Общие сведения

К галогенам относят элементы VIIA-группы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод.

Основные характеристики и свойства галогенов

Из таблицы видно, что с увеличением порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства и окислительная способность нейтральных атомов элементов, а восстановительная способность их отрицательных ионов возрастает. Данным свойством объясняется способность галогенов вытеснять друг друга из соединений в ряду F - Cl - Br - I.

В отличие от других галогенов, фтор в своих соединениях всегда находится в степени окисления -1, т.к. обладает самой высокой электроотрицательностью. Остальные галогены проявляют различные степени окисления от -1 до +7. Свободные галогены проявляют чрезвычайно высокую химическую активность. Все они, особенно фтор – сильные окислители. F2, Cl2, Br2 непосредственно соединяются почти со всеми металлами и неметаллами (для Cl2 и Br2 исключением являются лишь кислород, азот и благородные газы) с образованием соответствующих солей – галогенидов. Химическая активность йода значительно меньше.

Галогены сравнительно мало растворимы в воде, особенно йод, значительно лучше они растворяются в органических растворителях: спирт, эфир и др. Фтор окисляет воду с выделением кислорода; остальные гидролизуются водой с образованием галогенводородных и галогенводородистых кислот реакцией диспропорционирования: Br2 + НОН = НBrО + НBr.

Водородные соединения галогенов

С водородом галогены образуют устойчивые ковалентные соединения – галогенводороды. Галогенводороды обладают восстановительными свойствами, возрастающими при переходе от НCl к НI. В водных растворах являются кислотами: НF - слабая кислота, НCl, HBr, HI – сильные кислоты.

НCl, HBr, HI вступают во взаимодействие с активными и среднеактивными металлами с образованием солей и водорода. НF реагирует с большинством металлов. Однако, во многих случаях образующиеся фториды мало растворимы и образуют на поверхности металла защитную пленку (в частности никель), что позволяет использовать их для изготовления аппаратуры устойчивой к воздействию НF.

Кислородные соединения галогенов

Галогены образуют ряд соединений с кислородом. Однако все эти соединения неустойчивы и получаются лишь косвенным путем. Из кислородсодержащих соединений галогенов наиболее устойчивы соли кислородсодержащих кислот, наименее – оксиды и кислоты. Во всех соединениях с кислородом галогены, кроме фтора, проявляют положительную степень окисления от +1 до +7. ОF2 – бесцветный газ с запахом озона, проявляет окислительные свойства, очень ядовит, эффективный окислитель ракетных топлив. Фторид кислорода можно получить, пропуская фтор через охлажденный 2% раствор NaOH: 2F2+2NaOH=2NaF+H2O+OF2 .

Наиболее многочисленны и важны в практическом отношении кислородные соединения хлора, представленные в таблице:

Гидроксиды в высшей степени окисления (+7) образуют также бром и йод. Кислотные свойства гидроксидов уменьшаются от хлора к йоду.

Порядок выполнения работы

Задание 1.

Составьте уравнения реакций: а) между перманганатом калия и соляной кислотой, б) между хлором и водой. Укажите в реакциях окислитель и восстановитель. Сделайте вывод о способах получения хлора в лаборатории и о его способности растворяться в воде.