Галоген что это такое

Галогены

Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Галоген что это такое. 1737. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1737. картинка Галоген что это такое. картинка 1737. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Общая характеристика элементов VIIa группы

От F к At (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Все галогены относятся к неметаллам, являются сильными окислителями.

Галоген что это такое. 1738. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1738. картинка Галоген что это такое. картинка 1738. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Галоген что это такое. 1740. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1740. картинка Галоген что это такое. картинка 1740. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Природные соединения

Галоген что это такое. 1739. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1739. картинка Галоген что это такое. картинка 1739. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Галогены в чистом виде можно получить путем электролиза водных растворов и расплавов их солей. Например, хлор в промышленности получают электролизом водного раствора хлорида натрия.

Более активные галогены способны вытеснять менее активные. Активность галогенов убывает: F → Cl → Br → I.

Галоген что это такое. 1728. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1728. картинка Галоген что это такое. картинка 1728. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

В лабораторных условиях галогены могут быть получены следующими реакциями.

Для галогенов характерна высокая реакционная способность. Фтор реагирует со всеми металлами без исключения, некоторые из них в атмосфере фтора самовоспламеняются.

Хлор, как и фтор, химически весьма активен. Не реагирует только с кислородом, азотом и благородными газами.

Галоген что это такое. 1649. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1649. картинка Галоген что это такое. картинка 1649. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

F2 + H2 → HF (в темноте со взрывом)

Галогены вступают в реакцию друг с другом. Чтобы определить степени окисления в получающихся соединениях, вспомните электроотрицательность 😉

Реакция фтора с водой протекает очень энергично, носит взрывной характер.

Галоген что это такое. 1741. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1741. картинка Галоген что это такое. картинка 1741. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Галогены способны вытеснять друг друга из солей. Более активные вытесняют менее активные.

KBr + I2 ⇸ (реакция не идет, так как йод менее активен, чем бром)

Галогеноводороды

В промышленности применяют получение прямым методом: реакцией водорода с галогенами.

В лабораторных условиях галогеноводороды можно получить в реакциях обмена между галогенсодержащими солями и сильными кислотами.

Галоген что это такое. 1742. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1742. картинка Галоген что это такое. картинка 1742. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Галогеноводороды реагируют с основными, амфотерными оксидами и основаниями с образованием соответствующих солей.

KOH + HCl → KCl + H2O (реакция нейтрализации)

Галоген что это такое. 1743. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1743. картинка Галоген что это такое. картинка 1743. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Реакции протекают в тех случаях, если в результате выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

В некоторых реакциях проявляют себя как сильные восстановители, особенно HI.

Галоген что это такое. 1744. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-1744. картинка Галоген что это такое. картинка 1744. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

В целом взаимодействие галогеноводородов с оксидами неметаллов нехарактерно. В этой связи важно выделить реакцию SiO2 с плавиковой кислотой.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Галогены

Галоген что это такое. 48px Question book 4.svg. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-48px Question book 4.svg. картинка Галоген что это такое. картинка 48px Question book 4.svg. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

К галогенам относятся фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I, астат At, а также (формально) искусственный элемент унунсептий Uus.

Фтор FХлор ClБром BrИод I
Галоген что это такое. 150px Chlorine2. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-150px Chlorine2. картинка Галоген что это такое. картинка 150px Chlorine2. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.Галоген что это такое. 200px Bromine vial in acrylic cube. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-200px Bromine vial in acrylic cube. картинка Галоген что это такое. картинка 200px Bromine vial in acrylic cube. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.Галоген что это такое. 230px Iod kristall. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-230px Iod kristall. картинка Галоген что это такое. картинка 230px Iod kristall. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Все галогены — неметаллы. На внешнем энергетическом уровне 7 электронов, являются сильными окислителями. При взаимодействии с металлами возникает ионная связь, и образуются соли. Галогены, (кроме F) при взаимодействии с более электроотрицательными элементами, могут проявлять и восстановительные свойства вплоть до высшей степени окисления +7.

Содержание

Распространённость элементов и получение простых веществ

Как уже было сказано выше, галогены имеют высокую реакционную способность, поэтому встречаются в природе обычно в виде соединений.

