato jod (I2), brom (Br2), fluor (F2) in astatin (At, zadnji odkrit leta 1940). Ime "halogen" izhaja iz grških korenin hal- ("sol") in -gen ("oblika"). Te besede skupaj pomenijo "tvorjenje soli" in poudarjajo dejstvo, da halogeni reagirajo s kovinami in tvorijo soli. Halite je ime za kameno sol, naravni mineral, sestavljen iz natrijevega klorida (NaCl). In končno, halogeni se uporabljajo v vsakdanjem življenju - fluor vsebuje zobna pasta, klor razkužuje pitna voda, jod pa spodbuja proizvodnjo ščitničnih hormonov. Kemični elementiFluor je element z atomsko številko 9, označen s simbolom F. Elementarni fluor je bil prvič odkrit leta 1886 z ločitvijo od fluorovodikove kisline. V svojem prostem stanju fluor obstaja kot dvoatomska molekula (F2) in je najpogostejši halogen v zemeljski skorji. Fluor je najbolj elektronegativni element v periodnem sistemu. Kdaj sobna temperatura je svetlo rumen plin. Tudi fluor ima sorazmerno majhen atomski polmer. Njegov CO je -1, razen elementarnega dvoatomskega stanja, pri katerem je njegovo oksidacijsko stanje nič. Fluor je izjemno reaktiven in deluje neposredno z vsemi elementi, razen s helijem (He), neonom (Ne) in argonom (Ar). V raztopini H2O je fluorovodikova kislina (HF) šibka kislina. Čeprav je fluor zelo elektronegativen, njegova elektronegativnost ne določa kislosti; HF je šibka kislina, ker je fluorov ion bazičen (pH\u003e 7). Poleg tega fluor proizvaja zelo močne oksidante. Na primer, fluor lahko reagira s ksenonom inertnega plina in tvori močno oksidacijsko sredstvo, ksenonski difluorid (XeF2). Fluor ima veliko uporab. Klor je element z atomskim številom 17 in kemijskim simbolom Cl. Odkrit leta 1774 z ločitvijo od klorovodikove kisline. V svojem osnovnem stanju tvori dvoatomsko molekulo Cl2. Klor ima več CO: -1, +1, 3, 5 in 7. Pri sobni temperaturi je svetlo zelen plin. Ker je vez, ki nastane med dvema atomoma klora, šibka, ima molekula Cl2 zelo visoko sposobnost tvorbe spojin. Klor reagira s kovinami in tvori soli, imenovane kloridi. Klorovi ioni so najpogostejši ioni, ki jih najdemo v morska voda... Klor ima tudi dva izotopa: 35Cl in 37Cl. Natrijev klorid je najpogostejši izmed vseh kloridov. Brom - kemični element z atomsko številko 35 in simbolom Br. Prvič so ga odkrili leta 1826. V svoji osnovni obliki je brom dvoatomska molekula Br2. Pri sobni temperaturi je rdečkasto rjava tekočina. Njegov CO je -1, + 1, 3, 4 in 5. Brom je bolj aktiven kot jod, vendar manj aktiven kot klor. Poleg tega ima brom še dva izotopa: 79Br in 81Br. Brom se pojavlja kot bromidne soli, raztopljene v morski vodi. Per zadnja leta svetovna proizvodnja bromida se je znatno povečala zaradi njegove razpoložljivosti in dolge življenjske dobe. Tako kot drugi halogeni je tudi brom oksidant in zelo toksičen. Jod je kemični element z atomsko številko 53 in simbolom I. Jod ima oksidacijska stanja: -1, +1, +5 in +7. Obstaja kot dvoatomska molekula I2. Pri sobni temperaturi je trdna snov vijolična... Jod ima en stabilen izotop, 127I. Prvič so ga odkrili leta 1811 z uporabo morskih alg in žveplove kisline. Trenutno se jodni ioni lahko sproščajo v morski vodi. Kljub temu, da je jod v vodi slabo topen, se njegova topnost lahko poveča z uporabo posameznih jodidov. Jod ima pomembno vlogo v telesu, saj sodeluje pri proizvodnji ščitničnih hormonov. Astatin je radioaktivni element z atomsko številko 85 in simbolom At. Njegova možna oksidacijska stanja so -1, +1, 3, 5 in 7. Edini halogen, ki ni dvoatomska molekula. V normalnih pogojih je črna kovinska trdna snov. Astatin je zelo redek element, zato se o njem malo ve. Poleg tega ima astatin zelo kratko razpolovno dobo, ki ni daljša od nekaj ur. Pridobljeno leta 1940 kot rezultat sinteze. Verjame se, da je astatin podoben jodu. Se razlikuje po kovinskih lastnostih. Spodnja tabela prikazuje strukturo atomov halogena, strukturo zunanje plasti elektronov. Zaradi te strukture zunanje plasti elektronov so fizikalne in kemijske lastnosti halogenov podobne. Vendar se pri primerjavi teh elementov opazijo tudi razlike. Periodične lastnosti v halogenski skupiniFizikalne lastnosti preprostih snovi halogenov se spreminjajo s povečanjem redne številke elementa. Za boljše razumevanje in večjo jasnost vam ponujamo več tabel. Tališča in vrelišča v skupini se