Общая характеристика подгруппы галогенов.

Общая характеристика подгруппы галогенов.

В подгруппу галогенов входят фтор, хлор, бром, иод и астат (ас­тат - радиоактивный элемент, изучен мало). Это р-элементы VII группы период.сис Менделеева. На внешнем энергетическом уровне их атомы имеют по 7 электронов ns²np⁵. Этим объясняется общность их свойв.Они легко присоединяют по одному электрону, проявляя степень окисления

1. Такую степень окисления галогены имеют в соединениях с водородом и металлами. Однако атомы галогенов, кроме фтора, могут проявлять и положительные степени окисления: +1, +3, +5, +7. У атома хлора один неспаренный электрон на 3р-подуровне и обычном (невозбужденном) состоянии хлор одновалентен. Но поскольку хлор находится в третьем периоде,то у него имеется еще пять орбиталей 3dподуровня, в которых могут разместиться 10 электронов. Водные растворы водородных соединений галогенов являются кислотами: НF — фтороводородная (плавиковая), НСl хлороводородная (соляная), НВr — бромводородная, НI — йодоводородная.

 

Способы получения галогенов. Применение.

В лаборатории: Получение хлора. Хлор получают действием соляной кислоты на окислители: MnO₂, KMnO₄, PbO₂, K₂Cr₂O₇ и другие: 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O. Получ. Брома и йода. Получ. действием окислителя на бромиды или йодиды в кислой среде: MnO₂ + 2KBr + 2H₂SO₄ = Br₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂O; 2NaNO₂ + 2NaI + 2H₂SO₄ = I₂ + 2NO + 2NaHSO₄ + 2H₂O.

В промышленности: 1) Важнейший способ получения фтора – электролиз расплавов фторидов. В качестве основного источника используется гидрофторид калия KHF₂, фтор выделяется на аноде. 2)Хлор в промышленности получают электролизом раствора хлорида натрия. Газообразный хлор выделяется на аноде: 2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + H₂ + Cl₂. 3.)Для получения брома используют реакцию его замещения в бромидах:

2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂. 4) Основные источники получения йода – морские водоросли и нефтяные буровые воды: 2NaI + MnO₂ + 3H₂SO₄ = I₂ + 2NaHSO₄ + MnSO₄ + 2H₂O.

 

Применение: галогены используются в химической промышленности, для очистки воды и отходов, в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов, целлюлозы и бумаги, тканей, смазочных материалов. Бром, хлор, фтор и йод служат химическими промежуточными звеньями, отбеливающими и дезинфицирующими средствами. Бром и хлор применяются в текстильной промышленности для отбеливания и предотвращения усадки шерсти. Бром также используется в процессах экстракции золота и при бурении нефтяных и газовых скважин. Он применяется как антипирен в производстве пластмасс и как промежуточное звено в производстве гидравлических жидкостей, хладагентов, влагопоглотителей и средств для завивки волос. Бром входит в состав боевых отравляющих газов и огнегасящих жидкостей.

 

Водородные соединения галогенов. Свойства, применение.

Галогеноводороды хлора, брома, йода при обычных условиях — газы. Хорошо растворимы в воде, при растворении протекают следующие процессы: НГ (г) + H₂O (ж) → H₃O⁺(р) + Г⁻ (р)

Галогены в галогеноводородах имеют степень окисления −1. Могут выступать в качестве восстановителей, причём восстановительная способность в ряду HCl — HBr — HI увеличивается:

HF + H₂SO₄ ≠ реакция не идёт

HCl + H₂SO₄ ≠ реакция не идёт

2HBr + H₂SO₄ = Br₂ + SO₂ + 2H₂O

8HI + H₂SO₄ = 4I₂ + H₂S + 4H₂O

Йодоводород является сильным восстановителем и используется как восстановитель во многих органических синтезах. При стоянии, раствор HI вследствие постепенного окисления HI кислородом воздуха и выделения йода, принимает бурую окраску: 4HI + O₂ → 2H₂O + 2I₂

Растворы галогенов — сильные кислоты, в которых ион H⁺ выступает в качестве окислителя. Галогеноводородные кислоты реагируют с металлами, потенциал которых < 0, но так как ионы I⁻(в меньшей степени Br⁻) хорошие комплекообразователи, HI может реагировать даже с серебром (+0,8). 2Ag + 4HI = 2H[AgI₂] + H₂

 

Общая характеристика подгруппы галогенов.

В подгруппу галогенов входят фтор, хлор, бром, иод и астат (ас­тат - радиоактивный элемент, изучен мало). Это р-элементы VII группы период.сис Менделеева. На внешнем энергетическом уровне их атомы имеют по 7 электронов ns²np⁵. Этим объясняется общность их свойв.Они легко присоединяют по одному электрону, проявляя степень окисления

1. Такую степень окисления галогены имеют в соединениях с водородом и металлами. Однако атомы галогенов, кроме фтора, могут проявлять и положительные степени окисления: +1, +3, +5, +7. У атома хлора один неспаренный электрон на 3р-подуровне и обычном (невозбужденном) состоянии хлор одновалентен. Но поскольку хлор находится в третьем периоде,то у него имеется еще пять орбиталей 3dподуровня, в которых могут разместиться 10 электронов. Водные растворы водородных соединений галогенов являются кислотами: НF — фтороводородная (плавиковая), НСl хлороводородная (соляная), НВr — бромводородная, НI — йодоводородная.