Галогены. Положение галогенов в ПСХЭ

Положение галогенов в ПСХЭ
Галогены – элементы VIIА – группы. Галогены – типичные неметаллы. Общее название подгруппы «галогены», т.е. «рождающие соли».
F )2 )7
Cl )2 )8 )7
Br )2 ) 8)18 )7
I )2 )8 )18 )18 )7
At )2 )8 )18 ) 32) 18)7
Общая формула – ns2np5
Строение и свойства атомов.
Все галогены существуют в свободном состоянии в виде двухатомных молекул с ковалентной неполярной химической связью между атомами. В твердом состоянии F2, Cl2, Br2, I2 имеют молекулярные кристаллические решетки, что и подтверждается их физическими свойствами.

Галогены: фтор F, хлор Cl, бром Br, йод I, астат At (редко встречающийся в природе) – типичные неметаллы. Их атомы содержат на внешнем энергетическом уровне семь электронов, и им недостает лишь одного электрона, чтобы завершить его. Атомы этих элементов при взаимодействии с металлами принимают электрон от атомов металлов. При этом возникает ионная связь и образуются соли.
Галогены – очень сильные окислители. Фтор в химических реакциях проявляет только окислительные свойства, и для него характерна степень окисления -1. Остальные галогены могут проявлять и восстановительные свойства при взаимодействии с более электроотрицательными элементами – фтором, кислородом, азотом, при этом степени их окисления могут принимать значения +1, +3, +5, +7. восстановительные свойства галогенов усиливаются от хлора к йоду, что связано с ростом радиусов их атомов: атомы хлора примерно вдвое меньше, чем у йода.

Общая характеристика
+9 ) )
2 7
+17 ) ) )
2 8 7
+35 ) ) ) )
2 8 18 7
+53 ) ) ) ) )
2 8 18 18 7
Заряд ядра увеличивается
Радиус атома увеличивается
Количество валентных электронов равно 7
Притяжение валентных электронов к ядру уменьшается
Способность отдавать электроны увеличивается
Неметаллические свойства ослабевают
Окислительная способность уменьшается
Уменьшается электроотрицательность (ЭО)
Увеличивается сила галогеноводородных кислот
Уменьшается кислотный характер высших оксидов.
F
Cl
Br
I

История открытия галогенов
F2
Br2
At
CL2

История открытия фтора
В 1886 году французский химик А. Муассан, используя электролиз жидкого фтороводорода, охлажденного до температуры –23°C (в жидкости должно содержаться немного фторида калия, который обеспечивает ее электропроводимость), смог на аноде получить первую порцию нового, газа. В первых опытах для получения фтора А. Муассан использовал очень дорогой электролизер, изготовленный из платины и иридия. При этом каждый грамм полученного фтора «съедал» до 6 г платины.
Анри Муассан
(1852 – 1907 г.)
2HF→H2↑ + F2↑

История открытия хлора
В 1774 году шведский аптекарь К. Шееле открыл хлор. «Я поместил смесь черной магнезии с муриевой кислотой в реторту, к горлышку которой присоединил пузырь, лишенный воздуха, и поставил ее на песчаную баню. Пузырь наполнился газом, который имел желто-зеленый цвет и пронзительный запах».
В 1807 году английский химик Гемфри Дэви получил тот же газ. Он пришел к выводу, что получил новый элемент и назвал его "хлорин" (от "хлорос" - желто-зеленый).
В 1812 году Гей-Люсеок дал газу название хлор.
Карл Вильгельм Шееле
(1742 – 1786 г.)
MnO2+ 4HCl → Cl2+ MnCl2 + 2H2O

История открытия брома
В 1825 году французский химик А.Ж.Балар при изучении маточных рассолов выделил темно-бурую жидкость, который он назвал - "мурид" (от латинского слова muria, означающего "рассол"). Комиссия Академии, проверив это сообщение, подтвердила открытие Балара и предложила назвать элемент бромом (от "бромос", с греческого "зловонный"). Балар писал: «Точь-в-точь как ртуть есть единственный металл, который имеет жидкую фазу при комнатной температуре, бром есть единственный жидкий неметалл» .
Антуан Жером Балар
(1802 – 1876 г.)
2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2