povečujejo z rastjo velikosti molekule (F Tabela 1. Halogeni. Fizikalne lastnosti: tališča in vrelišča Velikost jedra se poveča (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. Tabela 2. Halogeni. Fizikalne lastnosti: atomski polmer Če zunanji valentni elektroni niso blizu jedra, potem ni treba veliko energije, da bi jih odmaknili od njega. Tako energija, potrebna za izrivanje zunanjega elektrona, ni tako visoka v spodnjem delu skupine elementov, saj je ravni energije več. Poleg tega visoka ionizacijska energija povzroči, da element pokaže nekovinske lastnosti. Jod in astatin imata kovinske lastnosti, ker se ionizacijska energija zmanjša (At< I < Br < Cl < F). Tabela 3. Halogeni. Fizikalne lastnosti: energija ionizacije Število valentnih elektronov v atomu narašča z naraščanjem ravni energije na postopno nižjih ravneh. Elektroni so postopoma oddaljeni od jedra; Tako jedra kot elektronov ne privlačita drug drugega. Opazimo povečanje zaščite. Zato se elektronegativnost zmanjšuje s povečevanjem obdobja (At< I < Br < Cl < F). Tabela 4. Halogeni. Fizikalne lastnosti: elektronegativnost Ker se velikost atoma z naraščajočim obdobjem povečuje, se afiniteta elektronov praviloma zmanjšuje (B< I < Br < F < Cl). Исключение – фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором. Tabela 5. Elektronska afiniteta halogenov Reaktivnost halogenov se z naraščajočim obdobjem zmanjšuje (At Halid nastane, ko halogen reagira z drugim, manj elektronegativnim elementom in tvori binarno spojino. Vodik reagira s halogeni in tvori HX halogenide: Vodikovi halogenidi se zlahka raztopijo v vodi in tvorijo vodikov halogenid (fluorovodikova, klorovodikova, bromovodikova, jodovodikova) kislina. Lastnosti teh kislin so prikazane spodaj. Kisline nastanejo z naslednjo reakcijo: HX (aq) + H2O (l) → X- (aq) + H3O + (aq). Vsi vodikovi halogenidi tvorijo močne kisline z izjemo HF. Poveča se kislost halogenalnih kislin: HF Fluorovodikova kislina je sposobna dlje časa gravirati steklo in nekatere anorganske fluoride. Morda se zdi nerazumljivo, da je HF najšibkejša halogenilna kislina, saj ima fluor največjo elektronegativnost. Vendar je vez H-F zelo močna, zaradi česar je kislina zelo šibka. Močna vez je določena s kratko dolžino vezi in veliko disociacijsko energijo. Od vseh vodikovih halogenidov ima HF najkrajšo dolžino vezi in najvišjo energijo disociacije vezi. Halogenske okso kisline so kisline z vodikovimi, kisikovimi in halogenskimi atomi. Njihovo kislost lahko določimo s strukturno analizo. Halogene okso kisline so navedene spodaj: V vsaki od teh kislin je proton vezan na atom kisika, zato je primerjava dolžin protonske vezi tukaj neuporabna. Tu ima prevladujočo vlogo elektronegativnost. Kisla aktivnost se poveča s povečanjem števila atomov kisika, povezanih s centralnim atomom. Osnovne fizikalne lastnosti halogenov so povzete v naslednji tabeli. Barva halogenov je posledica absorpcije vidne svetlobe z molekulami, zaradi česar se elektroni vzbudijo. Fluor absorbira vijolično svetlobo in je zato videti svetlo rumen. Jod pa absorbira rumeno svetlobo in se zdi vijoličen (rumena in vijolična se dopolnjujeta). Barva halogenov s tem daljšim obdobjem postaja temnejša V zaprtih posodah sta tekoči brom in trdni jod v ravnovesju s svojimi hlapi, kar lahko opazimo kot barvni plin. Čeprav je barva astatina neznana, se domneva, da bi moral biti v skladu z opazovanim vzorcem temnejši od joda (tj. Črne barve). Če vas bodo vprašali: "Opišite fizikalne lastnosti halogenov," boste imeli kaj za povedati. Namesto halogenske valence se pogosto uporablja oksidacijsko stanje. Običajno je stopnja oksidacije -1. Če pa je halogen vezan na kisik ali drug halogen, lahko prevzame druga stanja: CO kisik-2 ima prednost. V primeru dveh različnih atomov halogena, povezanih skupaj, prevlada bolj elektronegativni atom in prevzame CO -1. Na primer, v jodijevem kloridu (ICl) ima klor CO -1 in jod +1. Klor je bolj elektronegativen kot jod, zato je njegov CO -1. V bromovi kislini (HBrO4) ima kisik CO -8 (-2 x 4 atoma \u003d -8). Vodik ima splošno stopnjo oksidacije +1. Če te vrednosti seštejemo skupaj, dobimo CO -7. Ker mora biti končni CO spojine enak nič, je CO broma +7. Tretja izjema od pravila je oksidacijsko stanje halogena v elementarni