Halojen grubundan en hafif element. Halojenler

GENEL ÖZELLİKLERİ

Halojenler (Yunan halelerinden - tuz ve genlerden - oluşturan) periyodik tablonun VII. grubunun ana alt grubunun elemanlarıdır: flor, klor, brom, iyot, astatin.

Masa. Elektronik yapı halojen atomlarının ve moleküllerinin bazı özellikleri

1) Haricinin genel elektronik konfigürasyonu enerji seviyesi- nS2nP5.
2) Artarak seri numarası elementler, atom yarıçapları artar, elektronegatiflik azalır, metalik olmayan özellikler zayıflar (metalik özellikler artar); halojenler güçlü oksitleyici maddelerdir; elementlerin oksitleme yeteneği artan atom kütlesiyle azalır.
3) Halojen molekülleri iki atomdan oluşur.
4) Atom kütlesinin artmasıyla renk koyulaşır, erime ve kaynama noktaları ile yoğunluk artar.
5) Hidrohalik asitlerin mukavemeti atom kütlesinin artmasıyla artar.
6) Halojenler birbirleriyle bileşik oluşturabilirler (örneğin BrCl)

FLOR VE BİLEŞİKLERİ

Flor F2 - 1886'da A. Moissan tarafından keşfedildi.

Fiziki ozellikleri

Gazın rengi açık sarıdır; t°erime= -219°C, t°kaynama= -183°C.

Fiş

Potasyum hidroflorürün elektrolizi KHF2 eriyiğini:

Kimyasal özellikler

F2, tüm maddeler arasında en güçlü oksitleyici ajandır:

1. 2F2 + 2H2O® 4HF + O2
2. H2 + F2 ® 2HF (patlamalı)
3. Cl2 + F2® 2ClF

Hidrojen florid

Fiziki ozellikleri

Renksiz gaz, suda oldukça çözünür, mp. = - 83,5°C; kaynatın. = 19,5°C;

Fiş

CaF2 + H2SO4(kons.) ® CaSO4 + 2HF

Kimyasal özellikler

1) Suda bir HF çözeltisi - zayıf asit (hidroflorik):

HF « H+ + F-

Hidroflorik asit tuzları - florürler

2) Hidroflorik asit camı çözer:

SiO2 + 4HF ® SiF4+ 2H2O

SiF4 + 2HF® H2 heksaflorosilikik asit

KLOR VE BİLEŞİKLERİ

Klor Cl2 - 1774'te K. Scheele tarafından keşfedildi.

Fiziki ozellikleri

Gaz sarı-yeşil rengi, mp. = -101°C, t°kaynama. = -34°C.

Fiş

Cl- iyonlarının güçlü oksitleyici maddelerle veya elektrik akımıyla oksidasyonu:

MnO2 + 4HCl® MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl® 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O
K2Cr2O7 + 14HCl® 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

NaCl çözeltisinin elektrolizi (endüstriyel yöntem):

2NaCl + 2H2O ® H2 + Cl2 + 2NaOH

Kimyasal özellikler

Klor güçlü bir oksitleyici maddedir.

1) Metallerle reaksiyonlar:

2Na + Cl2® 2NaCl
Ni + Cl2 ® NiCl2
2Fe + 3Cl2® 2FeCl3

2) Metal olmayanlarla reaksiyonlar:

H2 + Cl2 –hn® 2HCl
2P + 3Cl2® 2PClЗ

3) Su ile reaksiyon:

Cl2 + H2O « HCl + HClO

4) Alkalilerle reaksiyonlar:

Cl2 + 2KOH –5°C® KCl + KClO + H2O
3Cl2 + 6KOH –40°C® 5KCl + KClOЗ + 3H2O
Cl2 + Ca(OH)2 ® CaOCl2(ağartıcı) + H2O

5) Hidrohalik asitlerden ve bunların tuzlarından brom ve iyotu uzaklaştırır.

Cl2 + 2KI® 2KCl + I2
Cl2 + 2HBr® 2HCl + Br2

Klor bileşikleri
Hidrojen klorür

Fiziki ozellikleri

Keskin kokulu, zehirli, havadan ağır, suda oldukça çözünür (1:400) renksiz bir gaz.
t°pl. = -114°C, t°kaynama. = -85°C.

Fiş

1) Sentetik yöntem (endüstriyel):

H2 + Cl2® 2HCl

2) Hidrosülfat yöntemi (laboratuvar):

NaCl(katı) + H2SO4(kons.) ® NaHSO4 + HCl

Kimyasal özellikler

1) Su - hidroklorik asit - kuvvetli asit içindeki bir HCl çözeltisi:

HCl « H+ + Cl-

2) Hidrojene kadar olan voltaj aralığında metallerle reaksiyona girer:

2Al + 6HCl® 2AlCl3 + 3H2

3) metal oksitlerle:

MgO + 2HCl® MgCl2 + H2O

4) bazlar ve amonyakla:

HCl + KOH ® KCl + H2O
3HCl + Al(OH)3® AlCl3 + 3H2O
HCl + NH3® NH4Cl

5) tuzlarla:

CaCO3 + 2HCl® CaCl2 + H2O + CO2
HCl + AgNO3 ® AgCl¯ + HNO3

Mineral asitlerde çözünmeyen beyaz bir gümüş klorür çökeltisinin oluşumu, çözeltideki Klanyonların tespiti için kalitatif bir reaksiyon olarak kullanılır.
Metal klorürler hidroklorik asit tuzlarıdır, metallerin klor ile etkileşimi veya hidroklorik asidin metaller, oksitleri ve hidroksitleri ile reaksiyonları ile elde edilirler; belirli tuzlarla değiştirerek

2Fe + 3Cl2® 2FeCl3
Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2
CaO + 2HCl® CaCl2 + H2O
Ba(OH)2 + 2HCl ® BaCl2 + 2H2O
Pb(NO3)2 + 2HCl ® PbCl2¯ + 2HNO3

Çoğu klorür suda çözünür (gümüş, kurşun ve tek değerlikli cıva klorürler hariç).

