Лекция (25) (1097149)
Текст из файла
ГАЛОГЕНЫЛекции 25-26Элементы 17 группыF – фтор, Cl – хлор, Br – бром, I – йод, At – астатСвойства элементовFClBrIАт. Номер9173553Эл. Конф.2s22p5Радиус (пм)3s23p53d104s24p54d105s25p57199114133I1 (эВ)17.4613.0111.8210.30I2 (эВ)34.7123.8521.4719.11I7 (эВ)184.2113.8103.590.2Ae (эВ)3.53.63.53.3χP4.03.23.02.7χAR4.102.832.482.21С.О.-1,0-1,0,1,3,(4),5,(6),7-1,0,1,3,5,(7) -1,0,(1),3,5,7Свойства элементовFClBrIАт. Номер9173553Эл.
Конф.2s22p5Радиус (пм)3s23p571I1 (эВ)17.46I2 (эВ)34.71I7 (эВ)184.2Ae (эВ)3.5100χP4.080χAR4.10С.О.-1,0140r, пм3d104s24p59911413313.0111.8210.3021.4719.11113.8103.590.23.63.53.33.23.02.72.832.482.21I23.85120BrClF104d105s25p52030n-1,0,1,3,(4),5,(6),74050-1,0,1,3,5,(7) -1,0,(1),3,5,7Свойства элементовFClBrIАт. Номер9173553Эл. Конф.2s22p5Радиус (пм)3s23p53d104s24p54d105s25p57199114133I1 (эВ)17.4613.0111.8210.30I2 (эВ)34.71I1 (эВ)23.8521.4719.11I7 (эВ)184.216113.8103.590.2Ae (эВ)3.5143.6Н3.53.3χP4.0123.23.02.7χAR4.10102.832.482.21С.О.-1,018102030-1,0,1,3,(4),5,(6),7n4050-1,0,1,3,5,(7) -1,0,(1),3,5,7Свойства элементовFClBrIАт.
Номер9173553Эл. Конф.2s22p5Радиус (пм)3s23p53d104s24p54d105s25p57199114133I1 (эВ)17.4613.0111.8210.30I2 (эВ)34.7123.8521.4719.11I7 (эВ)184.2113.8103.590.2Ae (эВ)3.53.63.53.3χP4.03.23.02.7χAR4.102.832.482.21С.О.-1,0-1,0,1,3,(4),5,(6),7-1,0,1,3,5,(7) -1,0,(1),3,5,7Свойства элементовFClBrI3553χАт. Номер9 4,017Эл. Конф.52s22p3,53s23p5Радиус (пм)713d104s24p5993,04d105s25p511413311.8210.3021.4719.11103.590.2χPI1 (эВ)17.46I2 (эВ)34.71I7 (эВ)184.22,0Ae (эВ)3.53.6 n3.53.3χP4.03.23.02.7χAR4.102.832.482.21С.О.-1,013.012,5χA-R23.8510113.82030-1,0,1,3,(4),5,(6),74050-1,0,1,3,5,(7) -1,0,(1),3,5,7Молекулярные галогеныF2Т.кип. (оС)-188.1Т.пл. (оС)-219.6Внешний видпри н.у.бледножелтыйгазΔН0 дисс.,кДж/мольE0 (X2/X-), ВCl2Br2I2-34.059.5192.8(субл.)-101.0-7.2–желтозеленыйгазбураяжидкостьчерныекристаллы158.8242.6192.8151.12.8691.3581.0650.535Строение галогеновВ газовой фазе: двухатомные молекулыF2Cl2, Br2, I2НВМОВЗМОnpnpnsnsОкраска галогенов связана с электронными переходамиСтроение галогеновВ твердой фазе: упаковка двухатомных молекулabcCl2Br2I2a, pm198227272b, pm332332350c, pm374399427b/a1.681.461.29Только дипольные взаимодействия !Химические свойства галогеновF21.