obliki (X2), kjer je njegov CO enak nič. Elektronegativnost narašča s povečevanjem obdobja. Zato ima fluor največjo elektronegativnost med vsemi elementi, kar dokazuje tudi njegov položaj na periodnem sistemu. Njegova elektronska konfiguracija je 1s2 2s2 2p5. Če fluor dobi nov elektron, so najbolj oddaljene p-orbitale popolnoma napolnjene in tvorijo cel oktet. Ker je fluor zelo elektronegativen, lahko zlahka odvzame elektron sosednjemu atomu. Fluor je v tem primeru izoelektronski na inertni plin (z osmimi valenčnimi elektroni), vse njegove zunanje orbitale so napolnjene. V tem stanju je fluor veliko bolj stabilen. V naravi so halogeni v stanju anionov, zato proste halogene dobimo z oksidacijo z elektrolizo ali z uporabo oksidantov. Na primer, klor nastane s hidrolizo raztopine natrijevega klorida. Uporaba halogenov in njihovih spojin je raznolika. CCl4 je dobro sredstvo za kloriranje, na primer za pretvorbo BeO v BeCl2. SbF3 se pogosto uporablja za fluoriranje kloridov (glej SO2ClF zgoraj). Prva reakcija zagotavlja priročno metodo za pridobivanje visoko koncentrirane raztopine I2 z dodajanjem joda koncentrirani raztopini KI. Polijodidi ohranjajo lastnosti I2. Prav tako je mogoče dobiti mešane polighalogenide: RbI + Br2 -\u003e RbIBr2 RbIСl2 + Cl2 -\u003e RbICl4 Vse halogenske kisline so nestabilne, vendar je čisti HOClO3 najbolj stabilen (brez kakršnih koli reducentov). Vse okso kisline so močna oksidacijska sredstva, vendar stopnja oksidacije ni nujno odvisna od stopnje oksidacije halogena. HOCl (ClI) je torej hitro in učinkovito oksidacijsko sredstvo, razredčeni HOClO3 (ClVII) pa ne. Na splošno je višja stopnja oksidacije halogena v okso kislini, močnejša je kislina; zato je HClO4 (ClVII) najmočnejša znana okso kislina v vodni raztopini. Ion ClO4, ki nastane med disociacijo kisline v vodi, je najšibkejši od negativnih ionov, darovalec elektronskega para. Hipokloriti Na in Ca najdejo industrijsko uporabo pri beljenju in čiščenju vode. Interhalogene spojine so med seboj spojine različnih halogenov. Halogen z velikim polmerom ima v taki spojini vedno pozitivno oksidacijsko stanje (podvržen je oksidaciji), z manjšim polmerom pa bolj negativen (podvržen redukciji). To dejstvo izhaja iz splošne težnje po spremembi aktivnosti v seriji halogenov. Tabela 8d prikazuje sestave znanih interhalogenih spojin (halogen z bolj pozitivno stopnjo oksidacije). Primernejše metode za pridobivanje vodikovih halogenidov kot neposredna sinteza dajejo na primer naslednje reakcije: V plinastem stanju so HX kovalentne spojine, v vodni raztopini pa (z izjemo HF) postanejo močne kisline. To je razloženo z dejstvom, da molekule vode učinkovito odvajajo vodik od halogena. Vse kisline so zaradi hidracije zelo topne v vodi: HX + H2O -\u003e H3O + + X Fluor je lahko le oksidant, kar je enostavno razložiti z njegovim položajem v periodnem sistemu kemičnih elementov D.I. Mendeleeva. Je najmočnejše oksidativno sredstvo, celo oksidira nekatere plemenite pline: 2F 2 + Xe \u003d XeF 4 Pojasniti je treba visoko reaktivnost fluora o uničenje molekule fluora zahteva veliko manj energije, kot se sprosti med tvorbo novih vezi. Zaradi majhnega polmera atoma fluora osamljeni elektronski pari v molekuli fluora trčijo in oslabijo Halogeni sodelujejo s skoraj vsemi preprostimi snovmi. 1. Najbolj živahna reakcija poteka s kovinami. Pri segrevanju fluor sodeluje z vsemi kovinami (vključno z zlatom in platino); v mrazu reagira z alkalnimi kovinami, svincem, železom. Z bakrom in nikljem reakcija v mrazu ne poteka, saj na površini kovine nastane zaščitna plast fluorida, ki kovino ščiti pred nadaljnjo oksidacijo. Klor močno reagira z alkalnimi kovinami, z bakrom, železom in kositrom pa reakcija poteka pri segrevanju. Brom in jod se obnašata podobno. Interakcija halogenov s kovinami je eksotermni proces in jo lahko izrazimo z enačbo: 2M + nHaI 2 \u003d 2MHaI DH<0 Kovinski halogenidi so tipične soli. V tej reakciji imajo halogeni močne oksidativne lastnosti. V tem primeru kovinski atomi donirajo elektrone, halogenski atomi pa na primer prejmejo: 2. V normalnih pogojih fluor v temi reagira z vodikom eksplozivno. Interakcija klora z vodikom poteka pri močni sončni svetlobi. Brom in vodik sodelujeta le pri segrevanju, jod z vodikom pa reagira z