Formare, Educație și școlile secundare
Halogenii: proprietăți fizice, proprietăți chimice. Utilizarea compușilor cu halogeni și lor
Halogenii din tabelul periodic la stânga gazelor nobile. Aceste cinci elemente metalice toxice incluse în grupa 7 a tabelului periodic. Acestea includ fluor, clor, brom, iod și astatin. Deși doar o durată scurtă de viață izotopilor Astatine radioactiv și are, se comportă ca și iod este adesea considerată halogeni. Deoarece elementele de halogen sunt șapte electroni de valență, este nevoie doar de un electron suplimentar pentru a forma octetul complet. Această caracteristică le face mai activ decât alte grupuri de nemetale.
caracteristici generale
Halogenii formeaza o molecula diatomice (X2 tip unde X este un halogen) - cu formă stabilă halogeni existența celulelor libere. Date de contact ale moleculelor diatomice sunt nepolar, și covalentă unică. Proprietățile chimice ale halogeni le permit să formeze cu ușurință compuși cu cele mai multe elemente, astfel încât acestea nu se găsesc în formă nelegată în natură. Fluor - halogen cel mai activ și astatine - mai puțin.
Tot grupa halogeni I formează săruri cu proprietăți similare. În acești compuși, halogenuri sunt prezenți ca un anion halogenură cu o sarcină de -1 ( de exemplu, CI -, Br -). Terminarea -id indică prezența ioni halogenură; de exemplu CI - numit „clorură“.
Mai mult, proprietățile chimice ale halogeni le permit să acționeze ca agenți de oxidare - metale oxidate. reacții chimice Majoritatea implicând halogeni - redox în soluție apoasă. Halogenii formează legături simple cu carbon sau azot în compuși organici, în care gradul de oxidare (CO) este egală cu -1. Atunci când este substituită cu un atom de halogen atom de hidrogen legat covalent într-un compus organic, halo prefix poate fi utilizat într-un sens general, sau prefixe fluor-, clor-, brom-, iodo - halogeni specifici. Elementele de halogen pot avea o legătură crisscross pentru a forma molecule diatomice cu legături simple covalente polare.
Clor (Cl 2) a fost primul halo, deschis în 1774, și apoi a deschis iod (I 2), brom (Br 2), fluor (F 2), și astatin (La, găsit ultimul în 1940). Numele de „halogen“ este derivat din Hal- grecesc rădăcină ( «sare») și -gen ( «formă"). Împreună, aceste cuvinte înseamnă „sare formatoare“, subliniind faptul că halogen reacționează cu metale pentru a forma săruri. Halitul - numele de sare gemă, minerale naturale compus din clorură de sodiu (NaCl). În fine, halogen utilizate în casă - contine fluor in pasta de dinti, clor dezinfecta apa potabila, iod și promovează dezvoltarea de hormoni tiroidieni.
elemente chimice
Fluor - elementul cu numărul atomic 9, este notat cu F. elemental fluor a fost descoperit în 1886 g izolând-l din acidul fluorhidric.. În stare liberă există în forma de molecule diatomice fluor (F 2) și este cel mai frecvent halogen, în crusta. Fluor - elementul cel mai electronegativ din tabelul periodic. La temperatura camerei, un gaz galben pal. Fluorul are, de asemenea, o rază atomică relativ mică. CO sa - -1 cu excepția statului diatomic elementar în care starea de oxidare este zero. Fluor extrem activ chimic si interactioneaza direct cu toate elementele cu excepția heliu (He), neon (Ne) și argon (Ar). 2 O Soluția de H, acid fluorhidric (HF) este un acid slab. Deși foarte fluor electronegative, electronegativitate sa nu determine aciditatea; HF este un acid slab, datorită faptului că ionul fluorură este bazic (pH> 7). Mai mult, fluor produce oxidanți foarte puternici. De exemplu, fluor poate reacționa cu xenon de gaz inert și formează un puternic oxidant difluorură de xenon (XeF2). În multe aplicații de fluor.
Clor - Element cu numărul atomic 17 și simbolul chimic Cl. Descoperit în 1774 de g. Se distinge de acid clorhidric. În starea sa elementară se formează o moleculă diatomica Cl 2. Clorul are mai multe SB -1, 1, 3, 5 și 7. La temperatura camerei este gaz verde deschis. Deoarece legătura care se formează între cei doi atomi de clor, este slab, Cl2 molecula are o capacitate foarte mare de a intra în conexiune. Clorul reacționează cu metale pentru a forma săruri, care sunt numite cloruri. ioni de clor sunt ionii de cele mai abundente conținute în apa de mare. Clorul are de asemenea doi izotopi: 35 Cl și 37 Cl. Clorura de sodiu este cel mai frecvent conectarea tuturor clorurile.
