Реферат

Реферат Галогены 3

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.3.2025








ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

 
Галогены (от греч. halos - соль и genes - образующий) - элементы главной подгруппы VII группы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод, астат.


 Из-за высокой реакционной способности галогены в свободном состоянии в природе не встречаются. Они существуют в виде солей в земной коре или в виде ионов в морской воде.
В свободном состоянии галогены состоят из двухатомных молекул F2, Cl2, Br2, I2. Атомы в этих молекулах связаны между собой неполярной ковалентной связью.


Реакционная способность галогенов по отношению к металлам и водороду снижается от F к I. Более реакционноспособный галоген замещает менее реакционноспособнный в соединениях, например:
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
2I- + Cl2 = 2Cl- + I2


Таблица. Электронное строение и некоторые свойства атомов и молекул галогенов 

Символ элемента

F

Cl

Br

I

At

Порядковый номер

9

17

35

53

85

Строение внешнего электронного слоя

2s22p5

3s23p5

4s24p5

5s25p5

6s26p5

Энергия ионизации, эВ

17,42

12,97

11,84

10,45

~9,2

Сродство атома к электрону, эв

3,45

3,61

3,37

3,08

~2,8

Относительная электроотрицательность (ЭО)

4,0

3,0

2,8

2,5

~2,2

Радиус атома, нм

0,064

0,099

0,114

0,133



Межъядерное расстояние в молекуле Э2, нм

0,142

0,199

0,228

0,267



Энергия связи в молекуле Э2 (25°С), кДж/моль

159

243

192

157

109

Степени окисления

-1

-1, +1, +3,
+4, +5, +7


-1, +1, +4,
+5, +7


-1, +1, +3,
+5, +7




Агрегатное состояние

Бледно-зел.
газ


Зел-желт.
газ


Бурая
жидкость


Темн-фиол.
 кристаллы


Черные
кристаллы


t°пл.(°С)

-219

-101

-8

114

227

t°кип.(°С)

-183

-34

58

185

317

 (г*см-3 )

1,51

1,57

3,14

4,93



Растворимость в воде (г / 100 г воды)

реагирует
с водой


2,5 : 1
по объему


3,5

0,02





1) Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня - nS2nP5.
2)С возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства); галогены - сильные окислители, окислительная способность элементов уменьшается с увеличением атомной массы.
3)Молекулы галогенов состоят из двух атомов.
4)С увеличением атомной массы окраска становится более темной, возрастают температуры плавления и кипения, а также плотность.
5)Сила галогеноводородных кислот возрастает с увеличением атомной массы.
6)Галогены могут образовывать соединения друг с другом (например, BrCl)


 

ФТОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

 
Фтор F2 - открыл А. Муассан в 1886 г.



 Физические свойства
Газ светло-желтого цвета; t°пл.= -219C, t°кип.= -183C.
 


Получение

 
Электролиз расплава гидрофторида калия KHF2:
 


2F- - 2e  F20
 
Химические свойства


 
F2 - самый сильный окислитель из всех веществ:
 


1.      2F2 + 2H2O  4HF + O2
2.      H2 + F2  2HF (со взрывом)
3.      Cl2 + F2  2ClF


 

Фтористый водород

 

Физические свойства

 
Бесцветный газ, хорошо растворим в воде t°пл. = - 83,5C; t°кип. = 19,5C;
 


Получение

 

CaF2 + H2SO4(конц.)  CaSO4 + 2HF­

 

Химические свойства

 

1)Раствор HF в воде - слабая кислота (плавиковая):

 

HF  H+ + F-

 

Соли плавиковой кислоты - фториды

 

2)Плавиковая кислота растворяет стекло:

 

SiO2 + 4HF  SiF4­+ 2H2O
 
SiF4 + 2HF  H2[SiF6] гексафторкремниевая кислота


 
 


ХЛОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

 
Хлор Cl2 - открыт К. Шееле в 1774 г.
 


Физические свойства

 
Газ желто-зеленого цвета, t°пл. = -101C, t°кип. = -34°С.
 