Hipokloröz asit HCl+1O
H–O–Cl

Fiziki ozellikleri

Sadece seyreltik sulu çözeltiler halinde bulunur.

Fiş

Cl2 + H2O « HCl + HClO

Kimyasal özellikler

HClO zayıf bir asit ve güçlü bir oksitleyici maddedir:

1) Atomik oksijeni açığa çıkararak ayrışır

HClO – ışıkta® HCl + O

2) Alkalilerle tuz verir - hipoklorit

HClO + KOH ® KClO + H2O

2HI + HClO® I2¯ + HCl + H2O

Klorlu asit HCl+3O2
H–O–Cl=O

Fiziki ozellikleri

Yalnızca sulu çözeltilerde bulunur.

Fiş

Hidrojen peroksitin, H2SO4 içindeki Berthollet tuzu ve oksalik asitten elde edilen klor oksit (IV) ile etkileşimi sonucu oluşur:

2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 ® K2SO4 + 2CO2 + 2СlO2 + 2H2O
2ClO2 + H2O2 ® 2HClO2 + O2

Kimyasal özellikler

HClO2 zayıf bir asit ve güçlü bir oksitleyici maddedir; klorlu asit tuzları - kloritler:

HClO2 + KOH ® KClO2 + H2O

2) Kararsız, depolama sırasında ayrışır

4HClO2® HCl + HClO3 + 2ClO2 + H2O

Hipokloröz asit HCl+5O3

Fiziki ozellikleri

Yalnızca sulu çözeltilerde stabildir.

Fiş

Ba (ClO3)2 + H2SO4 ® 2HClO3 + BaSO4¯

Kimyasal özellikler

HClO3 - Güçlü asit ve güçlü oksitleyici madde; perklorik asit tuzları - kloratlar:

6P + 5HClO3 ® 3P2O5 + 5HCl
HClO3 + KOH ® KClO3 + H2O

KClO3 - Berthollet tuzu; klorun ısıtılmış (40°C) KOH çözeltisinden geçirilmesiyle elde edilir:

3Cl2 + 6KOH® 5KCl + KClO3 + 3H2O

Berthollet tuzu oksitleyici bir madde olarak kullanılır; Isıtıldığında ayrışır:

4KClO3 – cat® KCl + 3KClO4 olmadan
2KClO3 –MnO2 cat® 2KCl + 3O2

Perklorik asit HCl+7O4

Fiziki ozellikleri

Renksiz sıvı, kaynama noktası. = 25°C, sıcaklık = -101°C.

Fiş

KClO4 + H2SO4 ® KHSO4 + HClO4

Kimyasal özellikler

HClO4 çok güçlü bir asit ve çok güçlü bir oksitleyici maddedir; perklorik asit tuzları - perkloratlar.

HClO4 + KOH ® KClO4 + H2O

2) Isıtıldığında perklorik asit ve tuzları ayrışır:

4HClO4 –t°® 4ClO2 + 3O2 + 2H2O
KClO4 –t°® KCl + 2O2

BROM VE BİLEŞİKLERİ

Bromin Br2 - 1826'da J. Balard tarafından keşfedildi.

Fiziki ozellikleri

Ağır zehirli dumanlar içeren kahverengi sıvı; Var kötü koku; r= 3,14 g/cm3; t°pl. = -8°C; kaynatın. = 58°C.

Fiş

Br iyonlarının güçlü oksitleyici maddelerle oksidasyonu:

MnO2 + 4HBr® MnBr2 + Br2 + 2H2O
Cl2 + 2KBr® 2KCl + Br2

Kimyasal özellikler

Serbest halinde brom güçlü bir oksitleyici maddedir; ve sulu çözeltisi - "brom suyu" (%3,58 brom içerir) genellikle zayıf bir oksitleyici madde olarak kullanılır.

1) Metallerle reaksiyona girer:

2Al + 3Br2® 2AlBr3

2) Metal olmayanlarla reaksiyona girer:

H2 + Br2 « 2HBr
2P + 5Br2® 2PBr5

3) Su ve alkalilerle reaksiyona girer:

Br2 + H2O « HBr + HBrO
Br2 + 2KOH® KBr + KBrO + H2O

4) Güçlü indirgeyici maddelerle reaksiyona girer:

Br2 + 2HI® I2 + 2HBr
Br2 + H2S® S + 2HBr

Hidrojen bromür HBr

Fiziki ozellikleri

Renksiz gaz, suda oldukça çözünür; kaynatın. = -67°C; t°pl. = -87°C.

Fiş

2NaBr + H3PO4 –t°® Na2HPO4 + 2HBr

PBr3 + 3H2O® H3PO3 + 3HBr

Kimyasal özellikler

Sulu bir hidrojen bromür çözeltisi, hidroklorik asitten bile daha güçlü olan hidrobromik asittir. HCl ile aynı reaksiyonlara girer:

1) Ayrışma:

HBr « H+ + Br -

2) Hidrojene kadar gerilim serisindeki metallerle:

Mg + 2HBr® MgBr2 + H2

3) metal oksitlerle:

CaO + 2HBr® CaBr2 + H2O

4) bazlar ve amonyakla:

NaOH + HBr® NaBr + H2O
Fe(OH)3 + 3HBr® FeBr3 + 3H2O
NH3 + HBr® NH4Br

5) tuzlarla:

MgCO3 + 2HBr ® MgBr2 + H2O + CO2
AgNO3 + HBr® AgBr¯ + HNO3

Hidrobromik asit tuzlarına bromitler denir. Son reaksiyon - sarı, asitte çözünmeyen gümüş bromür çökeltisinin oluşması - çözeltideki Br - anyonunun tespit edilmesine hizmet eder.

6) HBr güçlü bir indirgeyici ajandır:

2HBr + H2SO4(kons.) ® Br2 + SO2 + 2H2O
2HBr + Cl2® 2HCl + Br2

Bromun oksijen asitlerinden zayıf bromlu asit HBr+1O ve güçlü bromlu asit HBr+5O3 bilinmektedir.
İYOT VE BİLEŞİKLERİ

İyot I2 - 1811'de B. Courtois tarafından keşfedildi.