ОкислителиCl2Br2I2ослабление окислительных свойств2. Взаимодействиес водойН+ + F+ [O]3. Реакция с Н2взрывпри 20К= HFоченьбурно= HCl4. Взаимодействиес металламибурноебурноеспокойноене всереагируют5. Взаимодействиес неметалламикромеHe, Ne,Ar, O2кромеN2, C,O2, NgгалогеныхалькогеныP, As, H2толькогалогеныP, As, H2F2F2, Cl2HNO3 (б/в)6. Реакции сокислителями―8.2 г/л35 г/л0.15 г/лбурнообратимо= HBr⇔ HIРеакции галогенов1.F2 + Xe = XeF2(+ XeF4 + XeF6)2.5Cl2 + 2Sb = 2SbCl5горение2Cl2 + Zr = ZrCl4горение при 250 оСCl2 + Cu = CuCl2(но не CuCl)Br2 (ж) + Hg (ж) = HgBr2 (тв)2Al + 3I2 = 2AlI33.2I2 + Sn = SnI4CCl4/60oCH2 + I2 ⇔ 2HIобратимая реакцияΔfG0298 = +1.8 кДж/мольРеакции галогенов4.Br2 + H2 = 2HBrцепная реакцияBr2 ⇔ 2Br•инициацияBr• + H2 = HBr + H•H• + Br2 = HBr + Br•развитиеHBr + H• = Br• + H22Br• = Br22H• = H2рекомбинацияРеакции галогенов5.2F2 + 2H2O = 4HF + O220oCX2 + H2O ⇔ H+ + X– + HOX20oCK = 4.2·10-4X = ClK = 7.2·10-9X = BrK = 2.0·10-13X=IX2 + 2OH– ⇔ X– + OX– + H2O20oCK = 7.5·1015X = ClK = 2·103X = BrK = 30X=IДля X = Br, I:3OX– ⇔ 2X– + XO3–очень быстрая реакцияПолучение галогеновФтор получают электролизом HF в расплаве KHF2 илиразложением высших фторидов2CeF4 = 2CeF3 + F2Хлор получают окислением HCl (в лаборатории) …KMnO4(тв) + 16HCl(к) + 2KCl = K3MnCl6 + 2Cl2 + 4H2O… и в хлорщелочном производстве (в промышленности)электролиз 2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2АнодКатод~ 25 млн тонн в годБром и йод получают вытеснением хлором из солей2KBr + Cl2 = 2KCl + Br22KI + Cl2 = 2KCl + I2Применение галогеновФторв ядерной промышленности (UF6)в металлургии (CaF2), в химическом синтезе (HF, BrF3)в холодильном деле (CF2Cl2, …)ХлорБромв органическом и полимерном синтезе (ПВХ, …)в химической промышленности (галогениды)в очистке воды и как отбеливатель (Cl2)в органическом синтезе (Br2)в фотографии (AgBr), в фармацевтикеЙодв металлургии (I2)для деревообработки (KI, KI3)в аналитике (иодометрия)в пищевых добавках (NaI)Особенности астатаАстат имеет порядковыйномер 85, не имеетстабильных изотопов,почти не встречается вприроде, мало изученхимически209Bi+ 4He = 211At + 21nполучениеНаиболее устойчивый изотоп 210At, t1/2 = 8 часов, 6 минутСвойства:At2 менее летуч, чем I2At2 + SO2 + 2AgNO3 + 2H2O = 2AgAt↓ + H2SO4 + 2HNO3At2 окисляется с помощью S2O82- или Br2ГалогенводородыВ с.о.-1 галогены образуют галогенводороды и галогенидыHF, HCl, HBr, HIполярные молекулыHFHClHBrHIТ.пл., оС-83.5-114.2-86.9-51.0Т.кип., оС19.5-85.1-67.1-35.1d(H-X), pm92127.5141.5161Есв, кДж/моль 570432366298μ, D1.110.830.45Раств.
в воде ∞л НХ в 1л Н2О450600425pKa-9-11.2-12.41.832.95ГалогенводородыВ с.о.-1 галогены образуют галогенводороды и галогенидыHF, HCl, HBr, HIполярные молекулыТ.пл., оСoC 25Т.кип., оСHFHClHBrHI-83.5-114.2-86.9-51.019.5-85.1-67.1-35.10d(H-X), pmТ.КИП.92127.5Есв, кДж/моль 570-50432μ,-75D1.11-251.83-100Раств. в воде ∞л НХ в 1л Н2ОHFpKaHCl2.95Т.ПЛ.HBr450HI600500141.5400300210HF-9E, кДж/моль1613662980.83d,Å0.45600 μ, D425HCl-11.2HBrHI-12.4ГалогенводородыВ с.о.-1 галогены образуют галогенводороды и галогенидыHF, HCl, HBr, HIполярные молекулыТ.пл., оСкДж/мольHFHClHBrHI-83.5-114.2-86.9-51.050 кДж/моль35оΔНоплТ.кип.,С19.53025d(H-X),pm9220Е156св, кДж/моль 570127.5 -50оΔ1.83испН1.11 -200μ,4 D-85.14322Раств.в воде ∞0HFв 1л НHClHBrл НХ2ОpKa2.95450HI-67.10141.5-100366-150-250HF-9ΔfНо-35.1161ΔfGо2980.830.45600425HCl-11.2HBrHI-12.4Свойства кислот НХ1.