Получение

 
Окисление ионов Cl- сильными окислителями или электрическим током:
 


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


 
электролиз раствора NaCl (промышленный способ):
 


2NaCl + 2H2O  H2­ + Cl2­ + 2NaOH

 

Химические свойства

 
Хлор - сильный окислитель.
 


1)Реакции с металлами:

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


2)Реакции с неметаллами:

H2 + Cl2  –h 2HCl
2P + 3Cl2  2PClЗ
 


3)Реакция с водой:

Cl2 + H2O  HCl + HClO

 

4)Реакции со щелочами:

Cl2 + 2KOH  –5CKCl + KClO + H2O
3Cl2 + 6KOH  –40C5KCl + KClOЗ + 3H2O
Cl2 + Ca(OH)2  CaOCl2(хлорная известь) + H2O


 

5)Вытесняет бром и йод из галогеноводородных кислот и их солей.

 

Cl2 + 2KI  2KCl + I2
Cl2 + 2HBr  2HCl + Br2
 
Хлористый водород


 

Физические свойства

 
Бесцветный газ с резким запахом, ядовитый, тяжелее воздуха, хорошо растворим в воде (1 : 400).
t°пл. = -114C, t°кип. = -85°С.
 


Получение

 

1)Синтетический способ (промышленный):

 

H2 + Cl2  2HCl

 

2)Гидросульфатный способ (лабораторный):

 

NaCl(тв.) + H2SO4(конц.)  NaHSO4 + HCl­
 
Химические свойства


 

1)Раствор HCl в воде - соляная кислота - сильная кислота:

 

HCl  H+ + Cl-

 

2)Реагирует с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:

 

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2­

 

3)с оксидами металлов:

MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O

 

4)с основаниями и аммиаком:

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


 

5)с солями:

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + CO2­
HCl + AgNO3  AgCl + HNO3


 
Образование белого осадка хлорида серебра, нерастворимого в минеральных кислотах используется в качестве качественной реакции для обнаружения анионов Cl- в растворе.
Хлориды металлов - соли соляной кислоты, их получают взаимодействием металлов с хлором или реакциями соляной кислоты с металлами, их оксидами и гидроксидами; путем обмена с некоторыми солями
 


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


 
Большинство хлоридов растворимы в воде (за исключением хлоридов серебра, свинца и одновалентной ртути).
 


Кислородсодержащие кислоты хлора


Хлорноватистая кислота  HCl+1O
H–O–Cl



Физические свойства

 
Существует только в виде разбавленных водных растворов.
 


Получение

 

Cl2 + H2O  HCl + HClO

 

Химические свойства

 
HClO - слабая кислота и сильный окислитель:
 


1)Разлагается, выделяя атомарный кислород

 

HClO  –на светуHCl + O­

 

2)Со щелочами дает соли - гипохлориты

 

HClO + KOH  KClO + H2O

 

3)2HI + HClO  I2 + HCl + H2O


Хлористая кислота HCl+3O2
H–O–Cl=O



Физические свойства

 
Существует только в водных растворах.
 


Получение

 
Образуется при взаимодействии пероксида водорода с оксидом хлора (IV), который получают из бертоллетовой соли и щавелевой кислоты в среде H2SO4:
 


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

 

Химические свойства

 
HClO2 - слабая кислота и сильный окислитель; соли хлористой кислоты - хлориты:
 


1) HClO2 + KOH  KClO2 + H2O                                                                 

  

 2)Неустойчива, при хранении разлагается

 

4HClO2  HCl + HClO3 + 2ClO2­ + H2O


Хлорноватая кислота HCl+5O3







 


Физические свойства

 
Устойчива только в водных растворах.
 