Fiziki ozellikleri

Metalik parlaklığa sahip koyu mor renkli kristal madde.
r= 4,9 g/cm3; t°pl.= 114°C; kaynama noktası = 185°C. Organik çözücülerde (alkol, CCl4) çok çözünür.

Fiş

İyonların güçlü oksitleyici maddelerle oksidasyonu:

Cl2 + 2KI® 2KCl + I2
2KI + MnO2 + 2H2SO4 ® I2 + K2SO4 + MnSO4 + 2H2O

Kimyasal özellikler

1) metallerle:

2Al + 3I2® 2AlI3

2) hidrojen ile:

3) güçlü indirgeyici maddelerle:

I2 + SO2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HI
I2 + H2S® S + 2HI

4) alkalilerle:

3I2 + 6NaOH® 5NaI + NaIO3 + 3H2O

Hidrojen iyodür

Fiziki ozellikleri

Keskin bir kokuya sahip, suda oldukça çözünür, kaynama noktası olan renksiz bir gazdır. = -35°C; t°pl. = -51°C.

Fiş

I2 + H2S® S + 2HI

2P + 3I2 + 6H2O® 2H3PO3 + 6HI

Kimyasal özellikler

1) Suda bir HI çözeltisi - güçlü hidroiyodik asit:

Merhaba « H+ + I-
2HI + Ba(OH)2 ® BaI2 + 2H2O

Hidroiyodik asit tuzları - iyodürler (diğer HI reaksiyonları için HCl ve HBr'nin özelliklerine bakın)

2) HI çok güçlü bir indirgeyici ajandır:

2HI + Cl2® 2HCl + I2
8HI + H2SO4(kons.) ® 4I2 + H2S + 4H2O
5HI + 6KMnO4 + 9H2SO4 ® 5HIO3 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 9H2O

3) Çözeltideki I-anyonların tanımlanması:

NaI + AgNO3 ® AgI¯ + NaNO3
HI + AgNO3 ® AgI¯ + HNO3

Asitlerde çözünmeyen koyu sarı bir gümüş iyodür çökeltisi oluşur.

İyotun oksijen asitleri

Sulu asit HI+5O3

Renksiz kristal madde, erime noktası = 110°C, suda oldukça çözünür.

Almak:

3I2 + 10HNO3 ® 6HIO3 + 10NO + 2H2O

HIO3 güçlü bir asittir (tuzlar - iyodatlar) ve güçlü bir oksitleyici maddedir.

İyodik asit H5I+7O6

Suda oldukça çözünür, erime noktası = 130°C olan kristal higroskopik madde.
Zayıf asit (tuzlar - periyodatlar); güçlü oksitleyici ajan.

Genel özellikleri

Halojenler, periyodik tablonun VII. grubunda yer alan beş ana metalik olmayan elementi içerir. Bu grup, flor F, klor Cl, brom Br, iyot I, astatin At gibi kimyasal elementleri içerir.

Halojenler isimlerini nereden alırlar? Yunan kelimesiçeviride tuz oluşturan veya "tuz oluşturan" anlamına gelir, çünkü prensipte halojen içeren bileşiklerin çoğuna tuz denir.

Halojenler, birkaç metal dışında hemen hemen tüm basit maddelerle reaksiyona girer. Oldukça enerjik oksitleyici maddelerdirler, çok güçlü ve keskin bir kokuya sahiptirler, suyla iyi etkileşime girerler ve ayrıca yüksek uçuculuğa ve yüksek elektronegatifliğe sahiptirler. Ancak doğada yalnızca bileşik halinde bulunabilirler.

Halojenlerin fiziksel özellikleri

1. Çok basit kimyasal maddeler halojenler gibi iki atomdan oluşur;
2. Halojenleri ele alırsak normal koşullar o zaman flor ve klorun gaz halinde, bromun sıvı bir madde, iyot ve astatinin ise katı maddeler olduğunu bilmelisiniz.

3. Halojenler için erime noktası, kaynama noktası ve yoğunluk, artan atom kütlesiyle birlikte artar. Ayrıca aynı zamanda renkleri de değişir, koyulaşır.
4. Seri numarasının her artmasıyla kimyasal reaktivite ve elektronegatiflik azalır ve metalik olmayan özellikler zayıflar.
5. Halojenler birbirleriyle BrCl gibi bileşikler oluşturma özelliğine sahiptir.
6. Halojenler oda sıcaklığı maddenin üç halinde de olabilir.
7. Halojenlerin oldukça zehirli kimyasallar olduğunu da unutmamak gerekir.

Halojenlerin kimyasal özellikleri

Şu tarihte: Kimyasal reaksiyon metallerde halojenler oksitleyici ajan görevi görür. Örneğin flor alırsak, normal koşullar altında bile çoğu metalle reaksiyona girer. Ancak alüminyum ve çinko atmosferde bile tutuşuyor: +2-1: ZnF2.

Halojen üretimi

Endüstriyel ölçekte flor ve klor üretilirken elektroliz veya tuz çözeltileri kullanılır.

Aşağıdaki resme yakından bakarsanız, elektroliz ünitesi kullanılarak laboratuvarda nasıl klor üretilebileceğini göreceksiniz:

İlk resim erimiş sodyum klorür için bir tesisi, ikincisi ise bir sodyum klorür çözeltisi üretmeye yönelik bir tesisi göstermektedir.

Erimiş sodyum klorürün bu elektroliz işlemi, bu denklem biçiminde temsil edilebilir:

Böyle bir elektroliz yardımıyla klor üretiminin yanı sıra hidrojen ve sodyum hidroksit de oluşur:

Elbette hidrojen daha basit ve daha ucuz bir şekilde üretiliyor, bu durum sodyum hidroksit için söylenemez. Tıpkı klor gibi, hemen hemen her zaman yalnızca bir sofra tuzu çözeltisinin elektrolizi yoluyla elde edilir.

Yukarıdaki resme bakarsanız laboratuvarda klorun nasıl üretilebileceğini göreceksiniz. Ve hidroklorik asidin manganez oksitle reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:

Endüstride brom ve iyot, bu maddelerin bromür ve iyodürlerden klor ile değiştirilmesiyle elde edilir.

