| Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно
Галогены в химии: что это, их характеристики и свойства, примеры
815

Галогены в химии: что это, их характеристики и свойства, примеры

Содержание:





Галогены – элементы, находящиеся в VIIA группе. Они взаимодействуют со многими неорганическими и органическими соединениями. К ним относятся:

  • фтор F;
  • хлор Cl;
  • бром Br;
  • йод I;
  • астат At.

Галогены широко распространены в природных условиях.

TutorOnline RU

Строение галогенов

На наружном уровне галогенов располагается шесть спаренных и один неспаренный электрон. До устойчивого состояния элементам недостает одного электрона, поэтому они относятся к сильным окислителям. Молекулы галогенов состоят из двух атомов.

У галогенов в соединениях, как правило, отрицательная степень окисления:

  • KCl-;

  • NaCl-;

  • CaCl2- и др.

В некоторых соединениях для них характерна положительная степень окисления:

  • Cl2+1O;

  • Cl2+7O7;

  • KCl+5O3 и др.

Фтор – самый электроотрицательный элемент, который окисляет даже кислород. Таким образом, существует фторид кислорода OF2.



Закономерности галогенов

Для получения галогенов в свободном состоянии, необходимо оценить способность ионов к окислению. В ряду F-Cl-Br-I увеличивается атомный радиус. Значит, иону сложнее удерживать электроны и, таким образом, окислительные свойства в ряду уменьшаются.  

В ряду F-Cl-Br-I уменьшается электроотрицательность. Следовательно, фтор – самый активный элемент. У него самый маленький атомный радиус, поэтому он активно притягивает к себе электроны.



Физические свойства

Для галогенов характерна молекулярная решетка. С этим связаны низкие температуры плавления и кипения, которые по мере увеличения атомной массы повышаются.

В ряду химических элементов F-Cl-Br-I повышается плотность вещества. В нормальных условиях галогены выглядят следующим образом:

  • фтор – светло-желтый газ;

  • хлор – желто-зеленый газ;

  • бром – оранжевая жидкость;

  • йод – темно-фиолетовые кристаллы.

Галогены ядовиты и издают неприятный аромат. Они практически не растворимы в воде. Только фтор может реагировать с водой.

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

Галогены в химии



Способы получения

Получение хлора

В промышленности хлор получают путем электролиза.

  1. Электролиз расплава хлорида натрия
    • 2 NaCl → 2Na + Cl2
    • К (-): Na+ + 1 e → Na0
    • А (+): 2 Cl- - 1 e → Cl20

  2. Электролиз раствора хлорида натрия
    • 2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
    • К (-): 2H2O + 2 e → H20 + 2OH-
    • А (+): 2Cl- - 1 e → Cl20

В лаборатории хлор получают при реакции соляной кислоты и сильных окислителей.

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Получение фтора

Фтор получают с помощью электролиза расплава.

2KHF2 → 2K + H2 + 2F2

Получение брома

Бром получают с помощью окисления.

2HBr + Cl2 → Br2 + 2HCl

Получение йода

Йод получают с помощью окисления.

2KI + Cl2 → I2 + 2KCl



Химические свойства

Галогены – окислители, которые реагируют с металлами и неметаллами.

  1. С серой
    • S + Cl2 → SCl2

  2. С фосфором
    • 2Р + 3Cl2 → 2РCl3
    • 2Р + 5Cl2 → 2РCl5

  3. С углеродом
    • 2F2 + C → CF4

  4. С металлами
    • 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Для ряда химических элементов F-Cl-Br характерно образование галогенидов железа (III), а для йода — железа (II). При реакциях с медью продукты аналогичны.

  5. С водородом
    • F2 + Н2 → 2НF

  6. С галогенами (более активные вытесняют менее активные галогены)
    • Cl2 + F2 → 2ClF

В реакциях со сложными веществами галогены ведут себя как окислители.

  1. С водой
    • Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO 
    • Cl2 + 6H2O ↔ 5HCl + HClO3  
  2. Со щелочами
    • Cl2 + 2NaOHхолодная → NaCl + NaClO + H2O
    • 3Cl2 + 6NaOHгорячая → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
  3. С солями
    • Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2


Применение галогенов

Костная ткань и зубная эмаль включают соединения фтора. При недостатке фтора зубная эмаль разрушается. В состав плазмы крови входят различные хлориды. Соединения брома регулируют процессы торможения и возбуждения нервной системы. Йод регулирует работу щитовидной железы, а также контролирует обмен веществ.

Фторид кислорода используется в производстве ракетного топлива. Соединения фтора входят в состав зубных паст. С помощью молекулярного хлора обеззараживают воду, а также используют для отбеливания тканей, бумаги, древесины. Поваренная соль – хлорид натрия, который добавляется в пищу. А хлорид калия применяется в качестве удобрения.

Поделитесь в социальных сетях:
14 октября 2021, 21:13


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».