Bromul - un element chimic cu atomic numărul de 35 și simbol Br. Acesta a fost descoperit în 1826 sub formă de brom elementar este molecula diatomice, Br 2. La temperatura camerei, este un lichid roșu-brun. CO sa - -1, + 1, 3, 4 și 5. Bromo mai activ decât iod, dar sunt mai puțin activi decât clorul. Mai mult, bromo izotop are două 79 Br și 81 Br. Bromul are loc sub formă de săruri bromură, dizolvate în apa de mare. În ultimii ani, producția de bromură din lume, a crescut în mod semnificativ din cauza disponibilității sale, și viață lungă. Ca și în cazul altor halogeni brom și oxidant este foarte toxic.
Iod - element chimic cu numărul atomic 53 și simbolul I. Oxidarea iod are: -1, +1, +5 și +7. Există sub forma unei molecule diatomice, I 2. La temperatura camerei, substanța solidă este violet. Iodul are un izotop stabil - 127 I. descoperit în 1811, cu ajutorul algelor și acid sulfuric. In prezent, ionii de iod pot fi izolați în apa de mare. În ciuda faptului că iodul nu este foarte solubil în apă, solubilitatea sa poate fi crescută atunci când se utilizează ioduri separate. Iodul joaca un rol important in organism, angajarea în producția de hormoni tiroidieni.
Astatine - un element radioactiv cu numărul atomic 85 și simbol La. posibila oxidare prevede -1, 1, 3, 5 și 7. Singurul halogen care nu este o molecula diatomica. În condiții normale, un metal dur material negru. Astatine este un element foarte rar, atat de putin se stie despre el. In plus, astatin are un foarte scurt timp de înjumătățire, nu mai mult de câteva ore. A primit în 1940, ca rezultat al sintezei. Se crede că astatin similar cu iod. Caracterizata proprietăți metalice.
Tabelul de mai jos prezintă structura atomilor de halogen, structura stratului exterior de electroni.
halogen | Configurația electronului |
fluor | 1s 2 2s 2 2p 5 |
clor | 2 3s 3p 5 |
brom | 3d 10 4s 2 4p 5 |
iod | 4d 2 10 5s 5p 5 |
astatin | 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5 |
O astfel de structură determină stratul exterior de electroni care proprietățile fizice și chimice similare cu halogeni. Cu toate acestea, atunci când se compară aceste elemente și diferențele observate.
Proprietățile periodice grupă halogen
Proprietăți fizice ale substanțelor simple de halogen schimbat odată cu creșterea numărului de ordine al elementului. Pentru o mai bună absorbție și o mai mare claritate, vă oferim câteva mese.
Și fierbere puncte de topire în grup crește odată cu creșterea mărimii moleculei (F Tabelul 1. Halogenii. Proprietăți fizice: de topire și punct de fierbere halogen Topire T (˚C) T fierbere (˚C) fluor -220 -188 clor -101 -35 brom -7.2 58,8 iod 114 184 astatin 302 337 dimensiunea kernel crește (F Tabelul 2: halogen. Proprietăți fizice: raze atomice halogen Raza covalentă (pm) Ion (X -) interval (pm) fluor 71 133 clor 99 181 brom 114 196 iod 133 220 astatin 150 În cazul în care electronii de valență externe nu sunt situate în apropierea nucleului, pentru îndepărtarea lor nu are nevoie de o mulțime de energie de la ea. Astfel, energia necesară pentru evacuarea electronului exterior nu este atât de mare în partea de jos a unui grup de elemente, deoarece există mai multe nivele de energie. În plus, ionizare mare de energie determină elementul pentru a demonstra calitatea non-metalic. proprietăți metalice, deoarece energia de ionizare este redusă (La
Tabelul 3. halogeni. Proprietăți fizice: energie ionizarea halogen Energia de ionizare (kJ / mol) fluor 1681 clor 1251 brom 1140 iod 1008 astatin 890 ± 40 Numărul de electroni de valență într-un atom crește odată cu creșterea nivelului de energie la niveluri progresiv mai scăzute. Electronii sunt progresiv mai departe de miezul; Astfel, nucleul și electronii nu sunt la fel de atrasi unul de celalalt. Creșterea în screening-ul acolo. De aceea Electronegativitate scade odată cu perioada de creștere (La
Tabelul 4. halogeni. Proprietăți fizice: electronegativitate halogen electronegativitate fluor 4 clor 3.0 brom 2.8 iod 2.5 astatin 2.2 Deoarece dimensiunea unui atom crește cu timpul, afinitatea de electroni este în general redusă (B
Tabelul 5. Affinity halogen electroni halogen Electron afinitate (KJ / mol) fluor -328.0 clor -349.0 brom -324.6 iod -295.2 astatin -270.1 Reactivitatea halogen scade odată cu perioada de creștere (La