Получение


 

Ba (ClO3)2 + H2SO4 2HClO3 + BaSO4

 

Химические свойства

 
HClO3 - Сильная кислота и сильный окислитель; соли хлорноватой кислоты - хлораты:
 


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


 
KClO3 - Бертоллетова соль; ее получают при пропускании хлора через подогретый (40C) раствор KOH:
 


3Cl2 + 6KOH  5KCl + KClO3 + 3H2O

 
Бертоллетову соль используют в качестве окислителя; при нагревании она разлагается:
 


4KClO3  –без катKCl + 3KClO4
2KClO3  –MnO2 кат2KCl + 3O2­



Хлорная кислота HCl+7O4





  Физические свойства


 
Бесцветная жидкость, t°кип. = 25C, t°пл.= -101C.
 


Получение

 

KClO4 + H2SO4  KHSO4 + HClO4

 

Химические свойства

 
HClO4 - очень сильная кислота и очень сильный окислитель; соли хлорной кислоты - перхлораты.
 


1)HClO4 + KOH  KClO4 + H2O

 

2)При нагревании хлорная кислота и ее соли разлагаются:

 

4HClO4  – 4ClO2­ + 3O2­ + 2H2O
KClO4  – KCl + 2O2­


 

БРОМ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

 
Бром Br2 - открыт Ж. Баларом в 1826 г.
 


Физические свойства

 
Бурая жидкость с тяжелыми ядовитыми парами; имеет неприятный запах; = 3,14 г/см3; t°пл. = -8C; t°кип. = 58C.
 


Получение

 
Окисление ионов Br -  сильными окислителями:
 


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


 

Химические свойства

 
В свободном состоянии бром - сильный окислитель; а его водный раствор - "бромная вода" (содержащий 3,58% брома) обычно используется в качестве слабого окислителя.
 


1)Реагирует с металлами:

2Al + 3Br2  2AlBr3

 

2)Реагирует с неметаллами:

H2 + Br2  2HBr
2P + 5Br2  2PBr5


 

3)Реагирует с водой и щелочами :

Br2 + H2O  HBr + HBrO
Br2 + 2KOH  KBr + KBrO + H2O


 

4)Реагирует с сильными восстановителями:

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


 

Бромистый водород HBr

 

Физические свойства

 
Бесцветный газ, хорошо растворим в воде; t°кип. = -67°С; t°пл. = -87°С.
 


Получение

 

1)2NaBr + H3PO4  –t  Na2HPO4 + 2HBr­
 


2)PBr3 + 3H2O  H3PO3 + 3HBr­

 

Химические свойства

 
Водный раствор бромистого водорода - бромистоводородная кислота еще более сильная, чем соляная. Она вступает в те же реакции, что и HCl:
 


1)     Диссоциация:

HBr  H+ + Br -

 

2)     С металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода:

 

Mg + 2HBr  MgBr2 + H2­

 

3)     с оксидами металлов:

CaO + 2HBr  CaBr2 + H2O

 

4)     с основаниями и аммиаком:

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


 

5)     с солями:

MgCO3 + 2HBr  MgBr2 + H2O + CO2­
AgNO3 + HBr  AgBr + HNO3


 
Соли бромистоводородной кислоты называются бромидами. Последняя реакция - образование желтого, нерастворимого в кислотах осадка бромида серебра служит для обнаружения аниона Br - в растворе.
 


6)     HBr - сильный восстановитель:

 

2HBr + H2SO4(конц.)  Br2 + SO2­ + 2H2O
2HBr + Cl2
2HCl + Br2

 
Из кислородных кислот брома известны слабая бромноватистая HBr+1O и сильная бромноватая HBr+5O3.


ИОД И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

 
Йод I2 - открыт Б. Куртуа в 1811 г.
 


Физические свойства

 
Кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета с металлическим блеском.
= 4,9 г/см3; t°пл.= 114C; t°кип.= 185C. Хорошо растворим в органических растворителях (спирте, CCl4).
 


Получение

 
Окисление ионов I- сильными окислителями:
 


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

свойства



 

1)     c металлами:

2Al + 3I2  2AlI3

 

2)     c водородом:

H2 + I2  2HI

 

3)     с сильными восстановителями:

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

 

4)     со щелочами:

3I2 + 6NaOH  5NaI + NaIO3 + 3H2O

 

Иодистый водород

 

Физические свойства

 
Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде, t°кип.
= -35°С; t°пл. = -51°С.
 

