17_Лекция

р-элементы VІІА группы. Галогены.
р-элементы VІІІА группы. Благородные газы.
F – флуор, Cl – хлор, Br – бром, I – йод, At – астат
Химия фтора


2s

2р
H 1s1
F 1s22s22p5
Cl 1s22s22p63s23p5
Br 3s23p63d104s24p5
I 4s24p64d105s25p5
At 4s24p64d105s25p65d106s26p5

История открытия галогенов
1774
г.
Cl К. Шееле «Хлорос» –
желто2
зеленый
1811 I2 Куртуа
«Иодэс» г.
фиолетовый
1826 г.
Br2 Балар
«Бромос» –
зловонный
1866 г. F2 Анри Муассан «Фторос» разрушающий
Открытие галогенов
Хлор открыт шведским
химиком К.Шееле в
1774 г.
Йод получен в 1811 г.
французским учёным
Б.Куртуа.
Фтор в свободном виде
Бром открыт в 1826 г.
французским химиком
А.Баларом.
получил впервые в 1886 г.
французский химик Анри
Муассан.
Названия галогенов
1.Фтор от греческого «фторос» означает
разрушающий
2.Хлор назван от греческого «хлорин» – светложелтый
3.Бром от греческого «бромос» - зловоние
4.Иод назван от греческого «иоэйдэс» – цвет фиалки,
фиолетовый
Строение атомов галогенов
F
Cl
Br
I
At
На
R
-1, 0
атома внешне
м
+7,
энергет +5,
ическо
+3,
м
уровне +1,
0,-1
7
электро
нов
Только
окисли
тель
Окислит
ельные
свойств
Электронные формулы
Фтор
F
2s22p5
Хлор
Cl
Бром
Br
Йод
I
3s23p5
4s24p5
5s25p5
Ряд активности галогенов
F
Cl
Br
Электроотрицательность в ряду
убывает
I
F-I
Степени окисления галогенов
Периоды
Периодическая система химических элементов
Д.И.Менделеева
Группы элементов
1
2
3
4
5
6
35,5
0
Cl2
+17
К.Шееле
Характеристика
элемента
1.
Радиус атома
F > Cl > Br
2.
p – неметалл
1s22s22p63s23p64s24p5
Окислительные
свойства: S < Cl >
R2O5 RO3 BrR2O7
RO4
Лебедева Л.В.
12
RH3 H
HR
4.2R Cтепень
3.
7
Высшие
оксиды
ЛВС
R2 O
R 2 O5
RO
09.05.2016
R2O3 RO2
RH4
Г.Деви
Галогены – простые вещества
Cl2
F2
I2
Br2
Простые вещества и их
свойства
Хлор
жёлто–
зелёный газ
Бром
красно – бурая
жидкость
СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВ –
ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ
Hal2, ns2np5
Е
Электронная диаграмма иона Hal:
ns
np
Графическая формула молекулы: Hal – Hal.