močnim segrevanjem (do 350 ° C), vendar je ta postopek reverzibilen. Н 2 + Сl 2 \u003d 2HCl Н 2 + Br 2 \u003d 2НBr Н 2 + I 2 "350 ° 2HI Halogen v tej reakciji je oksidant. Študije so pokazale, da ima reakcija medsebojnega delovanja vodika s klorom naslednji mehanizem. Molekula Sl 2 absorbira hv svetlobni kvant in se razgradi v anorganske radikale Sl. ... To je začetek reakcije (začetno vzbujanje reakcije). Potem se nadaljuje samo od sebe. Klorov radikal Сl. reagira z molekulo vodika. V tem primeru nastaneta vodikov radikal Н in НСl. V zameno pa vodikov radikal N. reagira z molekulo Cl 2 in tvori HCl in Cl. itd. Cl 2 + hv \u003d Cl. + Сl. Kl. + H2 \u003d HCl + H. H. + Cl2 \u003d HCl + C1. Začetno navdušenje je povzročilo verigo zaporednih reakcij. Takšne reakcije imenujemo verižne reakcije. Rezultat je vodikov klorid. 3. Halogeni ne vplivajo neposredno na kisik in dušik. 4. Halogeni dobro reagirajo z drugimi nekovinami, na primer: 2Р + 3Сl 2 \u003d 2PCl 3 2Р + 5Сl 2 \u003d 2PCl 5 Si + 2F 2 \u003d SiF 4 Halogeni (razen fluora) ne reagirajo z inertnimi plini. Kemična aktivnost broma in joda v primerjavi z nekovinami je manj izrazita kot fluor in klor. V vseh zgornjih reakcijah imajo halogeni oksidativne lastnosti. Interakcija halogenov s kompleksnimi snovmi. 5. Z vodo. Fluor reagira z vodo eksplozivno in tvori atomski kisik: H2O + F2 \u003d 2HF + O Preostali halogeni reagirajo z vodo po naslednji shemi: Gal 0 2 + H 2 O «NGal -1 + NGal +1 O Ta reakcija je reakcija nesorazmerja, kadar je halogen hkrati reducent in oksidant, na primer: Сl 2 + Н 2 O «НСl + НСlO Cl2 + H2O «H + + Cl - + HClO Сl ° + 1e - ®Сl - Cl ° -1e - ®Сl + kjer je HCl močna klorovodikova kislina; НСlO - šibka hipoklorova kislina 6. Halogeni so sposobni odvzeti vodik drugim snovem, terpentin + C1 2 \u003d HC1 + ogljik Klor nadomešča vodik v nasičenih ogljikovodikih: CH 4 + Cl 2 \u003d CH 3 Cl + HCl in združuje nenasičene spojine: C2H4 + Cl2 \u003d C2H4Cl2 7. Reaktivnost halogenov se v seriji F-Cl - Br - I. zmanjša. Zato prejšnji element izpodrine naslednjega iz kislin tipa NG (G - halogen) in njihovih soli. V tem primeru se aktivnost zmanjša: F 2\u003e Сl 2\u003e Br 2\u003e I 2 Uporaba Klor se uporablja za razkuževanje pitne vode, beljenje tkanin in papirne kaše. Velike količine se porabijo za proizvodnjo klorovodikove kisline, belila itd. Fluor je našel široko uporabo pri sintezi polimernih materialov - fluoroplastov z visoko kemično odpornostjo in tudi kot oksidant za raketno gorivo. Nekatere fluorove spojine se uporabljajo v medicini. Brom in jod sta močna oksidanta in se uporabljata v različnih sintezah in analizah snovi. Pri proizvodnji zdravil se porabijo velike količine broma in joda. Vodikovi halogenidi Spojine halogenov z vodikom HX, kjer je X katerikoli halogen, imenujemo vodikove halogenide. Zaradi visoke elektronegativnosti halogenov se vezni elektronski par premakne v njihovo smer, zato so molekule teh spojin polarne. Vodikovi halogenidi so brezbarvni plini ostrega vonja, dobro topni v vodi. Pri 0 ° C v 1 prostornini vode raztopite 500 volumnov HC1, 600 volumnov HBr in 450 volumnov HI. Vodikov fluorid se meša z vodo v poljubnem razmerju. Visoka topnost teh spojin v vodi omogoča pridobivanje koncentrata Tabela 16. Stopnje disociacije halogenalnih kislin raztopine za kopel. Ko se vodikovi halogeidi raztopijo v vodi, se ločijo kot kisline. HF spada med šibko disociirane spojine, kar je razloženo s posebno trdnostjo vezi v jedru. Preostale raztopine vodikovih halogenidov so močne kisline. HF - fluorovodikova (fluorovodikova) kislina HC1 - klorovodikova (klorovodikova) kislina HBr - bromovodikova kislina HI - jodovodikova kislina Moč kislin v seriji HF - НСl - HBr - HI se poveča, kar je razloženo z zmanjšanjem vezne energije v isti smeri in povečanjem medjedrske razdalje. HI je najmočnejša kislina med serijami halogenilne kisline (glej tabelo 16). Polarizabilnost se poveča zaradi dejstva, da voda polarizira več je povezava, katere dolžina je večja. I Soli halogenilnih kislin nosijo naslednja imena: fluoridi, kloridi, bromidi, jodidi. Kemijske lastnosti halogenilnih kislin V suhi obliki vodikovi halogenidi ne delujejo na večino kovin. 