Halogene: physikalische Eigenschaften, chemische Eigenschaften. Die Verwendung der Verbindungen der Halogene und ihre

Die Halogene im Periodensystem auf der linken Seite der Edelgase. Diese fünf toxischen metallischen Elemente in der Gruppe 7 des Periodensystems enthalten. Dieses schließt Fluor, Chlor, Brom, Jod und Astat. Obwohl Astat radioaktiv und hat nur eine kurzlebige Isotope, verhält es sich wie Jod und wird oft Halogene betrachtet. Da die Halogenelemente sieben Valenzelektronen sind, braucht es nur ein zusätzliches Elektron ein komplettes Oktett zu bilden. Diese Eigenschaft macht sie wirksamer als andere Gruppen von Nichtmetallen.

Allgemeine Merkmale

Halogene bilden ein zweiatomiges Molekül (X ₂ Typen , wobei X ein Halogen sind) – formstabile Existenz Halogene als freie Zellen. Kontakt von zweiatomigen Molekülen sind unpolare, und einzelne kovalente. Die chemischen Eigenschaften von Halogenen daß sie leicht mit den meisten Elementen Verbindungen bilden, so dass sie nie in der ungebundenen Form in der Natur gefunden. Fluoro – aktivste Halogen und Astat – weniger.

Alle Halogene Gruppe I bilden Salze mit ähnlichen Eigenschaften. In diesen Verbindungen sind Halogenide , wie ein Halogenidanion mit einer Ladung von -1 (z.B. Cl ^-, Br ^-). Endend -id zeigt das Vorhandensein von Halogenidanionen; z.B. Cl ^– „Chlorid“ bezeichnet.

Darüber hinaus erlauben die chemischen Eigenschaften der Halogene sie als Oxidationsmittel zu wirken – oxidierte Metalle. Die meisten chemischen Reaktionen Halogene beteiligt – Redox in wässriger Lösung. Halogene bilden Einfachbindungen mit Kohlenstoff oder Stickstoff in organischen Verbindungen, wobei der Oxidationsgrad (CO) gleich -1 ist. Wenn durch ein Halogenatom kovalent gebundenen Wasserstoffatom in einer organischen Verbindung substituiert sind, können Halogen-Präfix in einem allgemeinen Sinn verwendet werden, oder Präfixe Fluor-, Chlor-, Brom-, Iod- – spezifische Halogene. Halogen Elemente können eine Kreuzmuster Bindung aufweisen, um zweiatomigen Molekülen mit polaren kovalente Einfachbindungen zu bilden.

Chlor (Cl ₂₎ war das erste , Halogen 1774 geöffnet, um dann geöffnet Iod (I _2), Brom (Br _2), Fluor (F ₂₎ und Astat (At, gefunden zuletzt bei 1940 YG). Der Name „Halogen“ wird vom griechischen Wurzel halo ( «Salz») und -GEN ( «Form") abgeleitet. Zusammen bedeuten diese Worte „salzbildende“, betont die Tatsache, dass das Halogen mit Metallen reagiert Salze zu bilden. Halit – der Name des Steinsalzes, natürlichen Mineral-, bestehend aus Natriumchlorid (NaCl). Schließlich wird das Halogen in der Wohnung verwendet – Fluorid in der Zahnpasta enthält, Chlor desinfiziert Trinkwasser, Jod und fördert die Entwicklung von Schilddrüsenhormonen.

chemische Elemente

Fluoro – Element mit der Ordnungszahl 9 wird durch F. Das elementare Fluor bezeichnet erste in 1886 g entdeckt wurde, indem es von den Flußsäure zu isolieren.. In dem freien Zustand existiert sie in der Form von Fluor zweiatomigen Molekülen (F ₂₎ und ist die häufigste Halogen, in der Kruste. Fluoro – elektronegativsten Element des Periodensystems. Bei Raumtemperatur ein hellgelbes Gas. Fluorine hat auch einen relativ kleinen Atomradius. Sein CO – -1 außer elementarem zweiatomigen Zustand, in dem seine Oxidationsstufe null ist. Fluoro chemisch extrem aktiv und interagiert direkt mit allen Elementen außer Helium (He), Neon (Ne) und Argon (Ar). Die H ₂ O – Lösung, Flußsäure (HF) ist eine schwache Säure. Obwohl stark elektro Fluor, seine Elektronegativität bestimmt nicht die Säure; HF ist eine schwache Säure aufgrund der Tatsache, daß das Fluoridion basisch (pH> 7). Darüber hinaus Fluor produziert sehr starke Oxidationsmittel. Zum Beispiel kann Fluor mit dem Inertgas Xenon reagiert und bildet ein starkes Oxidationsmittel Xenondifluorid (XeF _2). Bei vielen Anwendungen von Fluorid.

