Галогены, страница 9

2019-04-28СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Галогены", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "общая и неорганическая химия" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Онлайн просмотр документа "Галогены"

Текст 9 страницы из документа "Галогены"

Устойчивость солей выше, чем соответствующих оксокислот HXO4. Кристаллы солей, например, KClO4, построены из ионов K+ и ClО , электростатическое взаимодействие которых увеличивает энергию кристаллической решетки и повышает стабильность.

Рассмотренные термодинамические закономерности не совпадают с кинетическими: скорость реакции окисления с участием ионов и особенно оказывается медленной. Например, взаимодействие 70%-ой HClO4 с магнием сопровождается выделением водорода:

Mg + 2 HClO4 = Mg(ClO4)2 + H2  ,

а 1М раствор HBrO4 не окисляет хлор из HCl. В случае же H5IO6 подобная реакция протекает без кинетических затруднений:

H5IO6 + 2HCl = HIO3 + Cl2 + 3H2O .

Лабильность периодатов подтверждается и легкостью обмена их кислорода на изотоп кислорода 18О из молекул воды

[IO2(OH)4]- + 18OH2 = [IO2(OH)3(18OH)]- + H2O.

Увеличение скорости реакции окисления в ряду , обусловлено ростом радиуса атома галогена, увеличением доступности его к нуклеофильной атаке атомами восстановителя, а в случае H5IO6 существованием коротких (1.78 ) и длинных (1.89 ) связей I-O.

На рис.9 представлены тенденции в изменении кислотных свойств, термодинамической стабильности и окислительной способности (рН = 0) (см.9.3 и9.4) оксокислот галогенов.

 

HClO

HClO2

HClO3

HClO4

[HBrO]

HBrO3

HBrO4

[HIO]

HIO3

HIO4

(H5IO6)

Рис.9. Увеличение силы кислот ( ), термодинамической стабильности ( ) и окислительной способности ( ) оксокислот галогенов.

12. Межгалогенные соединения

Положительные степени окисления галогены проявляют не только в кислородных, но и в так называемых межгалогенных соединениях XYn , где X - более тяжелый, Y - более легкий и более электроотрицательный атомы, а n = 1, 3, 5, 7. Известны также гомоядерные поликатионы , и полианионы , m = 3,5,7, . . .21 галогенов.

12.1. Синтез и строение межгалогенных соединений (МГС).

Данные соединения образуются при непосредственном взаимодействии простых веществ, например,

(X =Cl: t=200-3000C; X = Br: t=200C; X = I: t = -450C в растворителе CFCl3). (X =Cl: t=3500 (250 атм),

X = Br: t >1500C,

X = I: t = 200C)

.

Условия синтеза МГС, например, ICl и ICl3, удобно рассмотреть с помощью фазовой диаграммы I2-Cl2 (рис.10).

Рис.10. Т-х фазовая диаграмма системы I2-Cl2, L-расплав, (1) - область L+IСlтв; (2) - область L+IСlтв.

В этой системе образуются два конгруэнтно плавящихся соединения: -ICl (т.пл.27.20С) и ICl3 (т.пл.1010С), образующих между собой эвтектику, имеющую состав 50.5 ат.% хлора и плавящуюся при 22.70С. Монохлорид( известна и метастабильная низкотемпературная форма - ICl.) иода ICl кристаллизуется в виде рубиново-красных игольчатых кристаллов, растворимых в CCl4. Их получают пропусканием Cl2 над сухим иодом. Кристаллы ICl с иодом образуют эвтектику, плавящуюся при 7.90С. После того как иод расплавился, образовавшийся ICl отгоняют из эвтектического расплава.

Рыхлый оранжевый порошок ICl3 образуется при обработке ICl или I2 избытком хлора (кристаллы, полученные из пара, имеют лимонно-желтую окраску).   Он может быть получен также действием на иод жидкого хлора, так как нерастворим в нем. Полученное вещество летуче уже при комнатной температуре, поэтому его хранят в плотно закрытых сосудах. Во влажном воздухе ICl3 легко разлагается (см.ниже).