История открытия йода
В 1811 году французский химик Бернар Куртуа открыл йод путём перегонки маточных растворов от азотнокислого кальция с серной кислотой Чтобы другие химики могли изучать новое вещество, Б. Куртуа подарил его (фармацевтической фирме в Дижоне.
В 1813 году Ж.-Л.Гей-Люссак подробно изучил этот элемент и дал ему современное название. Название "иод" происходит от греческого слова "иодэс" - "фиолетовый" (по цвету паров).
Бернар Куртуа (1777 – 1838 г. )
2 NaI + 2 H2SO4 = I2 + SO2 + Na2 SO4 + 2 H2 O

История открытия астата
В 1869 г Д.И.Мендеелеев предсказал его существование и возможность открытия в будущем (как «эка-иод»).
Впервые астат был получен искусственно в 1940 г. открыт Д.Корсоном, К.Маккензи и Э.Сегре (Калифорнийский университет в Беркли). Для синтеза изотопа 211At они облучали висмут альфа-частицами.
Астат является наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в природе. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится всего 70 мг астата.
20983Bi + 42He → 21185At + 2 10n
Эрст Сегре
(1914 – 1985 г.)

Нахождение галогенов в природе

Нахождение галогенов в природе

Нахождение галогенов в природе

Нахождение галогенов в природе

Нахождение галогенов в природе

Нахождение галогенов в природе

Галогены в живых организмах

Физические свойства

Физические свойства

Физические свойства

Физические свойства

Физические свойства

Химические свойства фтора
F2 –САМЫЙ РЕАКЦИОНОСПОСОБНЫЙ, реакции идут на холоде, при нагревании – даже с участием Au, Pt, Xe.
Взаимодействует
с простыми веществами:
С Металлами С Неметаллами
2Na + F2 → 2NaF H2 + F2 → 2HF
Mo + 3F2 → MoF6 Xe + 2F2 → XeF4
со сложными веществами:
2H2O + F2 → 4HF + O2
2KCl + F2 → Cl2 + 2NaF
2KBr + F2 → Br2 + 2КF
2KI + F2 → I2 + 2К
Вода горит во фторе фиолетовым пламенем
Фтор вытесняет любой галоген из соли

С простыми веществами:
С Металлами С Неметаллами
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 H2 + Cl2 → 2HCl (tº, hυ)
Cu + Cl2 → Cu Cl2 2P + 5Cl2 → 2PCl5 ( tº, в изб. Сl2)
Со сложными веществами:
H2O + Cl2 → HCl+HClO
2NaOH + Cl2 → NaOCl + NaCl + H2O жавелевая вода
2KBr + Cl2 → Br2 + 2КCl
2KI + Cl2 → I2 + 2КCl
Химические свойства хлора
Горение железа в хлоре
Хлор отбеливает ткани за счет атомарного кислорода, выделяемого из НClO

С простыми веществами:
С Металлами С Неметаллами
2Fe + 3Br2 → 2FeBr3 H2 + Br2 → 2HBr
Cu + Br2 → Cu Br2 2P + 5Br2 → 2PBr5
Со сложными веществами:
Br2 + H2O → HBr + HBrO
2KI + Br2 → I2 + 2КCl
Br2 - умеренно реакционоспособен.
Чаще чем фтор и хлор используется в органическом синтезе
Обладает высокой селективностью (избирательностью)
Химические свойства брома

I2 - мало реакционоспособен.
С простыми веществами:
С металлами(кроме благородных при T) С неметаллами
Hg + I2 → HgI2 H2 + I2 → 2HI (tº)
2Al + 3I2 → 2AlI3 2P + 3Br2 → 2PI3
Со сложными веществами:
I2 + H2O → HI + HIO (практически не идет)
I2 + р-р крахмала → темно-синее окрашивание
Химические свойства йода
Окисляется конц. серной и азотной кислотами

F
Скелет,
зубы
Сl
Кровь, желудочный сок
Br
Регуляция нервных процессов
I
Регуляция обмена веществ
Биологическое значение

Применение фтора
Тефлон
(посуда)
Фреон-
CF2Cl2
(хладогент)
Окислитель ракетного топлива
Заменитель крови
Фториды в зубных пастах

Применение хлора
Отбеливатели
Производство
HCl
Получение брома, йода
Дезинфекция воды
Органические растворители
Лекарственные препараты
Хлорирование органических веществ
Получение неорганических хлоридов

Применение брома
Лекарственные препараты
Красители
Фотография
Ветеринарные препараты
Ингибиторы
коррозии
Присадки к бензину