ГАЛОГЕНЫ-1

Галогены в периодической таблице Д.И.Менделеева

2

H H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni

Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd

Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

Cs Ba *La Hf Ta W Re Os Ir Pt

Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra *Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds

Rg Cn 113 Fl 115 Lv 117 118

Электронное

строение

F [He] 2s22p5

Cl [Ne] 3s23p5

Br [Ar] 3d104s24p5

I [Kr] 4d105s25p5

At [Xe] 4f145d106s26p5

Электроотрицательность

http://www.chem.asu.ru/org/ochem_bio/TOOX/e-otr.jpg

Свойства атомов галогенов

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

СЭ

и П

И, к

Дж

/мо

ль

Атомный номер

ПИ

СЭ0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60

Рад

иус

ато

ма

(ко

в.),

А

атомный номер

Степени окисления

+1, -1

+3

+5

+7

Межмолекулярное взаимодействие в Х2

8

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

1 1,5 2 2,5 3

Т, С

Длина связи, Å

Т пл

Т кип

Хлор (200C), бром (200C), иод (400C)

Твердые и жидкие хлор и бром 9

Тпл = - 7,25оСТпл = - 101оС

Ткип = - 34оС Ткип = 59,2оС

ИодТпл = 113оС

Ткип = 186оС

Фтор

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com

mons/1/1b/Liquid_fluorine.jpg

Тпл = -220оС

Ткип = -188оС

http://900igr.net/up/datai/210337/0003-002-.jpg

Свойства Э2

0

50

100

150

200

250

300

F2 Cl2 Br2 I2

0

50

100

150

200

250

300

Энтальпия диссоциации,

кДж/моль

Межъядерное

расстояние, (пм)

свойства F2 Cl2 Br2 I2

Длина связи Х-Х, Å 1,43 1,99 2,28 2,66

Энергия связи, кДж/моль 158 243 193 151

Галогены – типичные активные неметаллы

Фтор – самый сильный окислитель из простых веществ:

Xe + F2 = XeF2 rHо

298 = -176 кДж

Xe + 2F2 = XeF4 rHо

298 = -252 кДж

Фтор с водой реагирует только как окислитель:

2F2 + 2H2O = 4HF + O2

F2 + HCl = HF + Cl2

Cl2 + HBr = HF + Br2

Cl2 + H2O HCl + HClO

Константы Cl2 3,9*10-4 ; Br2 7,2*10-9 ; I2 2*10-13

Реакция диспропорционирования галогенов обратима:

Br2 + 2KOH = KBr + KBrO + H2O в щелочной среде

HBr + HBrO = Br2 + H2O в кислой среде

Cостав продуктов реакции зависит от температуры:

Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O

Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + 3 H2O

Co0

Co50

Диспропорционированиегалогенов в воде

Растворимость хлора в воде

Растворимость брома в воде

Растворимость иода в воде

Галогены в неполярных растворителях

• Декан + бромная и иодная вода

• CCl4 + иодная, бромная и хлорная вода

Иод

• Иод в спирте, гексане, бензоле

• Иодная вода с ксилолом

Реакции галогенов с металлами

• Cl2 + Cu = CuCl2• (I2 + 2Cu = 2CuI (t))

• 3Cl2 + 2Fe = 2FeCl3 (t)

• (3Fe + 4I2 = Fe3I8 (t))

3Cl2 + 2Sb = 2SbCl3

SbCl3 + Cl2 = SbCl5

5Cl2 + 2P = 2PCl5

PCl4+PCl6

-

3Br2 + 2Al = 2AlBr3

5Br2 + 2P = 2PBr5

PBr4+Br-

3I2 + 2Al = 2AlI3 7Br2 + 2P = 2PBr7

PBr4+Br3

-

Реакции галогенов с неметаллами

Галогениды алюминия

Al2Cl6 AlF3

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com

mons/thumb/6/63/Aluminium-trifluoride-3D-

polyhedra.png/800px-Aluminium-trifluoride-

3D-polyhedra.png

Полигалогениды

• Сl- (гидр.) + Cl2 Cl3- (гидр.) К = 0,2

• I- (гидр.) + I2 I3- (гидр.)

K[I2Cl] K[I2Br] K[I3]

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18

Т ки

п

длина связи, нм

HF

HCl

HBr

HI

Галогеноводороды НЭ

HF HCl HBr HI

Температура кипения, 0С +19,5 -85,0 -66,7 -35,3

Степень диссоциации 0,1 М р-ра 0,09 0,93 0,94 0,95

Плавиковая кислота НF

сухое травление стекла: мокрое травление:

SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF = H2[SiF6]

http://stranamasterov.ru/img/i2012/04/06/vse-p.jpg

http://glasscon33.ru/sites/default/files/products/kust.jpg

HF

4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

16HCl + 2KMnO4 = 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O

KCl + H2SO4(конц.) = KHSO4 + HCl

2KBr + 3H2SO4(конц.) = 2KHSO4 + SO2 + Br2 + 2H2O

8KI + 9H2SO4(конц.) = 8KHSO4 + H2S + I2 + 4H2O

Восстановительные свойства НЭ

Реакция Cl2 с бромидом и иодидом

h-ClBrI-t.avi

Обратимое

диспропорционирование брома

Br2OHH-3ktV1

3 Cl2 + 2 Sb = 2 SbCl3 h-dojd-t.avi 0:11

Реакция Cl2 с сурьмой

5 Cl2 + 2 P = 2 PCl5 Cl2Pst-tV1 0:32

Реакция Cl2 с фосфором

3 Br2 + 2 Al = 2 AlBr3 Br2-Al-fol-V1 1:36

Реакция брома с алюминием

3 I2 + 2 Al = 2 AlI3 I2-Al08-V1f1 0:51

Реакция иода с алюминием

Реакция фосфора с бромом

Реакция галогенидов с серной кислотой