Электронная формула молекулы:
••

: Hal •  Hal
••

В ряду F2, Cl2, Br2, I2 - rков, I, A, , Есв, lсв.
Ковалентная неполярная связь, ТКР – молекулярная.
Схема образования
химической связи
Cl – Cl
ковалентная
неполярная
Физические свойства галогенов
Веществ
о
Агрегатное
состояние при
обычных
условиях
Цвет
Фтор
Газ, не
сжижается
при обычной
температуре
Хлор
Запах
Температура
плавления,
°С
Темпера
тура
кипения,
°С
Светло-жёлтый Резкий,
раздражающи
й
-220
-188
Газ,
сжижающийся
при обычной
температуре
под
давлением
Жёлтозелёный
Резкий,
удушливый
-101
-34
Бром
Жидкость
Буроватокоричневый
Резкий,
зловонный
-7
+58
Иод
Твёрдое
вещество
Чёрнофиолетовый с
Резкий
+114
+186
Химические свойства галогенов
+ Н2
Hal2
+неМе
+Ме
+1 -1
HHal
+n
-1
неМеHaln
+n -1
МеHaln
Взаимодействие с
F2 + H2 = водородом
2HF
фтороводород
Cl2 + H2 = 2HCl
хлороводород
Br2+ H2 = 2HBr
бромоводород
I2+ H2 = 2HI
йодоводород
Vр уменьшается
Взаимодействие с
Галоген + металл
= соль
металлами
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Хлорид железа (III)
2Al + 3I2 = 2AlI3
Иодид алюминия
Сu + Br2 = Cu Br2
Zn + F2 = ZnF2
?
?
Взаимодействие с водой
• При взаимодействии с водой
образуется смесь кислот
• Cl2 + H2O = HCl + HOCl
• I2 + H2O
Взаимодействие с растворами
щелочей
• При взаимодействии с растворами
щелочей образуется смесь солей
На холоде
• Cl2 + 2KOH = KCl + KOCl + H2O
• I2 + KOH
При
нагревании
• 3Cl2+KOH = 5KCl+KClO3+3H2O
• 3I2+6KOH = 5KI+KIO3+H2O
Качественная реакция на
анионы
• Серебро Ag осаждает галогены
• Ag+ + Cl- = AgCl
• Ag+ + Br- = AgBr
• Ag+ + I- = AgI
Белый осадок
Желтоватый осадок
Желтый осадок
Галогены в природе
Природные соединения фтора
Плавиковый шпат
(флюорит)
CaF2
Природные соединения фтора
Криолит
Na3AlF6
Природные соединения хлора
Каменная
соль (галит)
NaCl
Применение галогенов
производство соляной
кислоты
получение лекарственных
препаратов
дезинфекция воды
красители и
цветная
фотография
отбеливание
фториды
хлор
ПРИМЕНЕНИЕ
фтор
фтор
иод
ГАЛОГЕНОВ
– ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ
тефлон
лекарственные
препараты
бром
лекарственные
вещества
ингибиторы
воспламенения
ветеринарные
препараты
Допишите уравнения химических
реакций, которые практически
осуществимы
a ) NaCI  CI 2 
б)NaI  CI 2 
в ) NaF  F2 
г)?  AgNO 3  AgBr   HNO3
д)NaBr  ?  NaCI  ?
е)KI  ?  AgI  ?
Химические свойства фтора
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2;
2H2O + 2F2 = 4HF + O2.
S + 3F2 = SF6,
 H0298 = - 1207 кДж/моль;
2P + 5F2 = 2PF5,  H0298 = - 3166
кДж/моль.
Xe + 2F2 = XeF4,  H0298 = - 252 кДж/моль.
Хлор – активный окислитель:
1/2Cl2(г) + 1e  Cl-(г), G= -240 кДж/моль
1/2Cl2(г) + 1e  Cl-(р), G= -131 кДж/моль
Cl2 + NaOH  NaClO + NaCl + H2O
3Cl2 + 6NaOH  5NaCl + NaClO3 + 3H2O
3Cl2 + 6KOH  5KCl + KСlO3 + 3H2O.
С металлами:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3; Cu + Cl2 = CuCl2.
С неметаллами:
H2 + Cl2 = 2HCl
2S + Cl2 = S2Cl2
Si + 2Cl2 = SiCl4
2P + 5Cl2 = 2PCl5.
С O2, N2, C хлор не реагирует.
2FeCl2 = Cl2 = 2FeCl3
H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl
Получение хлора
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + Cl2 + 8H2O.
KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O
K(-) 2Na+ + 2e = 2Na
A(+) 2Cl- -2e = Cl2
H2 + Cl2 = 2HCl
NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 = 2HCl
Кислородсодержащие соединения хлора
He – гелий, Ne – неон, Ar – аргон, Kr – криптон, Xe –
ксенон, Rn – радон
Благородные газы
Фториды Xe
1. (Бартлетт, 1962) Xe + PtF6 = Xe[PtF6]
2. Фториди Xe –Xe: XeF2 XeF4 XeF6
Гидролиз: 2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2 медленно
6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 4Xe + 24HF + 3O2
XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF
Фторирующие агенты, окислители
XeF6 > XeF4 > XeF2
S + 3XeF2 = SF6 + 3Xe
2Ir + 5XeF2 = 2IrF5 + 5Xe
2XeF6 + SiO2 = 2XeOF4 + SiF4
5XeF2 + 2MnSO4 + 2H2O = 5Xe + 2HMnO4 + 10HF + 2H2SO4
Кислородсодержащие соединения Xe
Оксиды Xe: XeO3 XeO4
Получение: XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF
Na4XeO6 + 4H2SO4 (конц) = XeO4 + 4NaHSO4 + 2H2O
Свойства: XeO3 + KOH = K[HXeO4]
2K[HXeO4] + 2KOH (к) = Xe + O2 + K4XeO6 + H2O
K4XeO6 + 2Na2SO4 + 8H2O = Na4XeO6·8H2O↓ + 2K2SO4
Окислители:5XeO3 + 6MnSO4 + 9H2O = 5Xe + 6HMnO4 + 6H2SO4
K4XeO6 + 4MnO2 + 4KOH = 4K2MnO4 + Xe + 2H2O
Другие соединения Xe
1. Соли Xe2+:
[XeF]ClO4 + HClO4 (конц) = Xe(ClO4)2 + HF
XeF2 + HSO3F = Xe(SO3F)2
2. Xe–Cl, Xe–N:
XeF2 + NaCl + 2SbF5 = [XeCl][Sb2F11] + NaF
XeF2 + HN(SO2F)2 = FXeN(SO2F)2 + HF
Соединения Kr, Rn
Kr + F2 = KrF2
KrF2 + MnF2 = MnF4 + Kr
7KrF2 + Au = 2[KrF][AuF6] + 5Kr
KrF2 + SbF5 = [KrF][Sb2F11] + [Kr2F3][SbF6]
3Rn + 2ClF3 = 3RnF2 + 2Cl2