Halojenlerin uygulanması

Flor veya bakır florür (CuF2) demek daha doğru olur, oldukça geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Seramik, emaye ve çeşitli sırların imalatında kullanılır. Her evde bulunan Teflon tava, buzdolapları ve klimalardaki soğutucu da flor sayesinde ortaya çıktı.

Teflon, ev ihtiyaçlarının yanı sıra implant üretiminde kullanıldığı gibi tıbbi amaçlarla da kullanılmaktadır. Optik ve diş macunlarındaki lenslerin üretiminde flor gereklidir.

Klor aynı zamanda hayatımızın her adımında tam anlamıyla bulunur. Klorun en yaygın ve yaygın kullanımı elbette sofra tuzu NaCl'dir. Aynı zamanda detoksifiye edici bir madde olarak da görev yapar ve buzla mücadelede kullanılır.

Ayrıca plastik, sentetik kauçuk ve polivinil klorür üretiminde klor vazgeçilmezdir; bu sayede giyim, ayakkabı ve sektörümüzde ihtiyaç duyulan diğerlerini elde edebiliriz. Gündelik Yaşamşeyler. Ağartıcı, toz, boya ve diğer ev kimyasallarının üretiminde kullanılır.

Fotoğraf basarken genellikle ışığa duyarlı bir madde olarak broma ihtiyaç duyulur. Tıpta sakinleştirici olarak kullanılır. Brom ayrıca böcek ilacı ve böcek ilacı vb. üretiminde de kullanılır.

Her insanın ecza dolabında bulunan iyi bilinen iyot öncelikle antiseptik olarak kullanılır. İyot, antiseptik özelliklerinin yanı sıra ışık kaynaklarında da bulunur ve aynı zamanda kağıt yüzeyindeki parmak izlerinin tespitinde yardımcıdır.

Halojenlerin ve bileşiklerinin insan vücudu için rolü

Mağazada seçim yapmak diş macunu Muhtemelen her biriniz etiketinin florür bileşiklerinin içeriğini gösterdiğine dikkat ettiniz. Ve bu sebepsiz değildir, çünkü bu bileşen diş minesinin ve kemiklerin yapımında yer alır ve dişlerin çürüğe karşı direncini arttırır. Ayrıca metabolik süreçlerde önemli rol oynar, kemik iskeletinin yapımına katılır ve bu tür olayların oluşmasını engeller. tehlikeli hastalık osteoporoz gibi.

Klor, su-tuz dengesinin korunmasında ve ozmotik basıncın korunmasında aktif rol aldığından insan vücudunda da önemli bir rol oynar. Klor metabolizmada rol oynar insan vücudu, doku oluşturmak ve aynı zamanda önemli olan - kurtulmak fazla ağırlık. Mide suyunda bulunan hidroklorik asit büyük önem Sindirim için vardır, çünkü onsuz yiyecekleri sindirme süreci imkansızdır.

Klor vücudumuz için gereklidir ve günlük olarak gerekli dozlarda sağlanması gerekir. Ancak vücuda alımı aşılırsa veya keskin bir şekilde azalırsa, bunu hemen şişlik, baş ağrısı ve diğer hoş olmayan semptomlar şeklinde hissedeceğiz, bu sadece metabolizmayı bozmakla kalmayıp aynı zamanda bağırsak hastalıklarına da neden olabilir.

İnsanlarda beyinde, böbreklerde, kanda ve karaciğerde bulunur. çok sayıda brom Tıbbi amaçlar için brom sakinleştirici olarak kullanılır. Ancak aşırı dozda olabilir Olumsuz sonuçlar bu depresyona yol açabilir gergin sistem ve bazı durumlarda zihinsel bozukluklar. Ve vücutta brom eksikliği, uyarma ve engelleme süreçleri arasında dengesizliğe yol açar.

Tiroid bezimiz vücudumuza giren mikropları öldürme yeteneğine sahip olduğundan iyotsuz yapamaz. İnsan vücudunda iyot eksikliği varsa tiroid bezinde guatr adı verilen bir hastalık başlayabilir. Bu hastalık oldukça rahatsız edici semptomlara neden olur. Guatr hastası olan kişi kendini halsizlik, uyuşukluk, ateş, sinirlilik ve güç kaybı hisseder.

Bütün bunlardan, halojenler olmadan bir kişinin yalnızca günlük yaşamda gerekli olan birçok şeyi kaybetmekle kalmayıp, aynı zamanda onlar olmadan vücudumuzun normal şekilde çalışamayacağı sonucuna varabiliriz.

