Химические свойства галогенов

К данным химическим элементам относят элементы VII группы главной подгруппы – фтор, хлор, бром, йод.

Отличительными особенностями галогенов является резко выраженные свойства неметаллов, или металлоидов. На внешнем энергетическом уровне у данных элементов семь электронов, то есть он считается не завершенным. В связи с этим они могут активно присоединять электроны для его завершения. 

Химическая активность галогенов ослабевает сверху вниз в группе и с увеличением атомного радиуса – от фтора к йоду. Таким образом, самым сильным окислителем является фтор, его степень окисления всегда равна -1. У остальных галогенов могут быть степени окисления в пределах от -1 до +7.

Химические свойства галогенов

Рассмотрим химические свойства галогенов на определенных примерах.

  1. При взаимодействии с металлами галогены образуют соли. Реакции происходят в зависимости от степени активности того или иного элемента.
    • Фтор, как сильнейший окислитель, реагирует с металлами в нормальных условиях, а при высоких температурах способен взаимодействовать даже с неактивными металлами – серебром, золотом, платиной. Алюминий и цинк способны гореть в атмосфере фтора.

      Ca + F2 → CaF2
      Zn + F2 → ZnF2

    • Другие галогены взаимодействуют с металлами при высоких температурах. К примеру, при высыпании в колбу с хлором измельченной в порошок сурьмы частички ее воспламеняются на лету, производя впечатление «огненного дождя». Колба наполняется при этом тяжелым белым дымом хлористой сурьмы.

      2Sb + 3Cl2 → 2SbCl3

      Медь, взятая в виде пучка тонкой проволоки и предварительно нагретая на воздухе, при погружении в хлор раскаляется и сгорает, наполняя колбу бурым дымом. Бурый дым представляет собой частички хлорной меди.

      Cu + Cl2 → CuCl2

      Йод также вступает в реакции с металлами. Если растертый в ступке йод смешать с порошком алюминия, то через некоторое время сама собой начнется реакция соединения. Активизируется процесс в присутствии воды.

      2Al + 3I2 → 2AlI3

      Реакция сопровождается появлением пламени. Продукт реакции – йодистый алюминий получается в виде тяжелого дыма, окрашенного примешивающимися к нему парами йода в фиолетовый цвет.


  2. Галогены взаимодействуют с некоторыми неметаллами – водородом, серой, фосфором, кремнием. С кислородом и азотом непосредственно не реагирует.
    • Фтор, при обычных условиях, реагирует практически со всеми неметаллами с выделением тепла. С водородом реакция протекает с взрывом. 

      F2 + H2 → 2HF + Q
      2F2 + Si → SiF↑ + Q

    • Другие галогены реагируют с неметаллами при нагревании. С водородом соединяется бром, образуя бромистый водород. В соединениях с водородом и металлами бром является одновалентным.

      Br2 + H2 → 2HBr


  3. При нагревании фтор может окислять другие галогены. Например, при взаимодействии фтора и хлора образуется при комнатной температуре бесцветный токсичный тяжелый газ с сильным раздражающим запахом – фторид хлора (I). 

    Cl2 +  F2 → 2ClF


  4. Галогены способны восстанавливать менее активные галогены из растворов галогенидов металлов. В эти реакции не вступает фтор, так как из-за высокой активности в растворе начинает немедленно реагировать с водой.

    2KI + Br2 → 2KBr + I2 
    2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2


  5. Взаимодействие со  сложными веществами.
    • Галогены могут взаимодействовать с щелочными растворами. Реакции протекают по-разному при высоких и низких температурах. При взаимодействии хлора со щелочами на холоде образуется смесь хлоридов и гипохлоритов.

      Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O

      В горячем растворе щелочи происходит реакция, при которой образуются хлорид калия и  хлорат калия или бертоллетова соль.

      3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

    • Реакция с водой сопровождается выделением атомарного водорода.

      2F2 + 2H2O → 4HF + O2

      Взаимодействие хлора с водой протекает в два этапа. Во-первых, хлор реагирует с водой с образованием хлорной и хлорноватистой кислоты.

      H2O + Cl2 → HCl + HClO


 

Смотри также:

23 сентября 2020, 16:44

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.