1. Vodne raztopine vodikovih halogenidov imajo lastnosti anoksičnih kislin. Močno komunicira s številnimi kovinami, njihovimi oksidi in hidroksidi; kovine, ki so v elektrokemičnem nizu kovinskih napetosti po vodiku, ne delujejo. Medsebojno delovanje z nekaterimi solmi in plini. Fluorovodikova kislina uničuje steklo in silikate: SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O Zato ga ni mogoče shraniti v steklovini. 2. Pri redoks reakcijah se halogenilne kisline obnašajo kot reduktorji in redukcijska aktivnost v seriji Cl -, Br -, I - se poveča. Prejemanje Vodikov fluorid nastane z delovanjem koncentrirane žveplove kisline na fluorit: CaF 2 + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + 2 HF Vodikov klorid dobimo z neposredno interakcijo vodika s klorom: H2 + Cl2 \u003d 2HCl To je sintetičen način, da ga dobite. Metoda sulfata temelji na reakciji koncentrirane žveplova kislina z NaCl. Ob rahlem segrevanju reakcija poteka s tvorbo HCl in NaHSO 4. NaCl + H2S04 \u003d NaHSO4 + HCl Pri višji temperaturi poteka druga stopnja reakcije: NaCl + NaHSO4 \u003d Na2S04 + HCl Toda HBr in HI ne morete dobiti na podoben način, ker njihove spojine s kovinami pri interakciji s koncentriranjem oksidirajo jih z žveplovo kislino, ker I - in Br - sta močni reducentoma. 2NaBr -1 + 2H 2 S +6 O 4 (c) \u003d Br 0 2 + S +4 O 2 + Na 2 SO 4 + 2Н 2 O Vodikov bromid in vodikov jodid dobimo s hidrolizo PBr 3 in 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 Kovinski halogenidi so tipične soli. Zanje je značilen ionski tip vezi, kjer imajo kovinski ioni pozitiven naboj, halogenski ioni pa negativni. Imajo kristalno mrežo. Zmanjševalna sposobnost halogenidov se poveča v serijah Cl -, Br -, I - (glej odstavek 2.2). Topnost slabo topnih soli se v seriji AgCl - AgBr - AgI zmanjša; nasprotno pa je sol AgF zelo topna v vodi. Večina soli halogenilnih kislin je dobro topna v vodi. Tu bo bralec našel informacije o halogenih, kemijskih elementih periodnega sistema D. I. Mendelejeva. Vsebina članka vam bo omogočila, da se seznanite z njihovimi kemičnimi in fizikalnimi lastnostmi, naravo, načini uporabe itd. Halogeni so vsi elementi kemijske tabele D. I. Mendelejeva, ki so v sedemnajsti skupini. Glede na bolj strogo metodo razvrščanja so to vsi elementi sedme skupine, glavne podskupine. Halogeni so elementi, ki lahko reagirajo s skoraj vsemi snovmi preproste vrste, z izjemo določene količine nekovin. Vsi so energijski oksidanti, zato so v naravnih razmerah praviloma v mešani obliki z drugimi snovmi. Indeks kemijske aktivnosti halogenov se zmanjšuje s povečanjem njihovega rednega oštevilčenja. Za halogene se štejejo naslednji elementi: fluor, klor, brom, jod, astatin in umetno ustvarjen tennesin. Kot smo že omenili, so vsi halogeni oksidanti z izrazitimi lastnostmi, poleg tega pa so vsi nekovine. Zunanji ima sedem elektronov. Interakcija s kovinami vodi do tvorbe ionskih vezi in soli. Skoraj vsi halogeni, z izjemo fluora, lahko delujejo kot redukcijsko sredstvo in dosežejo najvišjo stopnjo oksidacije +7, vendar to zahteva njihovo interakcijo z elementi, ki imajo visoko stopnjo elektronegativnosti. Leta 1841 je švedski kemik J. Berzelius predlagal uvedbo izraza halogeni, pri čemer se je nanje skliceval takrat znani F, Br, I. Vendar je bil pred uvedbo tega izraza v zvezi s celotno skupino takih elementov leta 1811 Nemški znanstvenik I Schweigger je klor imenoval z isto besedo, sam izraz pa je bil iz grščine preveden kot "soleod". Konfiguracija elektronov zunanje atomske lupine halogenov je naslednja: 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 so elementi, ki imajo na zunanji elektronski lupini sedem elektronov, kar jim omogoča, da "brez napora" pritrdijo elektron, ki ni dovolj za dokončanje lupine. Običajno je stanje oksidacije -1. Cl, Br, I in Ob reakciji z elementi z višjo stopnjo začnejo kazati pozitivno oksidacijsko stanje: +1, +3, +5, +7. Fluor ima stalno stopnjo oksidacije -1. Zaradi visoke stopnje reaktivnosti so halogeni običajno v obliki spojin. Stopnja razmnoževanja v zemeljski skorji se zmanjšuje v skladu s povečanjem atomskega polmera od F do I. Astatin v zemeljski skorji se sploh meri v gramih, Tennessin pa ustvarja umetno. Halogene najpogosteje najdemo naravno v halidnih spojinah, jod pa je lahko tudi v obliki kalijevega ali natrijevega jodata. Zaradi topnosti v vodi so