Nükleer Araştırma Dubna. Florür zehirli ve reaktif, soluk sarı bir gazdır. Klor oldukça zehirli bir maddedir hoş olmayan kokuçamaşır suyu açık yeşil bir gazdır. Koku sinirine zarar verebilecek zehirli kırmızı-kahverengi bir sıvı olan brom, ampullerin içinde bulunur çünkü. volatilite özelliğine sahiptir. İyot kolayca süblimleştirilebilen zehirli mor-siyah bir kristaldir. Astatin radyoaktif mavi-siyah bir kristaldir, en uzun izotopun periyodu 8,1 saattir.Tüm halojenler birkaçı hariç hemen hemen tüm basit maddelerle reaksiyona girer. Bunlar enerjik oksitleyici maddelerdir, dolayısıyla yalnızca bileşikler halinde bulunabilirler. Halojenlerin kimyasal aktivitesi atom numarasının artmasıyla azalır. Halojenler flordan iyodine geçerken azalan yüksek oksidasyon aktivitesine sahiptir. En aktif olanı tüm metallerle reaksiyona giren flordur. Bu elementin atmosferindeki metallerin birçoğu kendiliğinden tutuşur ve büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Flor, ısıtılmadan birçok metal olmayan maddeyle reaksiyona girebilir ve tüm reaksiyonlar. Flor, ışınlama üzerine asil () gazlarla reaksiyona girer.Serbest klor, aktivitesi florinkinden daha az olmasına rağmen aynı zamanda çok reaktiftir. Klor, oksijen, nitrojen ve inert gazlar dışındaki tüm basit maddelerle reaksiyona girebilir. Bu element ayrıca birçok karmaşık maddeyle reaksiyona girerek hidrokarbonlarla yer değiştirir ve birleşir. Klor ısıtıldığında bromu ve iyotu metaller veya hidrojenle olan bileşiklerinden uzaklaştırır.Kimyasal aktivite de oldukça yüksektir, ancak flor veya klordan daha az olmasına rağmen, brom esas olarak sıvı halde ve başlangıç ​​​​konsantrasyonlarında kullanılır. , diğer koşullar klordan daha eşittir. Bu element de benzer şekilde suda çözünür ve onunla kısmen reaksiyona girerek "bromlu su" oluşturur. İyot, kimyasal aktivite açısından diğer halojenlerden farklıdır. Çoğu metal olmayan maddeyle reaksiyona giremez ve metallerle yalnızca ısıtıldığında ve çok yavaş reaksiyona girer. Reaksiyon oldukça geri dönüşümlü ve endotermiktir. İyot suda çözünmez ve ısıtıldığında bile oksitlenemez, dolayısıyla “iyotlu su” mevcut değildir. İyot, iyodür çözeltilerinde çözünerek karmaşık anyonlar oluşturabilir.Astatin, hidrojen ve metallerle reaksiyona girer.Halojenlerin kimyasal aktivitesi, flordan iyodine doğru sırayla azalır. Her halojen, bir sonrakini metaller veya hidrojenle olan bileşiklerinden uzaklaştırır; basit bir madde formundaki her halojen, aşağıdaki halojenlerden herhangi birinin halojen iyonunu oksitleyebilir.

Burada okuyucu halojenler, kimyasal elementler hakkında bilgi bulacaktır. periyodik tablo D. I. Mendeleev. Makalenin içeriği onların kimyasallarına aşina olmanızı sağlayacak ve fiziki ozellikleri, doğadaki konumu, uygulama yöntemleri vb.

Genel bilgi

Halojenlerin tümü, on yedinci grupta yer alan D.I. Mendeleev'in kimyasal tablosunun unsurlarıdır. Daha katı bir sınıflandırma yöntemine göre bunların hepsi ana alt grup olan yedinci grubun unsurlarıdır.

Halojenler, belirli miktarda metal olmayanlar hariç, basit tipteki hemen hemen tüm maddelerle reaksiyona girebilen elementlerdir. Hepsi enerjik oksitleyicilerdir, bu nedenle doğal koşullar altında kural olarak diğer maddelerle karışık formdadırlar. Halojenlerin kimyasal aktivite göstergesi seri numaralarının artmasıyla azalır.

Aşağıdaki elementler halojen olarak kabul edilir: flor, klor, brom, iyot, astatin ve yapay olarak oluşturulan tennesin.

Daha önce de belirtildiği gibi, tüm halojenler belirgin özelliklere sahip oksitleyici maddelerdir ve hepsi metal değildir. Dıştakinin yedi elektronu var. Metallerle etkileşim iyonik bağların ve tuzların oluşumuna yol açar. Flor hariç hemen hemen tüm halojenler, +7'lik en yüksek oksidasyon durumuna ulaşarak indirgeyici bir madde olarak görev yapabilir, ancak bu onların yüksek derecede elektronegatifliğe sahip elementlerle etkileşime girmesini gerektirir.

Etimolojinin özellikleri

1841'de İsveçli kimyager J. Berzelius, halojenler terimini tanıtmayı önerdi ve onlara o zamanlar bilinen F, Br, I olarak atıfta bulundu, ancak bu terimin bu tür elementlerin tüm grubuyla ilişkili olarak tanıtılmasından önce, 1811'de Alman bilim adamı I Schweigger aynı kelimeyi klor olarak adlandırmak için kullandı; terimin kendisi Yunancadan "tuz" olarak çevrildi.

Atomik yapı ve oksidasyon durumları

Halojenlerin dış atom kabuğunun elektron konfigürasyonu şu şekildedir: astatin - 6s 2 6p 5, iyot - 5s 2 5p 5, brom 4s 2 4p 5, klor - 3s 2 3p 5, flor 2s 2 2p 5.

Halojenler elektron kabuğuna sahip elementlerdir harici tip yedi elektron, bu da onlara "olmadan" izin veriyor özel çaba» Kabuğu tamamlamaya yetmeyen bir elektron eklenir. Tipik olarak oksidasyon numarası -1 olarak görünür. Cl, Br, I ve At daha yüksek derecedeki elementlerle reaksiyona girer ve pozitif bir oksidasyon durumu sergilemeye başlar: +1, +3, +5, +7. Florin sabit bir oksidasyon durumu -1'dir.

Yayma

Onun nedeniyle yüksek derece Reaktivite nedeniyle halojenler genellikle bileşikler halinde bulunur. Yer kabuğundaki dağılım seviyesi, atom yarıçapının F'den I'ye artmasına bağlı olarak azalır. Yer kabuğundaki astatin gram cinsinden ölçülür ve tennessin yapay olarak oluşturulur.

Halojenler halojenür bileşiklerinde doğal olarak bulunur ve iyot ayrıca potasyum veya sodyum iyodat formunu da alabilir. Sudaki çözünürlükleri nedeniyle okyanus sularında ve doğal kökenli tuzlu sularda bulunurlar. F, halojenlerin az çözünen bir temsilcisidir ve çoğunlukla tortul kayalarda bulunur ve ana kaynak kalsiyum florürdür.