Chlor – Element mit der Ordnungszahl 17 und dem chemischen Symbol Cl. Entdeckten 1774 von g. Aus Salzsäure unterscheiden. In seinem elementaren Zustand bildet sie ein zweiatomigen Molekül Cl _2. Chlor hat mehr SB -1, 1, 3, 5 und 7. Bei Raumtemperatur er hellgrün Gas ist. Da die Bindung, die zwischen den beiden Chloratom gebildet wird, zu schwach ist, hat Cl ₂ Molekül eine sehr hohe Fähigkeit , in die Verbindung ein. Chlor reagiert mit Metallen unter Bildung von Salzen, die Chloride genannt werden. Chloridionen sind die häufigsten Ionen im Meerwasser enthalten sind. Chlor hat auch zwei Isotope: ³⁵ und ³⁷ Cl Cl. Natriumchlorid ist die häufigste Verbindung aller Chloride.

Brom – ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 35 und das Symbol Br. Es wurde zum ersten Mal im Jahr 1826 in der Form von elementarem Brom entdeckt ist zweiatomiges Molekül, Br _2. Bei Raumtemperatur ist es eine rotbraune Flüssigkeit. Sein CO – -1, + 1, 3, 4 und 5 Bromo aktiver als lod, sind aber weniger aktiv als Chlor. Weiterhin hat Brom – Isotop zwei ⁷⁹ Br und ⁸¹ Br. Brom tritt in Form von Salzen Bromid, gelöst in Meerwasser. In den letzten Jahren hat sich die Produktion von Bromid in der Welt deutlich wegen seiner Verfügbarkeit erhöht und eine lange Lebensdauer. Wie bei anderen Halogenen Brom und das Oxidationsmittel ist es sehr giftig.

Jod – chemisches Element mit der Ordnungszahl 53 und dem Symbol I. Die Iodoxidation hat: -1, +1, +5 und +7. Dort , in der Form eines zweiatomigen Moleküls ist, I _2. Bei Raumtemperatur ist die feste Substanz lila. Jod hat einen stabilen Isotop – ¹²⁷ I. Zuerst im Jahr 1811 entdeckt, mit Hilfe von Algen und Schwefelsäure. Derzeit können Jod-Ionen im Meerwasser isoliert werden. Trotz der Tatsache, daß Jod in Wasser nicht sehr löslich ist, kann seine Löslichkeit erhöht werden, wenn getrennte Jodide verwenden. Jod spielt eine wichtige Rolle im Körper, in der Produktion von Schilddrüsenhormonen eingreifen.

Astat – ein radioaktives Element mit der Ordnungszahl 85 und Symbol an. Seine möglichen Oxidationsstufen -1, 1, 3, 5 und 7. Das einzige Halogen, das nicht ein zweiatomiges Molekül ist. Unter normalen Bedingungen wird ein metallisches hartes Material schwarz. Astat ist ein sehr seltenes Element, so wenig über ihn bekannt ist. Darüber hinaus hat Astat eine sehr kurze Halbwertszeit, nicht mehr als ein paar Stunden. Erhielt im Jahr 1940 als Folge der Synthese. Es ist, dass Astat ähnlich wie Jod glaubt. Gekennzeichnet metallische Eigenschaften.

Die folgende Tabelle zeigt die Struktur der Halogenatome, die die Struktur der Außenschicht von Elektronen.

Eine solche Struktur verursacht, die äußere Schicht der Elektronen, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften ähnlich den Halogenen. Wenn jedoch den Vergleich dieser Elemente und die Unterschiede beobachtet.

Periodische Eigenschaft Halogengruppe

Die physikalischen Eigenschaften der einfachen Substanzen von Halogen veränderten die Ordnungszahl des Elements mit zunehmender. Für eine bessere Absorption und mehr Klarheit, bieten wir Ihnen ein paar Tische.