prisotni v oceanskih vodah in slanicah naravnega izvora. F je slabo topen predstavnik halogenov in ga najpogosteje najdemo v sedimentnih kamninah, njegov glavni vir pa je kalcijev fluorid. Halogeni so med seboj lahko zelo različni in imajo naslednje fizikalne lastnosti: Halogeni so elementi z zelo visoko oksidacijsko aktivnostjo, ki se zmanjša od F do At. Fluor, ki je najaktivnejši predstavnik halogenov, lahko reagira z vsemi vrstami kovin, razen katere koli znane. Večina predstavnikov kovin, ki padejo v atmosfero fluora, se spontano zgorejo, medtem ko sproščajo toploto v ogromnih količinah. Brez izpostavljanja fluora vročini lahko reagira z velikim številom nekovin, na primer H2, C, P, S, Si. V tem primeru so reakcije eksotermne in jih lahko spremlja eksplozija. Ko se segreje, F prisili preostale halogene, da oksidirajo in kadar je izpostavljen sevanju, lahko ta element sploh reagira s težkimi plini inertne narave. Fluor v interakciji s kompleksnimi snovmi povzroči visokoenergijske reakcije, na primer z oksidacijo vode lahko povzroči eksplozijo. Klor je lahko tudi reaktiven, zlasti kadar je prost. Njegova aktivnost je manjša kot pri fluoru, vendar lahko reagira s skoraj vsemi preprostimi snovmi, vendar dušik, kisik in žlahtni plini z njo ne reagirajo. Klor v interakciji z vodikom pri segrevanju ali pri dobri svetlobi povzroči burno reakcijo, ki jo spremlja eksplozija. Poleg reakcij substitucije in substitucije lahko Cl reagira z velikim številom kompleksnih snovi. Br in I lahko izpodrine zaradi segrevanja spojin, ki jih tvorijo, s kovino ali vodikom, reagira pa lahko tudi z alkalnimi snovmi. Brom je kemično manj aktiven kot klor ali fluor, vendar se še vedno kaže zelo jasno. To je posledica dejstva, da se brom Br najpogosteje uporablja kot tekočina, ker je v tem stanju začetna stopnja koncentracije pod enakimi pogoji višja od stopnje Cl. Veliko se uporablja v kemiji, zlasti organski. Lahko se raztopi v H 2 O in z njim delno reagira. Halogeni element jod tvori preprosto snov I 2 in je sposoben reagirati s H20, raztopiti se v jodidih raztopin in tvoriti kompleksne anione. Od večine halogenov se razlikujem po tem, da ne reagira z večino nekovin in počasi reagira s kovinami, medtem ko ga je treba segrevati. Z vodikom reagira le, če je izpostavljen močnemu segrevanju in reakcija je endotermna. Redki halogenski astatin (At) je manj reaktiven kot jod, vendar lahko reagira s kovinami. Kot posledica disociacije nastanejo tako anioni kot kationi. Halogene spojine ljudje pogosto uporabljajo na najrazličnejših področjih delovanja. Naravni kriolit (Na 3 AlF 6) se uporablja za proizvodnjo Al. Brom in jod farmacevtska in kemijska podjetja pogosto uporabljajo kot preprosti snovi. Pri proizvodnji rezervnih delov za avtomobile se pogosto uporabljajo halogeni. Takšni detajli so žarometi. Zelo pomembno je, da izberete pravi material za to komponento avtomobila, saj žarometi ponoči osvetljujejo cesto in so način zaznavanja vas in drugih voznikov. Ksenon velja za enega najboljših kompozitnih materialov za ustvarjanje žarometov. Halogen pa po kakovosti ni dosti slabši od tega inertnega plina. Dober halogen je fluorid, dodatek, ki se pogosto uporablja pri izdelavi zobnih past. Pomaga preprečiti nastanek kariesa. Tak halogeni element, kot je klor (Cl), ima svojo uporabo pri proizvodnji HCl, pogosto se uporablja pri sintezi organskih snovi, kot so plastika, guma, sintetična vlakna, barvila in topila itd. Klorove spojine se uporabljajo tudi kot belilna sredstva. (c) laneni in bombažni material, papir in kot sredstvo za boj proti bakterijam v pitni vodi. Zaradi zelo visoke reaktivnosti halogene upravičeno imenujemo strupeni. Sposobnost vstopa v reakcije je najbolj izrazita pri fluoru. Halogeni imajo izrazito zadušitvene lastnosti in lahko medsebojno poškodujejo tkiva. Fluor v hlapih in aerosolih velja za eno najbolj potencialno nevarnih oblik halogenov, škodljivih za okoliška živa bitja. To je posledica dejstva, da ga vonj slabo zazna in čuti šele, ko doseže visoko koncentracijo. Kot lahko vidimo, so halogeni zelo pomemben del periodnega sistema, imajo številne lastnosti, razlikujejo se po fizikalnih in kemijskih lastnostih, atomski strukturi, oksidacijskem stanju in sposobnosti reagiranja s kovinami in