Получение


 

1)                                                                                                                     

I2 + H2S S + 2HI

 

2)                                                                                         

2P + 3I2 + 6H2O 2H3PO3 + 6HI­

 

Химические свойства

 

1)     Раствор HI в воде - сильная йодистоводородная кислота:

 

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

 
Соли йодистоводородной кислоты - йодиды (др. реакции HI см. св-ва HCl и HBr)
 


2)     HI - очень сильный восстановитель:

 

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

 

3)     Идентификация анионов I- в растворе:

 

NaI + AgNO3 AgI + NaNO3
HI + AgNO3
AgI + HNO3

 
Образуется темно-желтый осадок йодида серебра, нерастворимый в кислотах.
 


Кислородные кислоты йода


Йодноватая кислота HI+5O3

Бесцветное кристаллическое вещество, t°пл.= 110°С, хорошо растворимое в воде.


 
Получают:

 

3I2 + 10HNO3 6HIO3 + 10NO­ + 2H2O


HIO3 - сильная кислота (соли - йодаты) и сильный окислитель.
 



Йодная кислота H5I+7O6
 
Кристаллическое гигроскопичное вещество, хорошо растворимое в воде,     t°пл.= 130°С.
Слабая кислота (соли - перйодаты); сильный окислитель.





АСТАТ

АСТАТ (лат. Astatium), астатин, Аt - радиоактивный химический элемент VII

группы периодической системы Менделеева, атомный номер 85. Стабильных

изотопов у астата нет; известно не менее 20 радиоактивных изотопов астата,

из которых наиболее долгоживущий 210At имеет период полураспада T1/2 8,3 ч.

Многократные попытки ученых разных стран открыть элемент № 85 всевозможными химическими и физическими способами в природных объектах были неудачны. В 1940 Э. Сегре, Т. Корсон и У. Мак-Кензи получили на циклотроне в Беркли (США) первый изотоп 211At, бомбардируя висмут (-частицами. Название "астат" дано от греческого astatos - неустойчивый. Лишь после этого искусственного получения астата было показано, что 4 его изотопа (215At, 216At, 218At и 219At) образуются в очень маловероятных (5*10-5 - 0,02%) ответвлениях трех природных рядов радиоактивного распада урана и тория. Астат хорошо адсорбируется на металлах (Ag, Au, Pt), легко испаряется в обычных условиях и в вакууме. Благодаря этому удается выделить астат (до 85%) из продуктов облучения висмута путем их вакуумной дистилляции с поглощением астата серебром или платиной. Химические свойства астата очень интересны и своеобразны; он близок как к иоду, так и к полонию, т. е. проявляет свойства и неметалла (галогена) и металла. Такое сочетание свойств обусловлено положением астата в периодической системе: он является наиболее тяжелым (и следовательно, наиболее "металлическим") элементом группы галогенов. Подобно галогенам астат дает нерастворимую соль AgAt; подобно иоду окисляется до 5-валентного состояния (соль AgAtO3 аналогична AgJO3).

Однако, как и типичные металлы, астат осаждается сероводородом даже из

сильно кислых растворов, вытесняется цинком из сернокислых растворов, а при электролизе осаждается на катоде.
Список литературы
     




 



1. Реферат Численный расчет дифференциальных уравнений
2. Реферат Виртуальная реальность - ее плюсы и минусы
3. Сочинение на тему Философская проблематика в лирике И Бродского
4. Курсовая Распределение инвестиций методом динамического программирования
5. Реферат Закономерности поведения техногенных элементов в донных осадках на примере Ханкайской геоэкологи
6. Реферат Отчёт по практике в СО при ОВД по Кирово-Чепецкому району
7. Реферат на тему Bilnigual Education Essay Research Paper Imagine being
8. Реферат на тему Astroturf And Athletes Essay Research Paper In
9. Реферат Возвышение Московского княжества. Роль Ивана Калиты
10. Реферат на тему Глобальні проблеми сучасності