Сильные кислоты2. Восстановители (кроме HF)4HCl(к) + MnO2(тв) = Cl2 + MnCl2 + 2H2O2HI + 2FeCl3 = 2FeCl2 + I2 + 2HCl4HI + 2CuSO4 = 2CuI↓ + I2 + 2H2SO43. Образование азеотропных смесей с водойТ.кип, оС(р = 1 атм)HFHClHBrHI112108.6124.3126.720.247.656.7СНХ, мас.% 38Свойства кислот НХHFHClHBrHI2.95-9-11.2-12.4Увеличение радиуса галогенаУменьшение Есв (H–X)Увеличение способности к диссоциацииСвойства кислот НХ4. Особые свойства HFа) водородная связь – высокие Т. пл., Т.
кип.б) образование гидрофторидовHF + F− = HF2−(NH4HF2, KHF2)линейный анион [F-H-F]−в) реакция с SiO24HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2Od = 113 pm[F-H-F]–г) жидкий HF – растворитель3HF ⇔ H2F+ + HF2−автоионизация2HF + BF3 ⇔ H2F+ + BF4−основаниеHF + BrF3 ⇔ BrF2+ + HF2−кислотаПолучение НХРеакция H2 + X2 = 2HX не используется в лаборатории1.2.CaF2 + H2SO4(к) = CaSO4 + 2HFKCl(тв) + H2SO4(к) = KHSO4 + HCl3.KBr(тв) + H2SO4(к) = KHSO4 + HBr(to)(to)2KBr(тв) + 3H2SO4(к) = 2KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2OKBr(тв) + H3PO4(85%) = KH2PO4 + HBr(to)PBr3 + 3H2O = H3PO3 + 3HBr4.KI(тв) + H3PO4(85%) = KH2PO4 + HII2 + H2S = S + 2HI(to)Галогениды металловВсе металлы образуют галогениды3 группы – классификация на основеособенностей строения1.
Ионные галогенидыCsClщелочные, щелочноземельные металлы, РЗЭNaCl, CsCl, CaF2, BaCl2, LaF32. Ковалентные галогенидыd-металлы в низких с.о., p-металлы, имеющиенизкую электроотрицательностьFeCl2, CrF3, BiCl3, CdBr2CdI23. Молекулярные галогенидыэлектротрицательные р-металлы, d-металлы ввысших с.о.SnCl4, GaBr3, NbCl5, WCl6Полигалогенид-анионыПолигалогенид-анионы:• наибольшее количество известно для II3−, I42−, I5−, I7−, I82−, I9−, I104−, I123−,I162−, I164−, I224−, I293−• образуются Cl, Br, I, но не FОбразование:KI (aq) + I2 ⇔ KI3 (aq)(+KI9)I– + I2 ⇔ I3−K ≈ 100 при 25 оСd(I-I) = 283 и 303 пм в CsI3= 290 пм в [Ph4P]I3Межгалогенные соединения (МГС)Галогены способны взаимодействовать между собой,образуя МГСВ МГС более электроотрицательный галоген принимает с.о.
-1,а менее электроотрицательный – с.о. +nПримеры МГС: ClF, BrF3, IBr, IF5В МГС:√F всегда имеет с.о. -1√Наибольшая с.о. достигается в ряду Cl < Br < I√Наибольшая с.о. Cl, Br, I достигается в комбинации с F√Строение описывается на основе метода ГиллеспиМежгалогенные соединения (МГС)ФормулаClFBrFIFBrClIClIBrClF3BrF3IF3ICl3 (I2Cl6)ClF5BrF5IF5IF7Видбесцветный газжелто-коричневый газкрасное твердое в-вожелто-коричневый газкрасное твердое в-вочерное твердое в-вобесцветный газжелтая жидкостьжелтое твердое в-вооранжевое тверд. в-вобесцветный газбесцветная жидкостьбесцветная жидкостьбесцветный газμ, D0.891.42―0.521.240.730.611.19―0―1.512.180Т.пл., оС-156-3314 (субл)-6627.241-76.513-28 (разл)101 (субл)-103-60.59.55 (субл)Свойства МГС1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