Fiziksel kalite özellikleri

Halojenler birbirlerinden büyük ölçüde farklılık gösterebilirler ve aşağıdaki fiziksel özelliklere sahiptirler:

1. Flor (F2) açık sarı bir gazdır, keskin ve tahriş edici bir kokusu vardır ve geleneksel olarak sıkıştırılamaz. sıcaklık koşulları. Erime noktası -220 °C, kaynama noktası -188 °C'dir.
2. Klor (Cl2), basınç altında bile normal sıcaklıklarda sıkışmayan, boğucu, keskin bir kokuya ve yeşil-sarı renge sahip bir gazdır. -101°C'de erimeye, -34°C'de kaynamaya başlar.
3. Brom (Br 2), kahverengimsi kahverengi renkte ve keskin, pis kokulu bir kokuya sahip, uçucu ve ağır bir sıvıdır. -7°C'de erir ve 58°C'de kaynar.
4. İyot (I 2) - bu katı madde koyu gri bir renge sahiptir ve metalik bir parlaklık ve oldukça keskin bir koku ile karakterize edilir. 113,5 °C'ye ulaştığında erime süreci başlar ve 184,885 °C'de kaynar.
5. Nadir bir halojen astatindir (At 2), sağlam ve metalik parlaklığa sahip siyah-mavi bir renge sahiptir. Erime noktası 244 °C'ye karşılık gelir ve 309 °C'ye ulaştıktan sonra kaynama başlar.

Halojenlerin kimyasal yapısı

Halojenler, F'den At'a doğru azalan çok yüksek oksitleyici aktiviteye sahip elementlerdir. Halojenlerin en aktif temsilcisi olan flor, bilinenler dışında her türlü metalle reaksiyona girebilir. Çoğu metal temsilcisi, flor atmosferine maruz kaldığında kendiliğinden yanmaya maruz kalır ve büyük miktarlarda ısı açığa çıkar.

Floru ısıya maruz bırakmadan H2, C, P, S, Si gibi çok sayıda metal olmayan maddeyle reaksiyona girebilir. Bu durumda reaksiyonların türü ekzotermiktir ve buna bir patlama eşlik edebilir. F ısıtıldığında kalan halojenleri oksitlenmeye zorlar ve ışınlamaya maruz kaldığında bu element, inert nitelikteki ağır gazlarla tamamen reaksiyona girebilir.

Flor, karmaşık maddelerle etkileşime girdiğinde yüksek enerjili reaksiyonlara neden olur, örneğin suyu oksitleyerek patlamaya neden olabilir.

Klor, özellikle serbest haldeyken de reaktif olabilir. Aktivite seviyesi florin seviyesinden daha düşüktür, ancak hemen hemen tüm basit maddelerle reaksiyona girebilir, ancak nitrojen, oksijen ve soy gazlar onunla reaksiyona girmez. Klor, ısıtıldığında veya iyi ışık altında hidrojenle etkileşime girerek patlamanın eşlik ettiği şiddetli bir reaksiyon oluşturur.

İlave ve ikame reaksiyonlarına ek olarak Cl, çok sayıda karmaşık maddeyle reaksiyona girebilir. Metal veya hidrojen ile oluşturdukları bileşiklerden ısıtma sonucu Br ve I'yi yerinden çıkarabilir ve ayrıca alkali maddelerle reaksiyona girebilir.

Brom, kimyasal olarak klor veya flordan daha az aktiftir ancak yine de kendini çok net bir şekilde gösterir. Bunun nedeni çoğu zaman bromin Br'nin sıvı olarak kullanılmasıdır, çünkü bu durumda diğer özdeş koşullar altında başlangıç ​​​​konsantrasyon derecesi Cl'ninkinden daha yüksektir. Kimyada, özellikle organikte yaygın olarak kullanılır. H 2 O'da çözünebilir ve onunla kısmen reaksiyona girebilir.

Halojen element iyot, basit bir madde I2 oluşturur ve H20 ile reaksiyona girerek çözeltilerin iyodürlerinde çözünerek karmaşık anyonlar oluşturabilir. Çoğu halojenden farklı olarak metal olmayanların çoğuyla reaksiyona girmez, metallerle yavaş reaksiyona girer ve ısıtılması gerekir. Hidrojenle yalnızca güçlü ısıtmaya maruz kaldığında reaksiyona girer ve reaksiyon endotermiktir.

Nadir halojen astatin (At), iyottan daha az reaktiftir ancak metallerle reaksiyona girebilir. Ayrışma sonucunda hem anyonlar hem de katyonlar ortaya çıkar.

Kullanım alanları

Halojen bileşikleri insanlar tarafından çok çeşitli faaliyet alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Al üretmek için doğal kriyolit (Na 3 AlF 6) kullanılır. Brom ve iyot olarak basit maddeler genellikle ilaç ve kimya şirketleri tarafından kullanılır. Araba parçalarının üretiminde halojenler sıklıkla kullanılır. Farlar da bu detaylardan biri. Farlar geceleri yolu aydınlattığından ve hem sizi hem de diğer sürücüleri tespit etmenin bir yolu olduğundan, arabanın bu bileşeni için yüksek kaliteli bir malzeme seçmek çok önemlidir. Xenon, far oluşturmak için en iyi kompozit malzemelerden biri olarak kabul edilir. Ancak halojenin kalitesi bu inert gaza göre çok daha düşük değildir.

İyi bir halojen, diş macunlarında yaygın olarak kullanılan bir katkı maddesi olan florürdür. Diş hastalıklarının - çürük oluşumunun önlenmesine yardımcı olur.

Halojen element klor (Cl), HCl üretiminde kullanım alanı bulur ve sıklıkla plastik, kauçuk, sentetik elyaf, boyalar ve solventler vb. gibi organik maddelerin sentezinde kullanılır. Klor bileşikleri ayrıca keten ve pamukta ağartıcı olarak da kullanılır. malzeme, kağıt ve içme suyundaki bakterilerle mücadele aracı olarak.

Dikkat! Zehirli!

Çok yüksek reaktiviteleri nedeniyle halojenlere haklı olarak zehirli denir. Reaksiyonlara girme yeteneği en açık şekilde florda ifade edilir. Halojenlerin belirgin boğucu özellikleri vardır ve etkileşim halinde dokuya zarar verebilirler.

Buhar ve aerosollerdeki florin, halojenlerin potansiyel olarak en tehlikeli formlarından biri olarak kabul edilir ve çevredeki canlılara zarar verir. Bunun nedeni koku duyusunun zayıf bir şekilde algılanması ve ancak büyük bir konsantrasyona ulaşıldıktan sonra hissedilmesidir.