nekovinami. Uporablja se v industriji na različne načine, od dodatkov v izdelkih za osebno nego do sinteze organskih kemikalij ali belil. Kljub temu, da je eden najboljših načinov za vzdrževanje in ustvarjanje svetlobe v avtomobilskih žarometih ksenon, halogen kljub temu praktično ni slabši od njega in je tudi pogosto uporabljen ter ima svoje prednosti. Zdaj veste, kaj je halogen. Skenirana beseda z vsemi vprašanji o teh snoveh za vas ni več ovira. SPLOŠNE ZNAČILNOSTI Halogeni (iz grškega halos - tvorba soli in genov) - elementi glavne podskupine VII skupine periodičnega sistema: fluor, klor, brom, jod, astatin. Tabela. Elektronska zgradba in nekatere lastnosti atomov in molekul halogenov 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, Bledo zelena. Zel-rumena rjav Temni fiol. Črna 1,51
1,57
3,14
4,93
reagira 2,5: 1 0,02
1) Splošna elektronska konfiguracija zunanje ravni energije je nS2nP5. FLUOR IN NJENE SPOJINE Fluor F2 - odkril A. Moissan leta 1886 Fizične lastnosti Svetlo rumen plin; t ° pl. \u003d -219 ° C, t ° vrelišče \u003d -183 ° C. Prejemanje Elektroliza taline kalijevega hidrofluorida KHF2: Kemijske lastnosti F2 je najmočnejše oksidativno sredstvo med vsemi snovmi: 1,2F2 + 2H2O ® 4HF + O2 Vodikov fluorid Fizične lastnosti Brezbarvni plin se bomo dobro raztopili v vodi t ° pl. \u003d - 83,5 ° C; bala t ° \u003d 19,5 ° C; Prejemanje CaF2 + H2SO4 (konc.) ® CaSO4 + 2HF Kemijske lastnosti 1) HF raztopina v vodi - šibka kislina (fluorovodikova kislina): VF «H + + F- Soli fluorovodikove kisline - fluoridi 2) fluorovodikova kislina raztopi steklo: SiO2 + 4HF ® SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF ® H2 heksafluorosilic kislina KLOR IN NJEGOVE SPOJINE Klor Cl2 - odkril K. Scheele leta 1774 Fizične lastnosti Plin rumeno-zelene barve, t ° pl. \u003d -101 ° C, bp t ° \u003d -34 ° C. Prejemanje Oksidacija Cl-ionov z močnimi oksidanti ali električnim tokom: MnO2 + 4HCl ® MnCl2 + Cl2 + 2H2O elektroliza raztopine NaCl (industrijska metoda): 2NaCl + 2H2O ® H2 + Cl2 + 2NaOH Kemijske lastnosti Klor je močno oksidacijsko sredstvo. 1) Reakcije s kovinami: 2Na + Cl2 ® 2NaCl 2) Reakcije z nekovinami: H2 + Cl2 –hn® 2HCl 3) Reakcija z vodo: Cl2 + H2O «HCl + HClO 4) Reakcije z alkalijami: Cl2 + 2KOH –5 ° C® KCl + KClO + H2O 5) Izpodriva brom in jod iz halogodikovih kislin in njihovih soli. Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2 Klorove spojine Fizične lastnosti Brezbarven plin ostrega vonja, strupen, težji od zraka, dobro topen v vodi (1: 400). Prejemanje 1) Sintetična metoda (industrijska): H2 + Cl2 ® 2HCl 2) Metoda hidrosulfata (laboratorijska): NaCl (trden) + H2SO4 (konc.) ® NaHSO4 + HCl Kemijske lastnosti 1) Raztopina HCl v vodi - klorovodikova kislina - močna kislina: HCl «H + + Cl- 2) Reagira s kovinami v območju napetosti do vodika: 2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2 3) s kovinskimi oksidi: MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O 4) z bazami in amoniakom: HCl + KOH ® KCl + H2O 5) s solmi: CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + H2O + CO2 Tvorba bele oborine srebrovega klorida, netopnega v mineralnih kislinah, se uporablja kot kvalitativna reakcija za odkrivanje klijanov v raztopini. 2Fe + 3Cl2 ® 2FeCl3 Večina kloridov je topnih v vodi (z izjemo srebrovih, svinčevih in monovalentnih kloridov živega srebra). Hlorovodikova kislina HCl + 1O Fizične lastnosti Na voljo samo v razredčenih vodnih raztopinah. Prejemanje Cl2 + H2O «HCl + HClO Kemijske lastnosti HClO je šibka kislina in močno oksidant: 1) Razgradi in sprosti atomski kisik HClO - v svetlobi® HCl + O 2) Z alkalijami daje soli - hipoklorite HClO + KOH ® KClO + H2O 2HI + HClO ® I2¯ + HCl + H2O Klorova kislina HCl + 3O2 Fizične lastnosti Obstaja le v vodnih raztopinah. Prejemanje Nastane z interakcijo vodikovega peroksida s klorovim (IV) oksidom, ki ga dobimo iz Bertholletove soli in oksalne kisline v mediju H2SO4: 2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 ® K2SO4 + 2CO2 + 2СlO2 + 2H2O Kemijske lastnosti HClO2 je šibka kislina in močno oksidant; kloridne soli - kloridi: HClO2 + KOH ® KClO2 + H2O 2) Nestabilen, razpade v skladišču 4HClO2 ® HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O Klorova kislina HCl + 5O3 Fizične lastnosti Obstojno samo