Галогены
Часть 1. Физические свойства галогенов
Галогены в свободном состоянии существуют в виде двухатомных молекул: F2, Cl2, Br2, I2. В твёрдом состоянии имеют молекулярную кристаллическую решётку.
| Галоген | Агрегатное состояние | Цвет | Запах | tпл, °C | tкип, °C |
|---|---|---|---|---|---|
| Фтор | Газ | Светло-жёлтый | Резкий, раздражающий | –220 | –188 |
| Хлор | Газ | Жёлто-зелёный | Резкий, удушливый | –101 | –34 |
| Бром | Жидкость | Буро-коричневый | Резкий, зловонный | –7 | 59 |
| Йод | Твёрдое вещество | Чёрно-фиолетовый с металлическим блеском | Резкий | 114 | 186 |
С увеличением молекулярной массы (F2 → I2) усиливаются межмолекулярные взаимодействия, поэтому повышаются температуры плавления и кипения.
Часть 2. Положение галогенов в Периодической системе
Галогены — элементы VIIA группы (17-я группа по новой номенклатуре). Располагаются в порядке: F → Cl → Br → I (сверху вниз).
Электроотрицательность уменьшается от фтора к йоду, что влияет на их химическую активность и окислительные свойства.
Часть 3. Электронное строение
Электронная конфигурация внешнего уровня у всех галогенов: ns2np5.
Примеры:
- F: 1s22s22p5
- Cl: [Ne]3s23p5
- Br: [Ar]3d104s24p5
- I: [Kr]4d105s25p5
Всем не хватает 1 электрона до устойчивой октетной конфигурации, поэтому они легко образуют ионы Hal– и ионные соединения (галогениды). Название «галоген» означает «рождающий соли».
Часть 4. Химические свойства галогенов и их соединений
Общие положения
Галогены — сильные окислители. Фтор проявляет только окислительные свойства (СО = –1). Остальные галогены могут иметь СО: –1, +1, +3, +5, +7. Восстановительные свойства усиливаются от Cl к I.
Получение галогенов
В промышленности:
В лаборатории:
Химические свойства галогенов
- С металлами:
- С неметаллами:
- С водой:
- С щелочами:
- С кислотами:
- С оксидами:
- С солями:
Галогеноводороды (HX)
Кислотные и восстановительные свойства:
HF ≪ HCl < HBr < HI (кислотность и восстановительная способность)
Получение:
Свойства HF (плавиковая кислота):
Свойства HCl, HBr, HI:
Галогениды (соли HX)
Восстановительные свойства: KF < KCl < KBr < KI
Кислородсодержащие кислоты галогенов (на примере хлора)
Кислотность: HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4
Окислительные свойства: HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4
Кислородсодержащие соли галогенов
Окислительные свойства: KClO > KClO2 > KClO3 > KClO4