Их распространённость в земной коре уменьшается при увеличении атомного радиуса от фтора к иоду. Количество астата в земной коре измеряется граммами, а унунсептий в природе отсутствует. Фтор, хлор, бром и иод производятся в промышленных масштабах, причем хлор производится в гораздо больших количествах.

В природе эти элементы встречаются в основном в виде галогенидов (за исключением иода, который также встречается в виде иодата натрия или калия в месторождениях нитратов щелочных металлов). Поскольку многие хлориды, бромиды и иодиды растворимы в воде, то эти анионы присутствуют в океане и природных рассолах. Основным источником фтора является фторид кальция, который очень малорастворим и находится в осадочных породах (как флюорит CaF2).

Основным способом получения простых веществ является окисление галогенидов. Высокие положительные стандартные электродные потенциалы Eo(F2/F − ) = +2,87 В и Eo(Cl2/Cl − ) = +1,36 В показывают, что окислить ионы F − и Cl − можно только сильными окислителями. В промышленности применяется только электролитическое окисление. При получении фтора нельзя использовать водный раствор, поскольку вода окисляется при значительно более низком потенциале (+1,32 В) и образующийся фтор стал бы быстро реагировать с водой. Впервые фтор был получен в 1886 г. французским химиком Анри Муассаном при электролизе раствора гидрофторида калия KHF2 в безводной плавиковой кислоте.

В промышленности хлор в основном получают электролизом водного раствора хлорида натрия в специальных электролизёрах. При этом протекают следующие реакции:

полуреакция на аноде: Галоген что это такое. 81dcfa95445c0035a443a7497c07115e. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-81dcfa95445c0035a443a7497c07115e. картинка Галоген что это такое. картинка 81dcfa95445c0035a443a7497c07115e. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.
полуреакция на катоде: Галоген что это такое. 74f6bdb04106758e6c11928f4e20a729. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-74f6bdb04106758e6c11928f4e20a729. картинка Галоген что это такое. картинка 74f6bdb04106758e6c11928f4e20a729. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Окисление воды на аноде подавляется использованием такого материала электрода, который имеет более высокое перенапряжение по отношению к O2, чем к Cl2 (таким материалом оказался катодное и анодное пространства разделены полимерной ионообменной мембраной. Мембрана позволяет катионам Na + переходить из анодного пространства в катодное. Переход катионов поддерживает электронейтральность в обеих частях электролизёра, так как в течение электролиза отрицательные ионы удаляются от анода (превращение 2Cl − в Cl2) и накапливаются у катода (образование OH − ). Перемещение OH − в противоположную сторону могло бы тоже поддерживать электронейтральность, но ион OH − реагировал бы с Cl2 и сводил на нет весь результат.

Физические свойства галогенов

Простое веществоТемпература плавления, °CТемпература кипения, °C
F2−220−188
Cl2−101−34
Br2−758
I2113,5184,885
At2244309 [2]

Химические свойства галогенов

Все галогены проявляют высокую окислительную активность, которая уменьшается при переходе от фтора к астату. Фтор — самый активный из галогенов, реагирует со всеми металлами без исключения, многие из них в атмосфере фтора самовоспламеняются, выделяя большое количество теплоты, например:

2Al + 3F2 = 2AlF3 + 2989 кДж, 2Fe + 3F2 = 2FeF3 + 1974 кДж.

Без нагревания фтор реагирует и со многими неметаллами (H2, S, С, Si, Р) — все реакции при этом сильно экзотермические, например:

При нагревании фтор окисляет все другие галогены по схеме

где Hal = Cl, Br, I, At, причем в соединениях HalF степени окисления хлора, брома, иода и астата равны +1.

Наконец, при облучении фтор реагирует даже с инертными (благородными) газами:

Взаимодействие фтора со сложными веществами также протекает очень энергично. Так, он окисляет воду, при этом реакция носит взрывной характер:

Свободный хлор также очень реакционноспособен, хотя его активность и меньше, чем у фтора. Он непосредственно реагирует со всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и благородных газов. Для сравнения приведем уравнения реакций хлора с теми же простыми веществами, что и для фтора:

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3(кр) + 1405 кДж, 2Fe + ЗCl2 = 2FeCl3(кр) + 804 кДж, Si + 2Cl2 = SiCl4(Ж) + 662 кДж, Н2 + Cl2 = 2HCl(г)+185кДж.