Özetliyor

Gördüğümüz gibi halojenler Mendeleev'in periyodik tablosunun çok önemli bir parçasıdır; birçok özelliğe sahiptirler, fiziksel ve fiziksel olarak birbirlerinden farklıdırlar. kimyasal nitelikler atom yapısı, oksidasyon durumu ve metaller ve metal olmayanlarla reaksiyona girme yeteneği. Kişisel bakım ürünlerindeki katkı maddelerinden, maddelerin sentezine kadar endüstride çok çeşitli şekillerde kullanılmaktadır. organik Kimya veya ağartıcılar. biri olmasına rağmen en iyi yollar Xenon, bir araba farında ışığı korumak ve oluşturmak için kullanılır, ancak halojen pratikte ondan daha aşağı değildir ve aynı zamanda yaygın olarak kullanılır ve kendi avantajlarına sahiptir.

Artık halojenin ne olduğunu biliyorsunuz. Bu maddelerle ilgili soru içeren bir tarama artık sizin için engel değil.

Halojenlerin kimyasal özellikleri

Flor yalnızca oksitleyici bir madde olabilir ve bu, içindeki konumuyla kolayca açıklanabilir. periyodik tablo kimyasal elementler D. I. Mendeleev. Bazı soy gazları bile oksitleyen güçlü bir oksitleyici maddedir:

2F 2 +Xe=XeF4

Florun yüksek kimyasal aktivitesi açıklanmalıdır.

Ancak bir flor molekülünün yok edilmesi, yeni bağların oluşumu sırasında açığa çıkan enerjiden çok daha az enerji gerektirir.

Böylece, flor atomunun küçük yarıçapı nedeniyle, flor molekülündeki yalnız elektron çiftleri karşılıklı olarak çarpışır ve zayıflar.

Halojenler hemen hemen tüm basit maddelerle etkileşime girer.

1. Metallerle reaksiyon en kuvvetli şekilde meydana gelir. Flor ısıtıldığında tüm metallerle (altın ve platin dahil) reaksiyona girer; soğukta alkali metaller, kurşun, demir ile reaksiyona girer. Bakır ve nikel ile soğukta reaksiyon meydana gelmez, çünkü koruyucu katman metali daha fazla oksidasyondan koruyan florür.

Klor alkali metallerle güçlü bir şekilde reaksiyona girer ve bakır, demir ve kalay ile reaksiyon ısıtıldığında meydana gelir. Brom ve iyot benzer şekilde davranır.

Halojenlerin metallerle etkileşimi ekzotermik bir süreçtir ve aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

2M+nHaI2 =2MHaI DH<0

Metal halojenürler tipik tuzlardır.

Bu reaksiyondaki halojenler güçlü oksitleyici özellikler sergiler. Bu durumda metal atomları elektronlardan vazgeçer ve halojen atomları örneğin şunları kabul eder:

2. Normal koşullar altında flor, karanlıkta hidrojen ile patlamayla reaksiyona girer. Klorun hidrojenle etkileşimi parlak güneş ışığında meydana gelir.

Brom ve hidrojen yalnızca ısıtıldığında etkileşime girer ve iyot, güçlü ısıtma altında (350°C'ye kadar) hidrojenle reaksiyona girer, ancak bu süreç tersine çevrilebilir.

H2 + Cl2 = 2 HC1 H2 + Br2 = 2 HBr

H 2 +I 2 « 350° 2HI

Halojen bu reaksiyonda oksitleyici bir maddedir.

Araştırmalar, ışıkta hidrojen ve klor arasındaki reaksiyonun aşağıdaki mekanizmaya sahip olduğunu göstermiştir.

Cl2 molekülü hafif bir kuantum hv'yi emer ve inorganik Cl radikallerine ayrışır. . Bu, reaksiyonun başlangıcı (reaksiyonun ilk uyarılması) görevi görür. Daha sonra kendi kendine devam ediyor. Klor radikali Cl. Hidrojen molekülü ile reaksiyona girer. Bu durumda bir hidrojen radikali H ve HCl oluşur. Buna karşılık, hidrojen radikali H., Cl2 molekülü ile reaksiyona girerek HCl ve Cl'yi oluşturur. vesaire.

Сl 2 +hv=Сl. +Cl.

Cl. +H2 =HCl+H.

N. +Cl2 =HCl+C1.

İlk heyecan birbirini takip eden tepkiler zincirine neden oldu. Bu tür reaksiyonlara zincir reaksiyonları denir. Sonuç hidrojen klorürdür.

3. Halojenler oksijen ve nitrojenle doğrudan etkileşime girmez.

4. Halojenler diğer metal olmayan maddelerle iyi reaksiyona girer, örneğin:

2P+3Cl 2 =2PCl 3 2P+5Cl 2 =2PCl 5 Si+2F 2 =SiF 4

Halojenler (flor hariç) inert gazlarla reaksiyona girmez. Bromun ve iyotun metal olmayanlara karşı kimyasal aktivitesi, flor ve klora göre daha az belirgindir.

Yukarıdaki reaksiyonların hepsinde halojenler oksitleyici özellikler sergiler.

Halojenlerin karmaşık maddelerle etkileşimi. 5. Su ile.

