Химическое расследование. Химические свойства галогенов

Гипотеза
Молекулы простых веществ, образуемых атомами галогенов двухатомны. С увеличением радиуса атомов в ряду F, Cl, Br, I, At возрастает поляризуемость молекул. В результате усиливается межмолекулярное дисперсионное взаимодействие, что обуславливает возрастание температуру плавление и кипения простых веществ. С увеличением размеров внешних электронных облаков взаимодействующих атомов степень их перекрывания уменьшается, а область перекрывания располагается все дольше от атомных ядер.

Цель:
-выяснить химические свойства галогенов.
Задачи:
- провести исследование химических свойств галогенов;
- указать условия химических реакций.

Ход исследования
Химическая активность фтора исключительна высока. Щелочные металлы, свинец, железо сгорают в атмосфере фтора при комнатной температуре. На некоторые металлы (Cu, Ni) фтор не действуют, так как на их поверхности образуется защитный слой фторида. Однако при нагревании фтор реагирует со всеми металлами, в том числе золотом и платиной.
Cо многими неметаллами (водород, йод, бром, сера, фосфор, мышьяк, сурьма, углерод, кремний, бор) фтор взаимодействуют на холоду с образованием соответствующих соединений; реакция протекает со взрывом или с образованием пламени.
H2 + F2 = 2HF
Si + 2F2 = SiF4
S + 3F2 = SF6
Фтор является самым сильным окислителем.
SiO2 +2 F2 = SiF4 + O2
2H2 O + 2F2 = 4 HF + O 2

Свободный хлор проявляет высокую химическую активность, хотя и меньшую чем фтор. Он непосредственно взаимодействует со всеми простыми веществами за исключением кислорода, азота и благородных газов. Такие неметаллы как фосфор, мышьяк, сурьма и кремний при высокой температуре реагируют с хлором с выделением большого количества тепла. Энергично протекает взаимодействие хлора с активными металлами – натрием, калием, магнием.
Сl2 + 2Na = 2 NaCl
Mg + Cl2 = MgCl2
Хлор реагирует с водой на свету образует с ней соляную и хлорноватистую кислоту:
Cl2 + H 2O = HCl + HClО
Фосфор, внесенный в хлор загорается, образуя трех- и пятихлористый фосфор:
2P + 3Cl2 = 2PCl3
РС13+ Cl 2 = PCl5.

Химическая активность брома меньше, чем у хлора, но все же велика. Со многими металлами и неметаллами(например с фосфором) они реагируют в обычных условиях. При этом бром по активности мало уступает хлору. Соединение брома с водородом происходит лишь при нагревании.
Активность йода меньше, чем у хлора,
но все же со многими металлами он способен
взаимодействовать при обычных условиях,
образуя соли
J2 +2Na = 2NaJ
Йод с водородом реагирует только при достаточно сильном
нагревании, и не полностью, т.к. начинает идти обратная
реакция-разложение жидкого водорода:

Галогены, стоящие в подгруппе выше, вытесняют
нижестоящие из галогенопроизводных кислот и
их солей !
Из солей:
Cl2 +2KBr =2KCl +Br2
Cl2 + 2KJ =2KCl +J2
Из кислот:
Cl2 +2HBr= Br2 +2HCl
Cl2 + 2HJ = J2 + 2HCl

Результаты исследования
Таким образом, химическая активность галогенов последовательно уменьшается от фтора к йоду. Каждый галоген в ряду F — I может вытеснять после­дующий из его соединений с водородом или металлами, то есть каждый галоген в виде простого вещества способен окислять галогенид-ион любого из последующих галогенов