Особый интерес представляет реакция с водородом. Так, при комнатной температуре, без освещения хлор практически не реагирует с водородом, тогда как при нагревании или при освещении (например, на прямом солнечном свету) эта реакция протекает со взрывом по приведенному ниже цепному механизму:

Cl2 + hν → 2Cl, Cl + Н2 → HCl + Н, Н + Cl2 → HCl + Cl, Cl + Н2 → HCl + Н и т. д.

Возбуждение этой реакции происходит под действием фотонов ( hν ), которые вызывают диссоциацию молекул Cl2 на атомы — при этом возникает цепь последовательных реакций, в каждой из которых появляется частица, инициирующая начало последующей стадии.

Реакция между Н2 и Cl2 послужила одним из первых объектов исследования цепных фотохимических реакций. Наибольший вклад в развитие представлений о цепных реакциях внёс русский учёный, лауреат Нобелевской премии (1956 год) Н. Н. Семёнов.

Хлор вступает в реакцию со многими сложными веществами, например замещения и присоединения с углеводородами:

Хлор способен при нагревании вытеснять бром или иод из их соединений с водородом или металлами:

а также обратимо реагирует с водой:

Cl2 + Н2О = HCl + HClO — 25 кДж.

Хлор, растворяясь в воде и частично реагируя с ней, как это показано выше, образует равновесную смесь веществ, называемую хлорной водой.

Заметим также, что хлор в левой части последнего уравнения имеет степень окисления 0. В результате реакции у одних атомов хлора степень окисления стала −1 (в HCl), у других +1 (в хлорноватистой кислоте HOCl). Такая реакция — пример реакции самоокисления-самовосстановления, или диспропорционирования.

Хлор может таким же образом реагировать (диспропорционировать) со щелочами:

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н2О (на холоде), 3Cl2 + 6КОН = 5KCl + KClO3 + 3Н2О (при нагревании).

Химическая активность брома меньше, чем у фтора и хлора, но все же достаточно велика в связи с тем, что бром обычно ис­пользуют в жидком состоянии и поэтому его исходные концентрации при прочих равных условиях больше, чем у хлора.

Для примера приведем реакции взаимодействия брома с кремнием и водородом:

Si + 2Br2 = SiBr4(ж) + 433 кДж, Н2 + Br2 = 2HBr(г) + 73 кДж.

Являясь более «мягким» реагентом, бром находит широкое применение в органической химии.

Отметим, что бром, так же, как и хлор, растворяется в воде, и, частично реагируя с ней, образует так называемую «бромную воду», тогда как иод практически в воде не растворим и не способен её окислять даже при нагревании; по этой причине не существует «иодной воды». Но иод способен растворяться в растворах иодидов с образованием комплексных анионов:

Образующийся раствор называется раствором Люголя.

Иод существенно отличается по химической активности от остальных галогенов. Он не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами медленно реагирует только при нагревании. Взаимодействие же иода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция является эндотермической и сильно обратимой:

Таким образом, химическая активность галогенов последовательно уменьшается от фтора к астату. Каждый галоген в ряду F — At может вытеснять после­дующий из его соединений с водородом или металлами, то есть каждый галоген в виде простого вещества способен окислять галогенид-ион любого из последующих галогенов. Астат ещё менее реакционноспособен, чем иод. Но и он реагирует с металлами (например с литием):

2Li + At2 = 2LiAt — астатид лития.

Источник

Галогены. Химия галогенов и их соединений

Галоген что это такое. %D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8. картинка Галоген что это такое. картинка %D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B8. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Галогены

Положение в периодической системе химических элементов

Галогены расположены в главной подгруппе VII группы (или в 17 группе в современной форме ПСХЭ) периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение галогенов

Галоген что это такое. %D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Электронная концигурация хлора :

Галоген что это такое. %D1%8D%D0%BB %D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B0 1. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%8D%D0%BB %D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B0 1. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%8D%D0%BB %D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0 %D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B0 1. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Атомы галогенов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 неспаренный электрон и три неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии. Следовательно, в основном состоянии атомы галогенов могут образовывать 1 связи по обменному механизму.