Schmelz- und Siedepunkte in der Gruppe mit zunehmender Größe des Moleküls (F <Cl <Br <I <at). Dieser Anstieg bedeutet eine Zunahme Van der Waals-Kraft.

Tabelle 1. Die Halogene. Physikalische Eigenschaften: Schmelz- und Siedepunkt

• Der Atomradius zunimmt.

Kerngröße erhöht (F <Cl <Br <I <At), wie es erhöht die Anzahl der Protonen und Neutronen. Darüber hinaus fügt mit jeder Periode immer mehr Energie. Dies führt zu höheren Orbitale und damit zu einer Erhöhung des Radius des Atoms.

Tabelle 2: Halogen. Physikalische Eigenschaften: Atomradien

• Ionisierungsenergie nimmt ab.

Wenn externe Valenzelektronen nicht an den Kern der Nähe befinden, für deren Entfernung nicht viel Energie von ihm verlangen. Somit ist die benötigte Energie für den Ausstoß der äußeren Elektronen nicht so hoch ist im unteren Teil einer Gruppe von Elementen, da es mehr Energieniveau ist. Darüber hinaus verursacht hohe Energie Ionisierung das Element nicht-metallische Qualität zu zeigen. metallische Eigenschaften, da die Ionisierungsenergie reduziert (bei <I <Br <Cl <F) Jod und Astat Show-Display.

Tabelle 3. Halogene. Physikalische Eigenschaften: lonisationsenergie

• Elektronegativität verringert.

Die Anzahl der Valenzelektronen in einem Atom steigt mit Energieniveau bei zunehmend niedrigeren Niveaus zu erhöhen. Elektronen sind zunehmend weiter von dem Kern; Somit sind der Kern und die Elektronen nicht zueinander hingezogen. Die Erhöhung des dort Screening. Daher Elektronegativität verringert sich mit zunehmender Zeitraum (At <I <Br <Cl <F).

Tabelle 4. Halogene. Physikalische Eigenschaften: Elektronegativität

• Elektronenaffinität abnimmt.

Da die Größe eines Atoms mit der Zeit zunimmt, ist die Elektronenaffinität der Regel reduziert (B <I <Br <F <Cl). Ausnahme – Fluor, Affinität, die kleiner ist als die von Chlor. Dies kann durch eine kleinere Größe verglichen mit Fluor und Chlor erläutert.

Tabelle 5. Affinity Halogen Elektronen

• Reaktivität Elemente abnimmt.

Reaktivität von Halogen verringert sich mit zunehmender Zeitraum (At <I <Br <Cl <F). Dies ist aufgrund der Zunahme des Radius des Atoms mit Elektronenenergieniveaus zu erhöhen. Dadurch verringert sich die Anziehungskraft der Valenzelektronen anderer Atome reduziert Reaktivität. Diese Reduktion erfolgt auch aufgrund der Elektronegativität Abnehmdauer erhöht, die auch die Anziehung der Elektronen reduziert. Darüber hinaus mit zunehmender Größe des Atoms und reduzierte Oxidationskraft.

Anorganische Chemie. Wasserstoff + Halogene

Halogenids gebildet wird, wenn Halogen mit anderem, weniger elektronegativen Elemente umgesetzt wird eine binäre Verbindung zu bilden. Wasserstoff reagiert mit Halogenen Halide HX-Typ zu bilden:

• Fluorwasserstoff, HF;
• Chlorid HCl;
• Bromwasserstoff HBr;
• Iodwasserstoff HALLO.

Halogenwasserstoffe sind leicht in Wasser gelöst, um einen Halogenwasserstoff (Fluorwasserstoff-, Chlorwasserstoff-, Bromwasserstoff-, Jodwasserstoffsäure) zu bilden. Die Eigenschaften dieser Säuren sind unten angegeben.

Die Säuren durch die folgende Reaktion gebildet: HX (aq) + H ₂ O (l) → X ^– (aq) + H ₃ O ⁺ (aq).

Alle Halogenwasserstoff starke Säuren, mit Ausnahme HF zu bilden.

Säure steigt Halogenwasserstoffsäuren: HF <HCl <HBr <HALLO.

Flußsäure kann das Glas und bestimmte anorganische Fluoride lange Zeit ätzen.

Es scheint unlogisch, dass HF die schwächste Halogenwasserstoffsäure ist, da Fluor selbst hohe Elektronegativität hat. Nichtsdestoweniger ist H-F-Bindung sehr stark ist, in einer sehr schwachen Säure führt. Eine starke Beziehung wird durch eine kurze Bindungslänge und einem großen Dissoziationsenergie definiert. Von all den Halogenwasserstoffe HF hat die kürzeste Verbindungslänge und die größte Bindungsdissoziationsenergie.

Halogen Oxosäuren

Halogen Oxosäuren sind Säuren mit Wasserstoffatomen, Sauerstoff und Halogen. Ihre Säure kann durch Analyse der Struktur bestimmt werden. Halogen Oxosäuren sind im Folgenden dargestellt:

• Hypochloriger Säure, HOCl.
• Chlorsäure HClO _2.
• Chlorsäure HClO _3.
• Perchlorsäure HClO _4.
• Hypobromsäure, HOBr.
• Bromsäure, HBrO _3.
• Perbromsäure HBrO _4.
• Hypoiodsäure HOI.
• Jodsäure HIO _3.
• Metayodnaya Säure HIO4, H5IO6.

In jedem dieser Proton an das Sauerstoffatom gebunden Säuren, so der Vergleich der Bindungslängen Protonen nutzlos sind. Die dominierende Rolle wird durch Elektronegativität hier gespielt. Azidität erhöht sich mit der Anzahl der Sauerstoffatome an das Zentralatom gebunden ist.

Das Aussehen und Zustand der Materie

Die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der Halogene lassen sich kurz in der folgenden Tabelle angegeben werden.

Erläuterung Aussehen

Farbe ist ein Ergebnis der Halogen Absorption von sichtbarem Licht durch Moleküle verursacht Elektronen angeregt. Fluoro absorbiert ultraviolettes Licht, und folglich sieht blass gelb. Jod, dagegen absorbiert gelbes Licht, und es sieht lila (gelb und violett – Komplementärfarben). Halogen Farbe wird mit zunehmender Zeit dunkler.

Die verschlossenen Behälter flüssiges Brom und festes Iod im Gleichgewicht mit seinem Dampf, der als ein gefärbtes Gas beobachtet werden kann.

Obwohl die Farbe Astat unbekannt, wird angenommen, dass es ein dunkler Jod sein sollte (t. E. Schwarz) in Übereinstimmung mit dem beobachteten Muster.

Nun, wenn Sie gefragt wurden: „Beschreiben Sie die physikalischen Eigenschaften der Halogene“, werden Sie sagen.

Der Oxidationsgrad von Halogenen in Verbindungen

Der Grad der Oxidation wird häufig anstelle von „Wertigkeit von Halogenen.“ Typischerweise -1 Der Oxidationszustand gleich. Aber wenn das Halogen an einem anderen Sauerstoff oder Halogen gebunden ist, kann es andere Zustände annimmt: Sauerstoff -2 SB Priorität hat. Im Fall von zwei verschiedenen Halogenatomen miteinander verbunden mehr elektronegativen Atom vorherrscht und nimmt CO -1.

Zum Beispiel in dem Iodchlorid (ICL) ist CO chloro -1, +1 und Jod. Chlor ist elektronegativer als Jod, damit die CO gleich -1.

Die Bromsäure (HBrO ₄₎ Sauerstoff hat eine CO -8 (-2 x 4 = -8 – Atom). Wasserstoff hat eine Gesamtoxidationszahl +1. Addition dieser beiden Werte ergibt CO -7. Da die Endverbindung SB Null sein sollte, ist die CO sieben Brom.

Die dritte Ausnahme von dieser Regel ist der Oxidationsgrad des Halogens in der elementaren Form (X _2), wobei seine CO gleich Null ist.

Warum mit Fluor ist immer -1?

Elektronegativität mit der Zeit zunimmt. Daher hat das Fluor die höchste Elektronegativität aller Elemente, wie in dem Periodensystem durch seine Position belegt. Seine elektronische Konfiguration 1s ² 2s ² 2p ^5. Wenn Fluorid ein anderes Elektron erhält, ist extrem p-Orbitale vollständig gefüllt und ein komplettes Oktett bilden. Da Fluor eine hohe Elektronegativität hat, kann er leicht ein Elektron aus einem benachbarten Atomen wählen. Fluoride in diesem Fall isoelektronischen Inertgas (mit acht Valenzelektronen) und allen seinen externen Orbitale gefüllt. In diesem Zustand ist, Fluor wesentlich stabiler.

Die Herstellung und Verwendung von Halogenen

In der Natur sind die Halogene auf dem Anion darstellt, so dass das freie Halogen wird durch Oxidation durch Elektrolyse oder durch Oxidationsmittel hergestellt. Zum Beispiel wird Chlor durch Hydrolyse von Natriumchloridlösung erzeugt. Die Verwendung von Halogenen und ihren vielfältigen Verbindungen.

• Fluorid. Trotz der Tatsache, dass Fluor sehr reaktiv ist, ist es in vielen Branchen eingesetzt. Zum Beispiel ist es eine Schlüsselkomponente aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und anderen Fluorpolymere. Fluorchlor sind organische Chemikalien , die bisher als Kältemittel und Treibmittel in Aerosolen verwendet haben. Ihre Anwendung hat auf ihre möglichen Auswirkungen auf die Umwelt gestoppt fällig. Sie wurden von FCKW ersetzt. Fluorine hinzugefügt Zahncreme (SnF ₂₎ und Trinkwasser (NaF) Karies zu verhindern. Das Halogen wird im Ton enthalten ist, verwendet , um bestimmte Typen von Keramik (LiF) zu erzeugen in Kernkraft (UF ₆₎ verwendet wird , ein Fluorchinolon – Antibiotikum, Aluminiumoxid (Na ₃ AlF ₆₎ , für die Isolierung von Hochspannungsgeräten (SF ₆₎ zu _erhalten.
• Chlor auch eine Vielzahl von Anwendungen finden. Es wird zur Desinfektion von Trinkwasser und Schwimmbädern eingesetzt. Natriumhypochlorit (NaClO) ist die Hauptkomponente von Bleichmitteln. Salzsäure wird in der Industrie und Laboratorien weit verbreitet. Chlor in Polyvinylchlorid (PVC) und andere Polymere, die für die Isolierung Drähten, Rohren und Elektronik eingesetzt werden. Außerdem Chlor hat in der pharmazeutischen Industrie nützlich. Arzneiwaren, Chlor, werden verwendet, um Infektionen, Allergien und Diabetes zu behandeln. Neutral-Hydrochlorid Form – Bestandteil vieler Medikamente. Chlor wird auch zu sterilisieren Krankenhausausrüstung und Desinfektion eingesetzt. In der Landwirtschaft Chlor ist ein Bestandteil von vielen kommerziellen Pestiziden DDT (dihlorodifeniltrihloretan) wurde als landwirtschaftliches Insektizid verwendet, aber seine Verwendung wurde eingestellt.

• Brom, wegen seiner Nichtentflammbarkeit, verwendet Verbrennung zu hemmen. Es enthält auch Methylbromid, ein Pestizid für die Lagerung von Getreide und Unterdrückung von Bakterien verwendet. Doch wegen seiner Auswirkungen abgebrochen auf der Ozonschicht übermäßige Verwendung von Methylbromid wurde. Brom wird bei der Herstellung von Benzin, fotografischer Film, Feuerlöscher, Medikamente für die Behandlung von Lungenentzündung und Alzheimer-Krankheit.
• Jod spielt eine wichtige Rolle für das reibungslose Funktionieren der Schilddrüse. Wenn der Körper nicht genug Jod bekommt, wird die Schilddrüse erhöht. Zur Vorbeugung von Kropf hinzugefügt aktives Halogen zu Speisesalz. Jod ist auch als Antiseptikum verwendet. Jod wird in den Lösungen für die Reinigung von offenen Wunden und auch in Desinfektionssprays enthält. Ferner Silberjodid ist im Bild wichtig.
• Astat – radioaktive und Seltenerdmetallen Halogene, so ist mehr nicht verwendet. Es wird angenommen, dass dieses Element an Jod in der Regulation der Schilddrüsenhormone helfen kann.