Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 53
Текст из файла (страница 53)
пл. — 83,4'С, т. кип. 19,5 С) с резким запахом, сильно дымящая на воздухе. Фторид водорода обычно получают действием серной кислоты на флкюрит; СаГг + НтБО< — — СаБО< + 2НГ Даже в состоянии газа фторид водорода состоит нз смеси полимеров НтГш НГ,НГ,НГ,и 3 з, < е ь и еГе, Простые молекулы НГ существуют лишь при температурах выше 90 С.
Вследствие высокой прочности связи (энергия диссоциацин '585 кДж/моль) термический распад НГ яа атомы становится заметным выше 3500 "С. Собс обственная ионизация жидкого НГ незначительна (К = 2,07 1О и), Она )Малек лы к гой, !происходит путем перехода протона (или соответственно фторид-иона от однои олекулы к другой, сопРовождающегося превра<цением водороднои связи из 5<ежмолокулярной в межатомную и в ковалентную. При этом образуются <оль,Ватированные фторониз-ион ГН' и ф<лоро<адро<екат-ион П1' по схеме Н вЂ” Г. Н вЂ” Г" Н вЂ” Г=[Н вЂ” à — Н] + [Г" Н".Г]- с НГ НГ НГ Гнт+ Н12 Жикнй < ои в д фторид водорода — сильный иопизирующий растворитель. В нем хорошо растворяются вола, фторнды, сульфаты н нитраты з-элементов 1 группы, несколько хуже аналогичные соединения з-элементов П группы.
При этом растворенные вещества, отнимая от молекул НГ протоны, увеличивают концентрацию отрицательных ионов (НГг), т.е. ду .. ве т себя как основания. Например: КНОз + 2НГ К + ННОз + НГг Лаже НС! н НКОз в этих условиях ведут себя как основания: НС1 + 2НГ С1Нз + НГг НМОз + 2НГ НОзНг + НГг а индифферентный в воде этиловый спирт в хсндком фториде водорода оказы- вается таким же сильным основанием, как КОН в воде: С НзОН + 2НГ СгйзОНз + НГг В жидком НГ ведут себя как кислоты вещества — акцепторы фторнд ионов, например ВГз, ЯЬГз. ВГз + 2НГ ГНз + ВГ4 ЯЬГз + 2НГ = ГНг + Н1зГа Прн растворении кислот увеличнваегся концентрация положительных фто1х— ний-ионов ГН .
Амфотернымн соединениями в жидком НГ являются, например, фторндз алюминия н хрома (!П): 3НаГ + А1Гз = 3Н-' + А1Г'„' как кислотное соединение А1Гз + 3ВЕз = А1з+ Е ЗВГ4 как основное соединение Фгорид водорода неограниченно растворяется в воде. При этом гз и происходит ионизация молекул НГ с образованием ионов ОНз и Последние, взаимодействуя с молекулами НГ, образуют фторогидрогенат-ионы: НГ+ НтО ОН" + Г, Л'=7,2 ° 104 ПГ+ Г НГг, Е= 5,1 314 или суммарно 2НГ+ Н,О ОН;+ НГ, Раствор НГ (фтороводородная кислота) является кислотой средней ] силы. В растворе содержатся также комплексные ионы НзГз, Нзрз.
Нпр„ы. Поэтому при нейтрализации растворов фтороводородной кислоты образуются не фторнды, а фторогндрогенаты типа К(НГг] (т. пл. 239'С), К[НзГз] (т. пл. ( 62 С), К[НзГз] (т. пл. 66 С), К[НзГз] (т. пл. 72'С) Этн соединения, как „', правило, хорошо кристаллнзуются н плавятся без разложения. Гндрогенат1ч;,' ионы имеют знгзагообразую форму. Они образованы за счет водородной 1 ,, связи. Термическое разложение фторогндрогенатов используется для получе'.
ния НГ: К[НпГп,з] = К[Нпчрп] + НГ Характерная особенность фтороводородной кислоты — ее способность взаимодействовать с диоксидом кремния: 510з(к) + 4НГ(р) = ГНГз(г) + 2ПгО(ж) ,Поэтому ее обычно хранят не в стеклянной посуде, а в сосудах из ,',свинца, каучука, полиэтилена или парафина. Она токсична, при попадании на кожу вызывает плохо заживающие болезненные язвы. Фтороводородная кислота применяется для травления стекла, ,удаления песка с металлического литья, получения фторндов и т.д. ]взторид водорода в основном используется в органическом синтезе.
Получение и применение фтора. Из-за высокой окислительной тивности фтора и большой прочности его соединений фтор получав свободном состоянии электролизом его расплавленных соеди)Гений. Вследствие высокой химической активности фтор вызывает корроию почти всех материызов. В качестве материала аппаратуры для олучения фтора, его хранения н перевозки используется никель (и о сплавы), который устойчив к действию фтора за счет обржювания ашитной пленки Н(Гг. В целом проблема эта разрешена, и фтор в льших количествах перевозится в автоцистернах. Широкое применение фтора началось в связи с работами по разде', нению изотопов урана (в виде гззПГз и гззПГз) диффузионным метоДом.