При этом у фтора возбужденного состояния нет, т.е. максимальная валентность фтора в соединения равна I.

Однако, в отличие от фтора, за счет вакантной d-орбитали атомы хлора, брома и йода могут переходить в возбужденное энергетическое состояние.

Таким образом, максимальная валентность галогенов (кроме фтора) в соединениях равна VII. Также для галогенов характерны валентности I, III, V.

Физические свойства и закономерности изменения свойств

Галогены образуют двухатомные молекулы состава Hal2. В твёрдом состоянии имеют молекулярную кристаллическую решетку. Плохо растворимы в воде, все имеют запах, летучи.

ГалогенFClBrI
Электронная формула… 2s 2 2p 5… 3s 2 3p 5… 4s 2 4p 5… 5s 2 5p 5
Электроотрицательность4,03,02,82,5
Степени окисления-1-1, +1, +3, +5, +7-1, +1, +3, +5, +7-1, +1, +3, +5, +7
Агрегатное состояниеГазГазЖидкостьТвердые кристаллы
ЦветСветло-желтыйЖёлто-зелёныйБуровато-коричневыйТёмно-серый с металлическим блеском
ЗапахРезкийРезкий, удушливыйРезкий, зловонныйРезкий
T плавления–220 о С–101 о С–7 о С113,5 о С
Т кипения–188 о С–34 о С58 о С185 о С

Внешний вид галогенов:

Фтор Галоген что это такое. %D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%84%D1%82%D0%BE%D1%80. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Хлор Галоген что это такое. %D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80 %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80 %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80 %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Бром Галоген что это такое. %D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. картинка Галоген что это такое. картинка %D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%B2%D0%BD%D0%B5%D1%88%D0%BD%D0%B8%D0%B9 %D0%B2%D0%B8%D0%B4. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

В природе галогены встречаются в виде соединений, в основном, в виде галогенидов.

Соединения галогенов

Типичные соединения хлора:

Степень окисленияТипичные соединения
+7Хлорная кислота HClO4

Перхлораты MeClO4

+5Хлорноватая кислота HClO3

Хлораты MeClO3

+3Хлористая кислота HClO2
+1Хлорноватистая кислота HClO

Гипохлориты MeClO

–1Хлороводород HCl, Хлориды MeCl

Бром и йод образуют подобные соединения.

Способы получения галогенов

1. Получение хлора.

В промышленности хлор получают электролизом расплава или раствора хлорида натрия.

Электролиз расплава хлорида натрия.

В расплаве хлорид натрия диссоциирует на ионы:

NaCl → Na + + Cl

На катоде восстанавливаются ионы натрия:

K(–): Na + +1e → Na 0

На аноде окисляются ионы хлора:

A(+): 2Cl − ̶ 2e → Cl2 0

Ионное уравнение электролиза расплава хлорида натрия:

2Na + + 2Cl − → 2Na º + Cl2º

Суммарное уравнение электролиза расплава хлорида натрия:

2NaCl → 2Na + Cl2

Электролиз раствора хлорида натрия.

В растворе хлорид натрия диссоциирует на ионы:

NaCl → Na + + Cl

На катоде восстанавливаются молекулы воды:

K(–): 2H2O + 2e → H2° + 2OH −

На аноде окисляются ионы хлора:

A(+): 2Cl − ̶ 2e → Cl2 0

Ионное уравнение электролиза раствора хлорида натрия:

Суммарное уравнение электролиза раствора хлорида натрия:

2NaCl + 2H2O → H2↑ + 2NaOH + Cl2

В лаборатории хлор получают взаимодействием концентрированной соляной кислоты с сильными окислителями.

Или перманганатом калия:

2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2↑ + 8H2O

Бертолетова соль также окисляет соляную кислоту:

KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2↑ + 3H2O

Бихромат калия окисляет соляную кислоту:

2. Получение фтора.

Фтор получают электролизом расплава гидрофторида калия.

3. Получение брома.