Halogenura format atunci când halogen reacționează cu un alt element, mai puțin electronegative pentru a forma un compus binar. Hidrogen reacționează cu halogeni pentru a forma tip halogenuri HX: halogenhidrici se dizolvă ușor în apă pentru a forma un hidrohalic (fluorhidric, acid clorhidric bromhidric, iodhidric). Proprietățile acestor acizi sunt prezentate mai jos. Acizii formați prin următoarea reacție: HX (aq) + H 2 O (l) → X - (aq) + H 3 O + (aq). Toate halogenură de hidrogen pentru a forma acid tare, cu excepția HF. Aciditatea crește hidracizii: HF acid fluorhidric poate etch sticlă și anumite fluorurile anorganice de mult timp. Poate părea logic că HF este cel mai slab acid halogenat, deoarece fluor sine are electronegativitate ridicată. Cu toate acestea, H-F legătură este foarte puternică, rezultând într-un acid foarte slab. O puternică relație este definită de o lungime legătură scurtă și o energie de disociere mare. Dintre toate halogenurile de hidrogen HF are cea mai mică lungime de conectare și cea mai mare energie de legătură de disociere. Acizii oxo halogen sunt acizi cu atomi de hidrogen, oxigen și halogen. Aciditatea lor poate fi determinată prin analiza structurii. oxoacizi halogen sunt prezentate mai jos: In fiecare dintre acești acizi protoni legați la atomul de oxigen, astfel încât compararea legăturii cu lungimi de protoni sunt inutile. Rolul dominant este jucat aici de electronegativitate. crește acidității cu numărul de atomi de oxigen legați la atomul central. Proprietățile fizice de bază ale halogenii pot fi exprimate pe scurt în tabelul următor. Stare substanță (la temperatura camerei) halogen apariție firmă iod violet astatin negru lichid brom roșiatic gazos fluor pal galben-brun clor verde pal Culoarea este rezultatul absorbției halogeni a luminii vizibile de către molecule care cauzează electroni excitat. Fluor absoarbe lumina violet, și, prin urmare, arată galben pal. Iod, în contrast, absoarbe lumina galben și arată violet (galben și violet - culori complementare). Culoarea devine mai inchisa cu halogen, cu perioada de creștere. Recipientele sigilate brom lichid și iod solid sunt în echilibru cu vaporii săi, care se poate observa ca gaz de culoare. Deși necunoscut culoare astatin, se crede că ar trebui să fie un iod mai întunecat (t. E. Negru), în conformitate cu modelul observat. Acum, dacă ați fost întrebat: „Descrie proprietățile fizice ale halogeni,“ veți spune. Gradul de oxidare este adesea folosit în loc de „valență halogeni“. De obicei, starea de oxidare egală cu -1. Dar, în cazul în care halogenul este legat la un alt oxigen sau halogen, se poate lua alte state: -2 oxigen SB are prioritate. In cazul a doi atomi de halogen diferiți legați împreună mai electronegativ predomină și ia CO -1. De exemplu, în clorura de iod (ICI) este clor CO -1, +1 și iod. Clorul este mai electronegativ decât iod, prin urmare CO este egală cu -1. (HBrO 4) Oxigenul acidului bromic are CO -8 (-2 x 4 = -8 atom). Hidrogenul are un număr total de oxidare +1. Adăugarea de aceste două valori dă CO -7. Deoarece compusul final SB trebuie să fie zero, CO este șapte brom. A treia excepție de la această regulă este gradul de oxidare a halogenului în forma elementară (X2), unde ei CO este egal cu zero. halogen În compușii CO fluor -1 clor -1, +1, +3, +5, +7 brom -1, +1, +3, +4, +5 iod -1, +1, +5, +7 astatin -1, +1, +3, +5, +7 Electronegativitate crește cu timpul. De aceea, fluorul are cea mai mare electronegativitatea tuturor elementelor, după cum reiese din poziția sa în tabelul periodic. Configurația de electronică 1s 2 2s 2 2p 5. Dacă fluorura devine un alt electron, orbitalii p extreme sunt complet umplute și formează octetul complet. Deoarece fluor are un electronegativitate mare, se poate selecta cu ușurință un electron de la un atom învecinate. Fluorul în acest caz, izoelectronice gaz inert (cu opt electroni de valență) și toate orbitali sale externe pline. În această stare, fluor este mult mai stabil. În natură, halogenii sunt la anion, deci fără halogen este produs prin oxidarea prin electroliză sau prin oxidanți. De exemplu, clorul este generat prin hidroliza soluției de clorură de sodiu. Utilizarea halogenilor și compușii lor diverse. Chimie anorganică. Hidrogenul + halogeni
oxoacizi halogen
Aspectul și starea materiei
aspectul explicaţie
Gradul de oxidare a halogenilor în compușii
De ce cu fluor este întotdeauna -1?
Prepararea și utilizarea de halogeni
Similar articles
Trending Now