В настоящее время фтор широко применяется для синтеза раззг ,'Личных хладагентов и полимерных материалов — фторопластов, отличающихся высокой химической стойкостью. Жидкий фтор и ряд его ',воединений применяют в качестве окислителей ракетного топлива. 315 ~ 2. ХЛОР Хлор — неполный электронный аналог фтора: Ббльшую устойчивость молекулы С1г по сравнению с Гг можно объяснить тем, что в молекуле Гг несвязывающие электроны отталкиваются друг от друга сильнее, чем в более крупной по размерам молекуле С1г.
+++ 1.!- 3р Е Пг<2тг2рь! 3г<3рг 3г Ес<. В 7 !7,42 3,15 !2.47 '5,<< 1 гп<„-, пм О. 036 0,072 В большинстве соединении хлор ьаь <ильи< г.нг р ютрицательни< элемент (ЭО = 3,0) выступает в о<рикше.<ы гц <гшнни окисления В соединениях же с более .инч:тросе! иш<тгчьными фтором. кислер дом и азотом он проявляет положительны< степени окисле<щи.
Ос<с. раан<юбразны соединения хлора с кислородом, в которых стоп«о окисления хлора +1, +3, +5 и +7. а такж< +4 ц +6. Хлор — типичный неметаллический элемент. Слеповат< льно, д него наиболее характерна тенденция при химических цревржцениг образовывать простые и сложные анионы. Хлор относится к довольно распространенным на,1емл<. <глемсн<з<г Встречается он главным образом в виде х л о р и д и в — соединеш: с наиболее устойчивым со<тоянпем окисления хлора.
Из них цаибо. < важными минералами являнгтся ХаС! — ка.есккоя соль, Х<аС! КС! сг<льос<кг<т, КС! МхС!г.6Н О вЂ” ка7<г<аг«.<<го. П огромном количе<т; хлориды содержатся в мор<кои воде входя< составлен частью во « живые организмы и цр. В природных соединениях хлор находится в видо изотопов (75,5ЗУа) и ггС! (24,47%). Кроме того, искусственно получены его ! . диоактивные изотопы. Простое вещество. Молекула хлора подобно мочекуле фт<гра,;<г« хатомна. Энергия диссоциации молекулы С!г больше (243 к/(ж/мол<. чем Гг (159 кДж/моль).
Распад мсглекулы хлора на атомы становит, заметным, начиная с 1000'С. 316 Атом хлора имеет один непарный электрон, чом и предопределяется его сходство с фтором и водородом. В то гкг время у хлора по сравнению со фтором больше размер валентных орбиталей, гораздо мень ше значение энергии ионизации Ег<, замстно больше сро;нтво ь элсгл рону Ес, большая поляризуемость атог<а.
~РУг~й точке зрении " молекуле С! в отличие от мо Г им~~~ ~~вязывание. Последнее возникает по донорно-акцецторному мех му ' неподеленной электРонной пары одного атома и свободной 3,1 тали другого, читается, что порядок связи в молекУле С! с ст ! 12 В б о ычных условиях хлор — газ желто-зеленого цвета (т. пл. . 101,0" С, т. кип. — 34,2'С). Ограниченно растворяется в воде (1 объем воды растворяет около 2 объемов хлора). При охлаждении из водных растворов выделякгтся кристаллогидраты, являющиеся клатратами приблизительного состава С!г.бНгО и С1г ° 8НтО. Хлор — активный окислитель.
г/гС!г(г) + с = С! (г) гзсс.,яь 240 кДж '/гС!г(г) + с = С! (Р), гь<7<яь — — — 131 кДж .р реагирует с металлами и большинством неметалОн весьма эне гично лов (за исключением Ог, Х и благородных газов), легко окисляет многие сложные соединения. Во<становительные свойства хлор проявдиспропо ионн ован ляет лишь при взаимодействии с фтором.
Вступает также в реак ии ц диспропорционирования для протекания которых наиболее благов н- аг рис( ятна гцелочная среда, способствуюгцая образованию простых и слож- ЗС!г + 6ОН = 5С! + С!Ог + ЗНгО ЗС!г + 6ХаОН = 5ХаС! + ХаС!Ог + ЗНгО Соединения хло а <-11 и р (- ). Характер химической свяаи, а следователь" ,но, и свойства хло и ов. р д, как и фторидов, закономерно изменяются по ; группам и периодам элементов (см. Рис.
131). Так, в ряду хлоридов ,'элементов ланного п . ериода тип химической связи изменяется от пре- 1 Имугггественно и уггг, . онной в хлоридах типичных металлов до ковалентной Ф р д, .галлов, Ионньш хлориды — твердые кристаллические ,!1 в хлооидах неметал вещества с высок ими температурами плавления, ковацентные хлори<,.' ды — газы, жи кости или — д с или же легкоплавкие твердые вещества.
Промежуточное по о л жение занимают ионно-ковалентные хлориды. онные хлориды (хлориды металлов) проявляют основные свой- при , ства, ковалентные хлориды (хлориды неметаллов) — кислотнь ., имер: — ые, на- 317 РС1з 1г>9 (возг.) Кислотные ХаС1 М8019 А101з сйС1з Т. пл., "С ............................ 800 714 193 -70 Кислотке-основные свойства хлесзкда .............................
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