Бром можно получить окислением ионов Br – сильными окислителями.

2HBr + Cl2 → Br2 + 2HCl

Соединения марганца также окисляют бромид-ионы.

4. Получение йода.

Йод получают окислением ионов I – сильными окислителями.

2KI + Cl2 → I2 + 2KCl

Соединения марганца также окисляют йодид-ионы.

Химические свойства галогенов

Химическая активность галогенов увеличивается снизу вверх – от астата к фтору.

1.1. Галогены не горят на воздухе. Фтор окисляет кислород с образованием фторида кислорода:

1.2. При взаимодействии галогенов с серой образуются галогениды серы:

1.3. При взаимодействии фосфора и углерода с галогенами образуются галогениды фосфора и углерода:

1.4. При взаимодействии с металлами галогены проявляют свойства окислителей, образуя галогениды.

3Cl2 + 2Fe → 2FeCl3

Аналогичная ситуация с медью : фтор, хлор и бром окисляют медь до галогенидов меди (II),а йод до йодида меди (I):

I2 + 2Cu → 2CuI

Активные металлы бурно реагируют с галогенами, особенно с фтором и хлором (горят в атмосфере фтора или хлора).

Еще пример : алюминий взаимодействует с хлором с образованием хлорида алюминия:

3Cl2 + 2Al → 2AlCl3

1.5. Водород горит в атмосфере фтора:

С хлором водород реагирует только при нагревании или освещении. При этом реакция протекает со взрывом:

Бром также реагирует с водородом с образованием бромоводорода:

Взаимодействие йода с водородом происходит только при сильном нагревании, реакция протекает обратимо, с поглощением теплоты (эндотермическая):

1.6. Галогены реагируют с галогенами. Более активные галогены окисляют менее активные.

2. Со сложными веществами галогены реагируют, также проявляя преимущественно окислительные свойства. Галогены охотно диспропорционируют при растворении в воде или в щелочах.

2.1. При растворении в воде хлор и бром частично диспропорционируют, повышая и понижая степень окисления. Фтор окисляет воду.

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO

Фтор реагирует с водой со взрывом:

2.2. При растворении в щелочах хлор, бром и йод диспропорционируют с образованием различных солей. Фтор окисляет щелочи.

При взаимодействии с горячим раствором гидроксида натрия образуются хлорид и хлорат:

Еще пример : хлор растворяется в холодном растворе гидроксида кальция:

2.3. Более активные галогены вытесняют менее активные галогены из солей и галогеноводородов.

Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Еще одно свойство: более активные галогены окисляют менее активные.

Cl2 + F2 → 2Cl + F –

В свою очередь, хлор окисляет йод. При этом в растворе образуется соляная кислота и йодная кислота:

2.4. Галогены проявляют окислительные свойства, взаимодействуют с восстановителями.

Cl2 + H2S → S + 2HCl

Хлор также окисляет сульфиты:

Также галогены окисляют пероксиды:

Или, при нагревании или на свету, воду:

2Cl2 + 2H2O → 4HCl + O2 (на свету или кип.)

Галогеноводороды

Строение молекулы и физические свойства

Галогеноводороды HHal – это бинарные соединения водорода с галогенами, которые относятся к летучим водородным соединениям. Галогеноводороды – бесцветные ядовитый газы, с резким запахом, хорошо растворимые в воде.

В ряду HCl – HBr – HI увеличивается длина связи и ковалентности связи уменьшается полярность связи H – Hal.

Растворы галогеноводородов в воде (за исключением фтороводорода) – сильные кислоты. Водный раствор фтороводорода – слабая кислота.

Способы получения галогеноводородов

В лаборатории галогеноводороды получают действием нелетучих кислот на хлориды металлов.

Галогеноводороды получают также прямым взаимодействием простых веществ:

Химические свойства галогеноводородов

2HCl + CaO → CaCl2 + H2O

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

HF ↔ H + + F –

Водные растворы хлороводорода (соляная кислота), бромоводорода и йодоводорода – сильные кислоты, в разбавленном растворе диссоциируют практически полностью:

HCl ↔ H + + Cl –

3. Водные растворы галогеноводородов взаимодействуют с солями более слабых кислот и с некоторыми растворимыми солями (если образуется газ, осадок, вода или слабый электролит).