Твердый трихлорид иода построен из плоских молекул димеров I2Cl6:

Отметим особенности строения и свойств МГС.
1.Эти полярные молекулярные вещества построены таким образом, что более тяжелый атом Х координирует вокруг себя нечетное число (n = 1,3,5,7) более легких и более электроотрицательных атомов . Величина n увеличивается с ростом отношения радиусов rX /rY
2.Они представляют собой в обычных условиях газы, жидкости или легкоплавкие твердые вещества молекулярного строения. Форму молекулы можно определить по методу Гиллеспи (рис.11).

Рис.11. Строение молекул BrF3, BrF5, BrF7 3.Прочность связи EX-Y (табл.11) зависит от разности электроотрицательности атомов X и Y: чем больше эта разность, тем прочнее связь.

Таблица 11.Разность электроотрицательностей ( ) и энергии связи (в кДж/моль) Х-Y в молекулах простых веществ и МГС [D8, P.837].

c

Увеличение степени окисления

 

XY

XY3

XY5

XY7

1.38

IF (277.8)

IF3 (272)

IF5 (207.8)

IF7 (231)

1.28

BrF (249.4)

BrF3 (201.1)

BrF5 (187)

-

0.95

ClF (248.9)

ClF3 (172.4)

ClF5 (142)

-

0.43

ICl (207.9)

I2Cl6

-

-

0.33

BrCl (215.9)

-

-

-

0.10

IBr (175.3)

-

-

-

0

F2 (159.0)

-

-

-

0

Cl2 (243.0)

-

-

-

0

Br2 (193.0)

-

-

-

0

I2 (151.0)

-

-

-

4. В ряду соединений ХYn с одинаковым атомом Y их устойчивость увеличивается с ростом степени окисления атома Х. С этим связана, например, легкость диспропорционирования низших фторидов иода: 5IF = 2I2 + IF5.

5.Физические свойства бинарных МГС занимают промежуточное положение между свойствами образующих их галогенов X2 и Y2. Однако из-за неодинаковой электроотрицательности атомов Х и Y соединения ХY в отличие от X2 и Y2 более полярны.

12.2. Химические свойства МГС.

По химическим свойствам межгалогенные соединения ХYn похожи на простые вещества Х2, но скорости реакций с участием МГС оказываются больше. Рассмотрим основные типы химических превращений соединений ХYn.

На рис.12 представлены химические свойства ХY3.

1.Взаимодействие с водой. Так же, как галогены и многие галогениды неметаллов, МГС при взаимодействии с водой образуют галогеноводородную кислоту HY более электроотрицательного галогена (Y) и оксокислоту менее электроотрицательного атома Х и в той же степени окисления, что и в исходном соединении XYn, например, при Х = Br, Y = F, n= 5:
.

Если же оксокислота HXOn неустойчива (Х = Br(III), I (III)), то происходит ее диспропорционирование ( см. 9 и 10 ), например:

5ICl3 + 9H2О = 3HIO3 + I2 + 15HCl ) (в присутствии концентрированной HCl процесс протекает более сложно ):

В случае фторидов XFn процесс гидролиза можно остановить на промежуточной стадии с образованием оксофторидов, например,

ClF5 + 2H2O = FClO2 + 4HF
IF
7 + H2O = IOF5 + 2 HF

Рис.12. Химические свойства XY3 .

2.При взаимодействии соединений XYn с растворами щелочей образуются соли соответствующих кислот:
IF5 + 6KOH = 5KF + KIO3 + 3H2O
ClF + 3KOH = KF + KClO +H2O
3
ICl3 + 12NaOH = 2NaIO3 + NaI +9NaCl + 6H2O.

3.МГС, как и простые вещества - галогены, а также их соединения с положительной степенью окисления являются сильными окислителями и часто окисляют металлы до высших степеней окисления, например,

2Co + 6ClF = 2CoF3 + 3Cl2

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее