A halogének és vegyületeik
A halogének és vegyületeik
Általános jellemzői a halogének.
Halogén elemek alkotják egy alcsoport fluor-, klór-, bróm- és jódatom.
Az elektronikus konfiguráció a külső réteg valens halogének a típusú rendre a fluor, klór, bróm és jód). Az ilyen elektronikus konfiguráció jellemző oka az oxidatív tulajdonságok halogénnel - a képesség, hogy csatlakoztassa az összes elektron halogénnel való átmenetnél a halogének jód oxidáló képessége gyengül.
Szokásos körülmények között végzett halogének formájában létezik egyszerű anyagok álló kétatomos molekulák kovalens kötések. Fizikai tulajdonságai halogének jelentősen változhat: például fluor- normál körülmények között - olyan gáz, amely a nehezen cseppfolyósodó, klór -, mint a gáz, de folyékonnyá könnyen bróm - folyadék jód - szilárd anyag formájában.
Kémiai tulajdonságok halogének.
Szemben a többi halogénatom fluorid minden vegyület csak egy oxidációs állapota 1, és nem mutat változó vegyértékű. Más halogének legjellemzőbb oxidációs is 1, de jelenléte miatt a szabad d pályák külsőleg mutathatnak páratlan és más oxidációs akár miatt részleges vagy teljes függetlenítését vegyérték elektronok.
A legmagasabb aktivitás fluor. A legtöbb fém még szobahőmérsékleten is jön a légkörbe, felszabadító nagy mennyiségű hőt, például:
Melegítés nélkül a fluor reakcióba lép a sok nem-fémek (hidrogén - lásd fent.), Ugyanakkor elválasztó nagy mennyiségű hő:
Hevítve fluor oxidálja az összes más halogének rendszer:
azzal jellemezve, hogy a vegyületek, ahol az oxidáció mértékét a klór, bróm és jód egyenlő.
Végül, amikor a besugárzott fluor reakcióba lép akár inert gázok:
Kölcsönhatás komplex fluor vegyületek is végbemegy nagyon energikusan. Tehát, oxidálódik a víz, és a reakció robbanékony természetű:
A szabad klór is nagyon reaktív, de aktivitása és kisebb, mint a fluor. Ez közvetlenül reagál az összes egyszerű anyagot, kivéve az oxigén, a nitrogén és a nemesgázok, például:
Mert ezek a reakciók, valamint az összes többi nagyon fontos feltétele, ezek előfordulása. Így szobahőmérsékleten, klór nem reagálnak a hidrogénnel; melegítésével a reakció előrehalad, de nagyon reverzibilis, és a nagy teljesítményű besugárzás megtörténte irreverzibilisen (robbanás) a lánc mechanizmus.
A klór reakcióba lép számos összetett anyagok, például szénhidrogének, helyettesítéssel és kívül:
Klór módjában. fűtési kiszorítják bróm- vagy jódatom azok vegyületet hidrogéngázzal vagy fémek:
és reverzibilisen reagálnak vízzel:
A klór, vízben oldjuk, és részlegesen reagáltatjuk vele, amint azt fentebb szemléltettük, képez egy egyensúlyi keveréke nevezett anyagok klórt vízzel.
Megjegyzendő, hogy a klór a bal oldali ennek az egyenletnek az oxidációs állapotban 0. A reakcióban klóratomok egy oxidációs állapotban volt 1- (c), míg mások (például a hipoklórossav). Egy ilyen reakció - egy példa a auto-oxidációs reakció, az öngyógyítás, vagy diszproporcionálódás.
Emlékezzünk, hogy a klór reagálni képes ugyanolyan módon (aránytalanul) a lúgok (cm. „Bázis” szakaszban a § 8).
Kémiai aktivitása bróm kisebb, mint a fluor- és klóratom, de még mindig elég nagy kapcsolatban az a tény, hogy a brómot általában használt folyékony állapotban, és ezért a kezdeti koncentráció azonos feltételek mellett nagyobb, mint a klór. Mivel a „lágyabb” reagens bróm találja széles körű alkalmazását a szerves kémiában.
Megjegyezzük, hogy a bróm, valamint klór-, vízben oldjuk, és részlegesen reagáltatjuk vele, képezi az úgynevezett „brómos víz” mivel jód gyakorlatilag oldhatatlan vízben, és nem képes oxidálni is, ha melegítjük; Emiatt nincs „jódos vízzel.”