Flor, atomik oksijen oluşturmak için suyla patlayıcı bir şekilde reaksiyona girer:

H 2 O+F 2 =2HF+O

Geri kalan halojenler aşağıdaki şemaya göre suyla reaksiyona girer:

Gal 0 2 +H 2 O «NGal -1 +NGal +1 O

Bu reaksiyon, halojenin hem indirgeyici madde hem de oksitleyici madde olduğu bir orantısızlık reaksiyonudur, örneğin:

Cl 2 +H 2 O«HCl+HClO

Cl 2 +H 2 O«H + +Cl - +HClO

Сl°+1e - ®Сl - Cl°-1e - ®Сl +

burada HC1 güçlü hidroklorik asittir; HClO - zayıf hipokloröz asit

6. Halojenler diğer maddelerden hidrojeni uzaklaştırma yeteneğine sahiptir, terebentin + C1 2 = HC1 + karbon

Klor, doymuş hidrokarbonlarda hidrojenin yerini alır: CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl

ve doymamış bileşikleri birleştirir:

C 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2

7. Halojenlerin reaktivitesi F-Cl - Br - I serisinde azalır. Bu nedenle, önceki element sonraki elementi NG tipi asitlerden (G - halojen) ve bunların tuzlarından değiştirir. Bu durumda aktivite azalır: F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2

Başvuru

Dezenfeksiyon için klor kullanılır içme suyu, kumaşların ve kağıt hamurunun ağartılması. Hidroklorik asit, ağartıcı vb. üretmek için büyük miktarlarda tüketilir. Flor sentezde yaygın olarak kullanılır. polimer malzemeler- Yüksek kimyasal dirence sahip ve aynı zamanda oksitleyici bir madde olarak floroplastik roket yakıtı. Tıpta bazı florür bileşikleri kullanılmaktadır. Brom ve iyot güçlü oksitleyici maddelerdir ve çeşitli maddelerin sentez ve analizlerinde kullanılır.

İlaç yapımında büyük miktarlarda brom ve iyot kullanılır.

Hidrojen halojenürler

X'in herhangi bir halojen olduğu halojenlerin hidrojen HX'li bileşiklerine hidrojen halojenürler denir. Halojenlerin yüksek elektronegatifliği nedeniyle, bağlanan elektron çifti onlara doğru kayar, dolayısıyla bu bileşiklerin molekülleri polardır.

Hidrojen halojenürler keskin kokulu, renksiz gazlardır ve suda kolayca çözünürler. 0°C'de 500 hacim HC1, 600 hacim HBr ve 450 hacim HI'yı 1 hacim suda çözün. Hidrojen florür suyla her oranda karışır. Bu bileşiklerin sudaki yüksek çözünürlüğü konsantre elde edilmesini mümkün kılar.

Tablo 16. Hidrohalik asitlerin ayrışma dereceleri

banyo çözümleri. Suda çözündüğünde hidrojen halojenürler asitler gibi ayrışır. HF, kuledeki özel bağ kuvveti ile açıklanan, zayıf ayrışmış bileşiklere aittir. Hidrojen halojenürlerin geri kalan çözeltileri güçlü asitler olarak sınıflandırılır.

HF - hidroflorik (florik) asit HC1 - hidroklorik (hidroklorik) HBr asit- hidrobromik asit HI - hidroiyodik asit

HF - HCl - HBr - HI serisindeki asitlerin mukavemeti artar, bu da aynı yönde bağlanma enerjisindeki azalma ve nükleerler arası mesafenin artmasıyla açıklanır. HI, hidrohalik asitler serisindeki en güçlü asittir (bkz. Tablo 16).

Suyun polarize olması nedeniyle polarize edilebilirlik artar

Daha büyük bağlantı, uzunluğu daha büyük olan bağlantıdır. I Hidrohalik asitlerin tuzları sırasıyla şu isimlere sahiptir: florürler, klorürler, bromürler, iyodürler.

Hidrohalik asitlerin kimyasal özellikleri

Kuru formda hidrojen halojenürlerin çoğu metal üzerinde etkisi yoktur.

1. Sulu çözümler Hidrojen halojenürler oksijensiz asitlerin özelliklerine sahiptir. Birçok metal, bunların oksitleri ve hidroksitleri ile kuvvetli etkileşime girer; hidrojenden sonra metallerin elektrokimyasal voltaj serisinde bulunan metalleri etkilemezler. Bazı tuzlar ve gazlarla etkileşime girer.

Hidroflorik asit camı ve silikatları yok eder:

SiO2 +4HF=SiF4 +2H2O

Bu nedenle cam kaplarda saklanamaz.

2. Redoks reaksiyonlarında hidrohalik asitler indirgeyici ajan olarak davranır ve Cl - , Br - , I - serisindeki indirgeme aktivitesi artar.

Fiş

Hidrojen florür, konsantre sülfürik asidin fluorspat üzerindeki etkisiyle üretilir:

CaF2 +H2S04 =CaS04 +2HF

Hidrojen klorür, hidrojenin klor ile doğrudan reaksiyonuyla üretilir:

H2 + Cl2 = 2HCl

Bu sentetik bir üretim yöntemidir.

Sülfat yöntemi konsantre bir reaksiyona dayanmaktadır.

NaCl ile sülfürik asit.

Hafif ısıtmayla reaksiyon, HCl ve NaHSO 4 oluşumuyla ilerler.

NaCl+H2S04 =NaHSO4 +HCl

Devamı Yüksek sıcaklık reaksiyonun ikinci aşaması gerçekleşir:

NaCl+NaHSO4 =Na2S04 +HCl

Ancak HBr ve HI'yı benzer şekilde elde etmek imkansızdır çünkü konsantre ile etkileşime girdiğinde metallerle olan bileşikleri

sülfürik asit tarafından oksitlenir, çünkü I - ve Br - güçlü indirgeyici maddelerdir.

2NaBr -1 +2H2 S +6 O 4(k) =Br 0 2 +S +4 O 2 +Na 2 SO 4 +2H 2 O

Hidrojen bromür ve hidrojen iyodür, PBr3 ve PI3'ün hidrolizi ile elde edilir: PBr3 +3H20=3HBr+H3PO3PI3 +3H2O=3HI+H3PO3

Halojenürler

Metal halojenürler tipik tuzlardır. Metal iyonlarının pozitif yüke ve halojen iyonlarının negatif yüke sahip olduğu iyonik bir bağ türü ile karakterize edilirler. Kristal bir kafesleri var.

Halojenürlerin indirgeme yeteneği Cl -, Br -, I - sırasıyla artar (bkz. §2.2).

Az çözünen tuzların çözünürlüğü AgCl - AgBr - AgI dizisinde azalır; aksine AgF tuzu suda oldukça çözünür. Hidrohalik asitlerin tuzlarının çoğu suda oldukça çözünür.