v vodnih raztopinah. Prejemanje Ba (ClO3) 2 + H2SO4 ® 2HClO3 + BaSO4¯ Kemijske lastnosti HClO3 - močna kislina in močno oksidant; soli klorovodikove kisline - klorati: 6P + 5HClO3 ® 3P2O5 + 5HCl KClO3 - Bertholletova sol; dobimo ga s prepuščanjem klora skozi segreto (40 ° C) raztopino KOH: 3Cl2 + 6KOH ® 5KCl + KClO3 + 3H2O Bertholletova sol se uporablja kot oksidant; ko se segreje, razpade: 4KClO3 - brez cat® KCl + 3KClO4 Perklorova kislina HCl + 7O4 Fizične lastnosti Brezbarvna tekočina, bala t ° \u003d 25 ° C, t ° pl. \u003d -101 ° C. Prejemanje KClO4 + H2SO4 ® KHSO4 + HClO4 Kemijske lastnosti HClO4 je zelo močna kislina in zelo močno oksidant; soli perklorove kisline - perklorati. HClO4 + KOH ® KClO4 + H2O 2) Ob segrevanju se klorovodikova kislina in njene soli razgradijo: 4HClO4 –t ° ® 4ClO2 + 3O2 + 2H2O BROM IN NJEGOVE SPOJINE Brom Br2 - odkril J. Balard leta 1826. Fizične lastnosti Rjava tekočina z močnimi strupenimi hlapi; ima neprijeten vonj; r \u003d 3,14 g / cm3; t ° pl. \u003d -8 ° C; bala t ° \u003d 58 ° C. Prejemanje Oksidacija ionov Br - močni oksidanti: MnO2 + 4HBr ® MnBr2 + Br2 + 2H2O Kemijske lastnosti V prostem stanju je brom močno oksidacijsko sredstvo; in njegova vodna raztopina, "bromova voda" (ki vsebuje 3,58% broma), se običajno uporablja kot šibko oksidacijsko sredstvo. 1) Reagira s kovinami: 2Al + 3Br2 ® 2AlBr3 2) Reagira z nekovinami: H2 + Br2 «2HBr 3) Reagira z vodo in alkalijami: Br2 + H2O «HBr + HBrO 4) Reagira z močnimi reduktorji: Br2 + 2HI ® I2 + 2HBr Vodikov bromid HBr Fizične lastnosti Brezbarven plin, dobro topen v vodi; bala t ° \u003d -67 ° C; t ° pl. \u003d -87 ° C. Prejemanje 2NaBr + H3PO4 –t ° ® Na2HPO4 + 2HBr PBr3 + 3H2O ® H3PO3 + 3HBr Kemijske lastnosti Vodna raztopina vodikovega bromida - bromovodikove kisline je celo močnejša od klorovodikove kisline. Vstopi v enake reakcije kot HCl: 1) Disocijacija: HBr «H + + Br - 2) Pri kovinah v napetostnem območju do vodika: Mg + 2HBr ® MgBr2 + H2 3) s kovinskimi oksidi: CaO + 2HBr ® CaBr2 + H2O 4) z bazami in amoniakom: NaOH + HBr ® NaBr + H2O 5) s solmi: MgCO3 + 2HBr ® MgBr2 + H2O + CO2 Soli bromovodikove kisline se imenujejo bromidi. Zadnja reakcija, tvorba rumene, v kislini netopne oborine srebrovega bromida, služi za odkrivanje Br - aniona v raztopini. 6) HBr je močno redukcijsko sredstvo: 2HBr + H2SO4 (konc.) ® Br2 + SO2 + 2H2O Med kisikovimi kislinami broma so znani šibki hipobromni HBr + 1O in močni bromni HBr + 5O3. Jod I2 - odkril B. Courtois leta 1811. Fizične lastnosti Kristalna snov temno vijolične barve s kovinskim sijajem. Prejemanje Oksidacija I-ionov z močnimi oksidanti: Cl2 + 2KI ® 2KCl + I2 Kemijske lastnosti 1) s kovinami: 2Al + 3I2 ® 2AlI3 2) z vodikom: 3) z močnimi reduktorji: I2 + SO2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HI 4) z alkalijami: 3I2 + 6NaOH ® 5NaI + NaIO3 + 3H2O Vodikov jodid Fizične lastnosti Brezbarven plin z ostrim vonjem se bomo dobro raztopili v vodi, t ° kip. \u003d -35 ° C; t ° pl. \u003d -51 ° C. Prejemanje I2 + H2S ® S + 2HI 2P + 3I2 + 6H2O ® 2H3PO3 + 6HI Kemijske lastnosti 1) Raztopina HI v vodi je močna jodovodikova kislina: HI «H + + I- Sol jodovodikove kisline - jodidi (za druge reakcije HI glej St. HCl in HBr) 2) HI je zelo močno redukcijsko sredstvo: 2HI + Cl2 ® 2HCl + I2 3) Identifikacija ionov v raztopini: NaI + AgNO3 ® AgI¯ + NaNO3 Nastane temno rumena oborina srebrovega jodida, netopna v kislinah. Kisikove kisline joda Jodna kislina HI + 5O3 Brezbarvna kristalinična snov, t ° pl. \u003d 110 ° C, dobro topna v vodi. Prejeti: 3I2 + 10HNO3 ® 6HIO3 + 10NO + 2H2O HIO3 je močna kislina (soli - jodati) in močno oksidacijsko sredstvo. Jodna kislina H5I + 7O6 Kristalna higroskopna snov, dobro topna v vodi, tališče \u003d 130 ° C. |
Preberite: |
---|
Novo
- Ime Daria: izvor in pomen
- Praznik Ivana Kupale: tradicije, običaji, obredi, zarote, rituali
- Lunin horoskop odbitkov za januar
- Ljubezenske vezi po fotografiji - pravila, metode
- Kaj je črna retorika?
- Ljubezenski horoskop za znamenje Vodnarja za september Horoskop natančen za september leta Vodnar
- Mrk 11. avgusta ob kateri uri
- Slovesnosti in obredi za vzvišenje Gospodovega križa (27. september)
- Robespierre je logično-intuitivni introvert (LII)
- Molitev za srečo v službi in srečo