Előállítás halogének.
A leggyakoribb módszer a előállítási eljárás a fluor és klór a elektrolízisével olvadt sók (lásd. 7. §). A bróm és a jód az iparban, általában úgy állítjuk elő kémiai úton.
A laboratóriumban klór hatásával nyert különböző oxidálószerek a hidrogén-klorid, például:
Még hatékonyabban végezzük kálium-permanganátos oxidációt - lásd „savak” szakaszában § 8 ..
Halogenidek és hidrogén-halogenidek.
Minden hidrogén-halogenideket gáz halmazállapotúak normál körülmények között. Kémiai kötéssel, végezzük a molekulák - poláris kovalens, a kötés polaritása egy sor esik. A kötés erőssége is csökken ebben a sorozatban. Mivel a polaritás, minden halogenidek, eltérően halogénatom, vízben jól oldódik. Így szobahőmérsékleten 1 térfogatrész vízzel lehet feloldjuk körülbelül 400 térfogat mennyiségek és körülbelül 400 térfogat
Amikor a vízben oldott halogenidek disszociációs ionokra és formája megoldásokat a megfelelő hidrogén-halogenid. És amikor feloldjuk és sósav disszociálnak szinte teljesen, ezért az így kapott savat közül a legerősebb. Ezzel szemben, hidrogén-fluorid (hidrogén-fluorid) gyenge. Ez annak köszönhető, hogy az egyesület a HF molekulák előfordulása miatt a hidrogénkötések közöttük. Így a sav erőssége csökken HI HF.
Mivel a negatív ionok a hidrogén-halogenidek mutathatnak csak csökkentő tulajdonságokkal, majd a kölcsönhatás ezeknek a savaknak fémek oxidációját az utóbbi csak akkor fordulhat elő, mivel a savas ionok ezért csak reagálnak a fémeknek az elektrokémiai sorban Állandó maradt hidrogén.
Minden fém-halogenidek, kivéve az Ag és Pb-sók, amelyek jól oldódnak vízben. Alacsony oldékonysága Ezüsthalogenideket lehetővé teszi cseréjét reakció típus
mint a kvalitatív kimutatására a megfelelő ionok. A reakció AgCl vált ki fehér, szilárd anyag formájában, AgBr - sárgás-fehér, Agl - világos sárga.
Eltérően más hidrogén-halogenidek, hidrogén-fluorid sav reagál az oxid szilícium (IV):
Mivel a szilikon-oxid szerepel az üveg összetételének, a hidrogén-fluorid korrodál az üveg, és ezért van tárolva a laboratóriumba tartályok polietilén vagy teflon.
Oxigén-tartalmú halogénvegyület.
Minden halogének eltérő fluoratom, képezhetnek a vegyületek, amelyekben van egy pozitív oxidációs állapotú. A legfontosabb ezek közül a vegyületek halogénoxigén-sav típusa és az illető sók és anhidridek.
A szerkezeti képletét ezen savak:
Disszociációja a sav típusú igényel kötés törés. Hogyan lehet megmagyarázni a csökkenés az erőssége ennek a kapcsolatot a szám? Ebben a sorozatban, számának növelése oxigénatomok kötődik a központi atomja klór.
Amikor egy új kapcsolat alakul ki az oxigén és a klór, a klóratom, és így késleltetve az elsődleges kommunikációs bizonyos frakció a elektronsűrűség. Ennek eredményeként az elektronsűrűség húznak a kommunikációs és amely ezáltal csökken.
Ez a minta - erősítés savas tulajdonságokkal növekvő oxidációs foka a központi atom - nem egyedülálló a klór, hanem más elemek. Például, a salétromsav, ahol az oxidáció mértékét a nitrogén egy erősebb sav, mint salétromossav (az oxidáció mértékét nitrogén); kénsav - erősebb, mint a kénessav
a legfontosabbak bertoletova sót (kálium-klorát) a klór és az oxigén-perklórsavoldatot tartalmazó sók ( „fehérítő por”) mész. A laboratóriumi gyakorlat széles körben előállításához használt (a katalizátor jelenlétében - lásd 8. §).
Fehérítő hatásával nyert klór kalcium-hidroxid:
A kapott elegyet nevezik fehérítő. Ha a formális összege fehérítő készítmény, ki lehet fejezni, mint így, a fehérítő a kevert só - klorid-kalcium-hipoklorit.