Качественная реакция на галогенид-ионы – взаимодействие с растворимыми солями серебра.

При взаимодействии соляной кислоты с нитратом серебра (I) образуется белый осадок хлорида серебра:

HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3

Осадок бромида серебра – бледно-желтого цвета:

HBr + AgNO3 = AgBr↓ + HNO3

Осадок иодида серебра – желтого цвета:

HI + AgNO3 = AgI↓ + HNO3

Галоген что это такое. %D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Фторид серебра – растворимая соль, поэтому реакция плавиковой кислоты и ее солей с нитратом серебра не является качественной.

Видеоопыты качественных реакций на хлорид-, бромид- и йодид-ионы (взаимодействие с нитратом серебра) можно посмотреть здесь.

4. Восстановительные свойства галогеноводородов усиливаются в ряду HF – HCl – HBr – HI.

Br2 + 2HI → I2 + 2HBr

А вот хлор не может вытеснить фтор из фтороводорода.

Фтороводород практически невозможно окислить.

Концентрированная соляная кислота окисляется соединениями марганца с валетностью выше II или соединениями хрома (VI).

Например : концентрированная соляная кислота окисляется оксидом марганца (IV):

Бромоводород – сильный восстановитель и окисляется соединениями марганца, хрома (VI), концентрированной серной кислотой и другими сильными окислителями:

Бромоводород реагирует с бихроматом калия с образованием молекулярного брома:

Или с оксидом марганца (IV):

Пероксид водорода также окисляет бромоводород до молекулярного брома:

Йодоводород – еще более сильный восстановитель, и окисляется другими неметаллами и даже такими окислителями, как соединения железа (III) и соединения меди (II).

2HI + 2FeCl3 → I2 + 2FeCl2 + 2HCl

или с сульфатом железа (III):

или молекулярной серой при нагревании:

2HI + S → I2 + H2S

5. Плавиковая кислота реагирует с оксидом кремния (IV) (растворяет стекло):

Галогениды металлов

Галогениды – это бинарные соединения галогенов и металлов или некоторых неметаллов, соли галогеноводородов.

Способы получения галогенидов

При взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа (III):

3Cl2 + 2Fe → 2FeCl3

2. Галогениды металлов можно получить при взаимодействии металлов с галогеноводородами.

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

3. Галогениды металлов можно получить при взаимодействии основных и амфотерных оксидов с галогеноводородами.

2HCl + CaO → CaCl2 + H2O

Еще пример : взаимодействие оксида алюминия с соляной кислотой:

4. Галогениды металлов можно получить при взаимодействии оснований и амфотерных гидроксидов с галогеноводородами.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Или при взаимодействии гидроксида меди (II) с соляной кислотой:

Гидроксид цинка (II) также взаимодействует с соляной кислотой:

5. Некоторые соли взаимодействуют с галогеноводородами с образованием галогенидов металлов.

HBr + NaHCO3 → NaBr + CO2↑ + H2O

Взаимодействие с нитратом серебра – качественная реакция на соляную кислоту, бромодоводород и йодоводород:

HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3

HBr + AgNO3 → AgBr↓ + HNO3

HI + AgNO3 → AgI↓ + HNO3

Химические свойства галогенидов

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

Галоген что это такое. %D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. Галоген что это такое фото. Галоген что это такое-%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. картинка Галоген что это такое. картинка %D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%80%D0%B0. Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Фторид серебра – растворимая соль, поэтому реакция фторидов с нитратом серебра не является качественной.

Видеоопыты качественных реакций на хлорид-, бромид- и йодид-ионы (взаимодействие с нитратом серебра) можно посмотреть здесь.

Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu

Обратите внимание! В растворе более активные металлы вытесняют менее активные только если более активные металлы не взаимодействуют с водой (металлы, расположенные в ряду активности до магния). Если добавляемый металл слишком активен, то он провзаимодействует с водой, а не с солью.

Na + ZnCl2(раствор)

3. Галогениды подвергаются электролизу в растворе или расплаве. При этом на аноде образуются галогены.

