Галогены
Галогены (от греч. halos - соль и genes - образующий) - элементы главной подгруппы VIIгруппы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод, астат.
В свободном состоянии галогены образуют вещества, состоящие из двухатомных молекул F2, Cl2, Br2, I2.
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
Галогены в природе находятся только в виде соединений.
Фтор встречается исключительно в виде солей, рассеянных по различным горным породам. Общее содержание фтора в земной коре составляет 0,02% атомов. Практическое значение имеют минералы фтора: CaF2 - плавиковый шпат, Na2AlF6 - криолит, Ca5F(PO4)3 - фторапатит.
Важнейшим природным соединением хлора является хлорид натрия (галит), который служит основным сырьем для получения других соединений хлора. Главная масса хлорида натрия находится в воде морей и океанов. Воды многих озер также содержат значительное количество NaCl – таковы, например озера Эльтон и Баскунчак. Встречаются другие соединения хлора, например, KСl - сильвин, MgCl2*KCl*6HO - карналлит, KCl*NaCl - сильвинит.
Бром встречается в природе в виде солей натрия и калия вместе с солями хлора, а также в воде соленых озер и морей. Бромиды металлов содержатся в морской воде. В подземных буровых водах, имеющих промышленное значение, содержание брома составляет от 170 до700мг/л. Общее содержание брома в земной коре 3*10-5% атомов.
Соединения йода имеются в морской воде, но в столь малых количествах, что непосредственное выделение их из воды очень затруднительно. Однако существуют некоторые водоросли, которые накапливают йод в своих тканях, например ламинарии. Зола этих водорослей служит сырьем для получения йода. Значительное количество йода( от 10 до 50мг/л.) содержатся в подземных буровых водах. Содержание йода в земной коре 4*10-6 % атомов. Существуют незначительные залежи солей йода - KIO3 и KIO4 - В Чили и Боливии.
Общая масса астата на земном шаре по оценкам не превышает 30 г.
Особенности строения атомов галогенов
1) на внешнем энергетическом уровне 7 электронов.
2) с возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства);
3) галогены - сильные окислители, окислительная способность элементов уменьшается с увеличением атомной массы: F > Cl > Br >I
С увеличением атомной массы окраска становится более темной, возрастают температуры плавления и кипения, а также плотность.
ПОЛУЧЕНИЕ ГАЛОГЕНОВ
1. Электролиз растворов и расплавов галогенидов:
2NaCl + 2H2O = Cl2+ H2+ 2NaOH
2KF = 2K + F2 (единственный способ полученияя F2)
2. Окисление галогенводородов:
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O – Лабораторный способ получения хлора
14HBr+K2Cr2O7=2KBr+2CrBr3+3Br2+7H2O
MnO2 + 4HHal = MnHal2 + Hal2 + 2 H2O– Лабораторный - (Для получения хлора, брома, иода)
3. Промышленный способ – окисление хлором (для брома и йода):
2KBr+Cl2=2KCl+Br2
2KI + Cl2=2KCl + I2
Химические свойства
Рассмотрим свойства галогенов на примере хлора:
1.Взаимодействие с металлами
2K + Cl2→2KCl опыт
Mg + Cl2→MgCl2
2.Реакции с неметаллами
H2 + Cl2 → 2HCl
3.Взаимодействие с водой
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO (хлорная вода)
4.Взаимодействие со щелочами на холоду
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O
5.Взаимодействие со щелочами при нагревании
6NaOH + 3Cl2 → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
6. Вытеснение менее активных галогенов из галогенидов
2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2
ПРИМЕНЕНИЕ ГАЛОГЕНОВ
Тренажёр 1 - Характеристика фтора по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева
Тренажёр 2 - Характеристика хлора по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева
Тренажёр 3 - Физические свойства галогенов
Тренажёр 4 - Химические свойства галогенов
Биологическое значение галогенов