2KBr → 2K + Br2

При электролизе раствора бромида калия на катоде выдялется водород, а на аноде также образуется бром:

Еще пример : йодид калия окисляется соединениями меди (II) и соединениями железа (III):

4KI + 2CuCl2 → 2CuI↓ + I2↓ + 4KCl

2KI + 2FeCl3 → I2↓ + 2FeI2 + 2KCl

Еще несколько примеров восстановительных свойств галогенидов:

KI + 3H2O + 3Cl2 → HIO3 + KCl + 5HCl

Более активные галогены вытесняют менее активные из солей.

При этом галогениды металлов не горят в кислороде.

6. Нерастворимые галогениды под действием света разлагаются на галоген и металл.

2AgCl → 2Ag + Cl2

Кислородсодержащие кислоты галогенов

Рассмотрим кислородсодержащие кислоты галогенов на примере хлора:

Степень окисления галогена+1+3+5+7
ФормулаHClOHClO2HClO3HClO4
Название кислотыХлорноватистаяХлористаяХлорноватаяХлорная
Устойчивость и силаСуществует только в растворах, слабая кислотаСуществует только в растворах, слабая кислотаСуществует только в растворах, сильная кислотаСильная кислота
Название соответствующей солиГипохлоритыХлоритыХлоратыПерхлораты

Хлорноватистая кислота и ее соли

Хлорноватистая кислота HClO устойчива только в разбавленном водном растворе.

Cпособ получения хлорноватистой кислоты:

1. Диспропорционирование хлора в холодной воде :

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO

Химические свойства хлорноватистой кислоты:

Хлорноватистая кислота HClO – это слабая кислота, но сильный окислитель.

1. Под действием ультрафиолета (на свету) хлорноватистая кислота разлагается :

2HClO → 2HCl + O2

HClO + KOH → KClO + H2O

HClO + 2HI → HCl + I2 + H2O

4. Хлорноватистая кислота диспропорционирует:

3HClO → 2HCl + НСlO3

Химические свойства солей хлорноватистой кислоты (гипохлоритов):

1. Более сильные кислоты вытесняют гипохлориты из солей.

NaClO + 2HCl → NaCl + Cl2 + H2O

Серная кислота реагирует с гипохлоритом кальция при нагревании или под действием излучения:

Даже угольная кислота вытесняет гипохлориты:

3. При нагревании гипохлориты разлагаются :

Хлористая кислота и ее соли

Хлористая кислота HClO2 – существует только в водных растворах.

Способы получения:

Хлористую кислоту можно получить окислением оксида хлора пероксидом водорода:

Химические свойства хлористой кислоты:

1. Хлористая кислота является также слабой. Реагирует с щелочами с образованием хлоритов:

2. При длительном хранении разлагается:

Хлорноватая кислота и ее соли

Хлорноватая кислота HClO3 – также существует только в водных растворах.

Способы получения:

Хлорноватую кислоту можно получить из солей хлорноватой кислоты – хлоратов.

Химические свойства хлорноватой кислоты:

1. Хлорноватая кислота – сильная кислота. Реагирует с щелочами с образованием хлоратов:

2. Хлорноватая кислота – сильный окислитель.

Химические свойства солей хлорноватой кислоты – хлоратов:

1. Хлораты сильные окислители.

4KClO3 → 3KClO4 + KCl

В присутствии катализатора (оксид марганца (IV)) хлорат калия разлагается, окисляя кислород:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

Еще пример : хлорат калия окисляет серу и фосфор:

2KClO3 + 3S → 2KCl + 3SO2

Хлорная кислота и ее соли

Хлорная кислота HClO4 – это бесцветная жидкость, хорошо растворимая в воде.

Способы получения:

Хлорную кислоту можно получить из солей хлорной кислоты – перхлоратов.

Химические свойства хлорной кислоты:

1. Хлорная кислота – сильная кислота. Реагирует с щелочами с образованием перхлоратов:

2. Хлорная кислота – сильный окислитель.

3. При нагревании хлорная кислота разлагается:

Химические свойства солей хлорной кислоты – перхлоратов:

1. Перхлораты сильные окислители.

Еще пример : перхлорат калия окисляет алюминий:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *