ელემენტების ქიმია

VIIA ქვეჯგუფის არამეტალები

VIIA ქვეჯგუფის ელემენტები ტიპიური არამეტალებია მაღალი

ელექტრონეგატიურობა, მათ აქვთ ჯგუფის სახელი - "ჰალოგენები".

ლექციაში განხილული ძირითადი საკითხები

VIIA ქვეჯგუფის არალითონების ზოგადი მახასიათებლები. ელექტრონული სტრუქტურა, ატომების ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებლები. ყველაზე დამახასიათებელი სტე-

ჟანგვის ჯარიმები. ჰალოგენების ქიმიის თავისებურებები.

მარტივი ნივთიერებები.

ბუნებრივი ნაერთები.

ჰალოგენური ნაერთები

ჰიდროჰალიუმის მჟავები და მათი მარილები. მარილი და ჰიდროფთორმჟავა

სლოტები, ქვითარი და განაცხადი.

ჰალიდის კომპლექსები.

ჰალოგენების ორობითი ჟანგბადის ნაერთები. არასტაბილურობა დაახლ.

მარტივი ნივთიერებების რედოქს თვისებები და თანა

ერთობები. არაპროპორციული რეაქციები. ლატიმერის დიაგრამები.

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

VIIA ქვეჯგუფის ელემენტების ქიმია

ზოგადი მახასიათებლები

							მანგანუმი
							ტექნეციუმი

VIIA-ჯგუფი იქმნება p-ელემენტებით: ფტორი F, ქლორი

Cl, ბრომი Br, იოდი I და ატატინი At.

ვალენტური ელექტრონების ზოგადი ფორმულა არის ns 2 np 5.

VIIA ჯგუფის ყველა ელემენტი ტიპიური არალითონია.

							როგორც განაწილებიდან ჩანს
							ვალენტური ელექტრონები
ატომების ორბიტალების მიხედვით						მხოლოდ ერთი ელექტრონი აკლია

ჩამოყალიბდეს სტაბილური რვაელექტრონული გარსი

ყუთები, ამიტომ აქვთარსებობს ძლიერი ტენდენცია

ელექტრონის დამატება.

ყველა ელემენტი ადვილად ქმნის უბრალო ერთჯერადი დამუხტვით

ny ანიონები G – .

მარტივი ანიონების სახით, VIIA ჯგუფის ელემენტები გვხვდება ბუნებრივ წყალში და ბუნებრივი მარილების კრისტალებში, მაგალითად, ჰალიტი NaCl, სილვიტი KCl, ფლუორიტი.

CaF2.

ელემენტების ზოგადი ჯგუფის სახელი VIIA-

ჯგუფი "ჰალოგენები", ანუ "მარილების დაბადება", განპირობებულია იმით, რომ ლითონებთან მათი ნაერთების უმეტესობა წინასწარ

არის ტიპიური მარილი (CaF2, NaCl, MgBr2, KI), რომელიც

რომლის მიღება შესაძლებელია პირდაპირი ურთიერთქმედების გზით

ლითონის ურთიერთქმედება ჰალოგენთან. თავისუფალი ჰალოგენები მიიღება ბუნებრივი მარილებისგან, ამიტომ სახელი "ჰალოგენები" ასევე ითარგმნება როგორც "მარილებისგან დაბადებული".

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

მინიმალური დაჟანგვის მდგომარეობა (–1) ყველაზე სტაბილურია

ყველა ჰალოგენისთვის.

მოცემულია VIIA ჯგუფის ელემენტების ატომების ზოგიერთი მახასიათებელი

VIIA ჯგუფის ელემენტების ატომების ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებლები

		ნათესავი -		აფინურობა
		ელექტრო
		უარყოფითი	იონიზაცია,
		არსი (შესაბამისად
		გამოკითხვა)
						რაოდენობის გაზრდა
						ელექტრონული ფენები;
						ზომის გაზრდა
						ელექტროენერგიის შემცირება
						სამმაგი ნეგატივი

ჰალოგენებს აქვთ ელექტრონის მაღალი აფინურობა (მაქსიმალური at

Cl) და ძალიან მაღალი იონიზაციის ენერგია (მაქსიმალური F-ზე) და მაქსიმალური

შესაძლო ელექტრონეგატიურობა თითოეულ პერიოდში. ფტორი ყველაზე მეტია

ყველა ქიმიური ელემენტის ელექტროუარყოფითი.

ჰალოგენის ატომებში ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონის არსებობა განსაზღვრავს

წარმოადგენს მარტივ ნივთიერებებში ატომების გაერთიანებას დიატომურ მოლეკულებად Г2.

მარტივი ნივთიერებებისთვის, ჰალოგენებისთვის, ყველაზე დამახასიათებელი ჟანგვის აგენტებია

თვისებები, რომლებიც ყველაზე ძლიერია F2-ში და სუსტდება I2-ზე გადასვლისას.

ჰალოგენებს ახასიათებთ ყველა არალითონური ელემენტის უდიდესი რეაქტიულობა. ფტორი, თუნდაც ჰალოგენებს შორის, გამოირჩევა

აქვს ძალიან მაღალი აქტივობა.

მეორე პერიოდის ელემენტი, ფტორი, ყველაზე ძლიერ განსხვავდება მეორისგან

ქვეჯგუფის სხვა ელემენტები. ეს არის ზოგადი ნიმუში ყველა არალითონისთვის.

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

ფტორი, როგორც ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტი, არ აჩვენებს სექსს

რეზიდენტური ჟანგვის მდგომარეობები. ნებისმიერ კავშირში, მათ შორის კი-

ჟანგბადი, ფტორი ჟანგვის მდგომარეობაშია (-1).

ყველა სხვა ჰალოგენი ავლენს ჟანგვის დადებით ხარისხს

ლენია მაქსიმუმ +7-მდე.

ჰალოგენების ყველაზე დამახასიათებელი ჟანგვის მდგომარეობები:

F: -1, 0;

Cl, Br, I: -1, 0, +1, +3, +5, +7.

Cl-ს აქვს ცნობილი ოქსიდები, რომლებშიც ის გვხვდება ჟანგვის მდგომარეობებში: +4 და +6.

ყველაზე მნიშვნელოვანი ჰალოგენური ნაერთები, დადებით მდგომარეობებში,

ჟანგვის ჯარიმებია ჟანგბადის შემცველი მჟავები და მათი მარილები.

ყველა ჰალოგენური ნაერთი დადებითი ჟანგვის მდგომარეობაშია

არის ძლიერი ჟანგვის აგენტები.

ჟანგვის საშინელი ხარისხი.დისპროპორციულობას ხელს უწყობს ტუტე გარემო.

მარტივი ნივთიერებებისა და ჟანგბადის ნაერთების პრაქტიკული გამოყენება

ჰალოგენების შემცირება ძირითადად გამოწვეულია მათი ჟანგვის ეფექტით.

უმარტივესი ნივთიერებები, Cl2, პოულობენ ყველაზე ფართო პრაქტიკულ გამოყენებას.

და F2. ქლორისა და ფტორის ყველაზე დიდი რაოდენობა ინდუსტრიაში მოიხმარება

ორგანული სინთეზი: პლასტმასის, მაცივრების, გამხსნელების წარმოებაში,

პესტიციდები, ნარკოტიკები. ქლორისა და იოდის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოიყენება ლითონების მისაღებად და მათი გადამუშავებისთვის. ასევე გამოიყენება ქლორი

ცელულოზის გასათეთრებლად, სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის და წარმოებაში

მათეთრებელი და მარილმჟავას წყალი. ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში გამოიყენება ოქსომჟავების მარილები.

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

მჟავები - ჰიდროქლორინის და გამდნარი მჟავები - ფართოდ გამოიყენება პრაქტიკაში.

ფტორი და ქლორი ოც ყველაზე გავრცელებულ ელემენტს შორისაა

იქ ბუნებაში გაცილებით ნაკლებია ბრომი და იოდი. ყველა ჰალოგენი ბუნებაში გვხვდება ჟანგვის მდგომარეობაში(-1). მხოლოდ იოდი გვხვდება მარილის KIO3 სახით,

რომელიც მინარევად შედის ჩილეურ მარილიანში (KNO3).

ასტატინი არის ხელოვნურად წარმოებული რადიოაქტიური ელემენტი (ის ბუნებაში არ არსებობს). At-ის არასტაბილურობა აისახება სახელში, რომელიც ბერძნულიდან მოდის. "astatos" - "არასტაბილური". ასტატინი არის მოსახერხებელი ემიტერი კიბოს სიმსივნეების რადიოთერაპიისთვის.

მარტივი ნივთიერებები

ჰალოგენების მარტივი ნივთიერებები წარმოიქმნება დიატომური მოლეკულებით G2.

მარტივ ნივთიერებებში, F2-დან I2-ზე გადასვლისას ელექტრონების რაოდენობის ზრდით

ტახტის შრეები და ატომების პოლარიზებადობის ზრდა, მატულობს

ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედება, რაც იწვევს აგრეგატის კო-

სტანდარტულ პირობებში დგომა.

ფტორი (ნორმალურ პირობებში) ყვითელი აირია, -181o C-ზე გადაიქცევა

თხევადი მდგომარეობა.

ქლორი არის მოყვითალო-მწვანე გაზი, რომელიც გადაიქცევა სითხეში -34oC-ზე.

სახელწოდება Cl უკავშირდება მას, ის მოდის ბერძნულიდან "chloros" - "ყვითელი-

მწვანე". Cl2-ის დუღილის მკვეთრი ზრდა F2-თან შედარებით,

მიუთითებს გაზრდილი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების შესახებ.

ბრომი მუქი წითელი, ძალიან აქროლადი სითხეა, დუღს 58,8oC-ზე.

ელემენტის სახელწოდება უკავშირდება გაზის მკვეთრ უსიამოვნო სუნს და მომდინარეობს

"bromos" - "სუნიანი".

იოდი - მუქი მეწამული კრისტალები, სუსტი "მეტალიკით"

სიმსივნეები, რომლებიც გაცხელებისას ადვილად სუბლიმდება, წარმოქმნის იისფერ ორთქლს;

სწრაფი გაგრილებით

ორთქლი 114o C-მდე

იქმნება სითხე. ტემპერატურა

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

იოდის დუღილის წერტილი არის 183 ° C. მისი სახელი მოდის იოდის ორთქლის ფერიდან -

"iodos" - "იისფერი".

ყველა მარტივ ნივთიერებას აქვს მკვეთრი სუნი და შხამიანია.

მათი ორთქლების შესუნთქვა იწვევს ლორწოვანი გარსების და სასუნთქი ორგანოების გაღიზიანებას, ხოლო მაღალი კონცენტრაციის დროს – დახრჩობას. პირველი მსოფლიო ომის დროს ქლორი გამოიყენებოდა როგორც მომწამვლელი.

ფტორი და თხევადი ბრომი იწვევს კანის დამწვრობას. ჰა-თან მუშაობა

ლოგინს, სიფრთხილის ზომები უნდა იქნას მიღებული.

ვინაიდან ჰალოგენების მარტივი ნივთიერებები წარმოიქმნება არაპოლარული მოლეკულებით

გაცივდება, ისინი კარგად იხსნება არაპოლარულ ორგანულ გამხსნელებში:

ალკოჰოლი, ბენზოლი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი და ა.შ. ქლორი, ბრომი და იოდი ნაკლებად ხსნადია წყალში, მათ წყალხსნარებს ეწოდება ქლორი, ბრომი და იოდიანი წყალი. Br2 იხსნება უკეთესად, ვიდრე სხვები, ბრომის კონცენტრაცია სატ.

ხსნარი აღწევს 0,2 მოლ/ლ, ხოლო ქლორი – 0,1 მოლ/ლ.

ფტორი ანადგურებს წყალს:

2F2 + 2H2 O = O2 + 4HF

ჰალოგენები ავლენენ მაღალ ჟანგვის აქტივობას და გარდამავალს

ჰალოიდურ ანიონებად.

Г2 + 2e–  2Г–

ფტორს აქვს განსაკუთრებით მაღალი ჟანგვითი აქტივობა. ფტორი ჟანგავს კეთილშობილ ლითონებს (Au, Pt).

Pt + 3F2 = PtF6

ის კი ურთიერთქმედებს ზოგიერთ ინერტულ აირთან (კრიპტონთან,

ქსენონი და რადონი), მაგალითად,

Xe + 2F2 = XeF4

ბევრი ძალიან სტაბილური ნაერთი იწვის F2 ატმოსფეროში, მაგ.

წყალი, კვარცი (SiO2).

SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

ფტორთან რეაქციებში, ისეთი ძლიერი ჟანგვის აგენტებიც კი, როგორიცაა აზოტი და გოგირდი

ნიკის მჟავა მოქმედებს როგორც შემამცირებელი აგენტი, ხოლო ფტორი ჟანგავს შეყვანას

მათ შემადგენლობაში O(–2) შემცველი.

2HNO3 + 4F2 = 2NF3 + 2HF + 3O2 H2 SO4 + 4F2 = SF6 + 2HF + 2O2

F2-ის მაღალი რეაქტიულობა ქმნის სირთულეებს კონ-

სტრუქტურული მასალები მასთან მუშაობისთვის. ჩვეულებრივ ამ მიზნებისთვის ვიყენებთ

არსებობს ნიკელი და სპილენძი, რომლებიც ჟანგვის დროს ქმნიან ფტორის მკვრივ დამცავ ფენებს მათ ზედაპირზე. სახელწოდება F გამოწვეულია მისი აგრესიული მოქმედებით.

ვჭამ, ბერძნულიდან მოდის. "ფლოროსი" - "დესტრუქციული".

F2, Cl2, Br2, I2 სერიებში, ჟანგვის უნარი სუსტდება გაზრდის გამო.

ატომების ზომის გაზრდა და ელექტრონეგატიურობის შემცირება.

წყალხსნარებში, მატერიის ჟანგვითი და აღდგენითი თვისებები

ნივთიერებები ჩვეულებრივ ხასიათდება ელექტროდის პოტენციალის გამოყენებით. ცხრილი გვიჩვენებს სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალს (Eo, V) შემცირების ნახევარრეაქციისთვის

ჰალოგენების ფორმირება. შედარებისთვის, Eo მნიშვნელობა ki-სთვის

ნახშირბადი ყველაზე გავრცელებული ჟანგვის აგენტია.

სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალი მარტივი ჰალოგენური ნივთიერებებისთვის

Eo, B, რეაქციისთვის

O2 + 4e– + 4H+  2H2 O

ეო, ვ

ელექტროდისთვის

2Г– +2е – = Г2

შემცირებული ჟანგვითი აქტივობა

როგორც ცხრილიდან ჩანს, F2 არის ბევრად უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტი,

ვიდრე O2, ამიტომ F2 არ არსებობს წყალხსნარებში ის აჟანგებს წყალს,

F–მდე აღდგენა. თუ ვიმსჯელებთ Eo მნიშვნელობით, Cl2-ის ჟანგვის უნარი

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

ასევე უფრო მაღალია ვიდრე O2. მართლაც, ქლორის წყლის გრძელვადიანი შენახვის დროს ის იშლება ჟანგბადის გამოყოფით და HCl-ის წარმოქმნით. მაგრამ რეაქცია ნელია (Cl2 მოლეკულა შესამჩნევად უფრო ძლიერია ვიდრე F2 მოლეკულა და

ქლორთან რეაქციების გააქტიურების ენერგია უფრო მაღალია), დისპრო-

პორცია:

Cl2 + H2 O  HCl + HOCl

წყალში ის ბოლომდე არ აღწევს (K = 3,9 . 10–4), ამიტომ Cl2 არსებობს წყალხსნარებში. Br2 და I2 ხასიათდება კიდევ უფრო დიდი სტაბილურობით წყალში.

დისპროპორციულობა ძალიან დამახასიათებელი ჟანგვითია

შემცირების რეაქცია ჰალოგენებისთვის. გაძლიერების დისპროპორციულობა

ასხამს ტუტე გარემოში.

Cl2-ის დისპროპორციულობა ტუტეში იწვევს ანიონების წარმოქმნას

Cl– და ClO–. დისპროპორციულობის მუდმივი არის 7.5. 1015 წ.

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

როდესაც იოდი არაპროპორციულია ტუტეში, წარმოიქმნება I– და IO3–. ანა-

ლოგიკურად, Br2 არაპროპორციულად მოქმედებს იოდზე. პროდუქტის შეცვლა არაპროპორციულია

ერი განპირობებულია იმით, რომ Br და I-ში ანიონები GO– და GO2– არასტაბილურია.

ქლორის დისპროპორციაციის რეაქცია გამოიყენება ინდუსტრიაში

ძლიერი და სწრაფი მოქმედების ჰიპოქლორიტის ოქსიდიზატორის მიღების უნარი,

მათეთრებელი ცაცხვი, ბერტოლეტის მარილი.

3Cl2 + 6 KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2 O

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

ჰალოგენების ურთიერთქმედება მეტალებთან

ჰალოგენები ენერგიულად რეაგირებენ ბევრ მეტალთან, მაგალითად:

Mg + Cl2 = MgCl2 Ti + 2I2  TiI4

Na + ჰალოიდები, რომლებშიც ლითონს აქვს დაბალი ჟანგვის მდგომარეობა (+1, +2),

- ეს არის მარილის მსგავსი ნაერთები უპირატესად იონური ბმებით. Როგორ

აი, იონური ჰალოიდები არის მყარი დნობის მაღალი წერტილით

ლითონის ჰალოიდები, რომლებშიც ლითონს აქვს დაჟანგვის მაღალი ხარისხი

თიონები არის ნაერთები უპირატესად კოვალენტური ბმებით.

ბევრი მათგანი არის აირები, სითხეები ან დნობადი მყარი ნივთიერებები ნორმალურ პირობებში. მაგალითად, WF6 არის გაზი, MoF6 არის თხევადი,

TiCl4 არის თხევადი.

ჰალოგენების ურთიერთქმედება არალითონებთან

ჰალოგენები უშუალოდ ურთიერთქმედებენ ბევრ არამეტალთან:

წყალბადი, ფოსფორი, გოგირდი და ა.შ. მაგალითად:

H2 + Cl2 = 2HCl 2P + 3Br2 = 2PBr3 S + 3F2 = SF6

არამეტალის ჰალოგენებში კავშირი უპირატესად კოვალენტურია.

როგორც წესი, ამ ნაერთებს აქვთ დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები.

ფთორიდან იოდზე გადასვლისას ჰალოიდების კოვალენტური ბუნება იზრდება.

ტიპიური არამეტალების კოვალენტური ჰალოგენები მჟავე ნაერთებია; წყალთან ურთიერთობისას ისინი ჰიდროლიზდებიან მჟავების წარმოქმნით. Მაგალითად:

PBr3 + 3H2 O = 3HBr + H3 PO3

PI3 + 3H2 O = 3HI + H3 PO3

PCl5 + 4H2 O = 5HCl + H3 PO4

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

პირველი ორი რეაქცია გამოიყენება ბრომისა და წყალბადის იოდიდის წარმოებისთვის.

ნოინის მჟავა.

ინტერჰალიდები. ჰალოგენები, ერთმანეთთან შერწყმით, ქმნიან ინტერგ-

იწვევს. ამ ნაერთებში, უფრო მსუბუქი და ელექტროუარყოფითი ჰალოგენი იმყოფება (–1) დაჟანგვის მდგომარეობაში, ხოლო მძიმე – დადებით მდგომარეობაში.

ჟანგვის ჯარიმები.

გაცხელებისას ჰალოგენების უშუალო ურთიერთქმედების გამო მიიღება: ClF, BrF, BrCl, ICl. ასევე არსებობს უფრო რთული ინტერჰალიდები:

ClF3, BrF3, BrF5, IF5, IF7, ICl3.

ყველა ინტერჰალიდი ნორმალურ პირობებში არის თხევადი ნივთიერებები დაბალი დუღილის წერტილებით. ინტერჰალიდებს აქვთ მაღალი ჟანგვითი აქტივობა

აქტივობა. მაგალითად, ქიმიურად სტაბილური ნივთიერებები, როგორიცაა SiO2, Al2 O3, MgO და ა.შ. იწვის ClF3 ორთქლებში.

2Al2 O3 + 4ClF3 = 4 AlF3 + 3O2 + 2Cl2

ფტორი ClF 3 არის აგრესიული ფტორირებადი რეაგენტი, რომელიც სწრაფად მოქმედებს

ეზო F2. იგი გამოიყენება ორგანულ სინთეზებში და ნიკელის აღჭურვილობის ზედაპირზე დამცავი ფილმების მისაღებად ფტორთან მუშაობისთვის.

წყალში ინტერჰალიდები ჰიდროლიზდება მჟავების წარმოქმნით. Მაგალითად,

ClF5 + 3H2 O = HClO3 + 5HF

ჰალოგენები ბუნებაში. მარტივი ნივთიერებების მიღება

ინდუსტრიაში ჰალოგენები მიიღება მათი ბუნებრივი ნაერთებისგან. ყველა

თავისუფალი ჰალოგენების მიღების პროცესები ეფუძნება ჰალოგენის დაჟანგვას

ნიდ იონები.

2Г –  Г2 + 2e–

ჰალოგენების მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება ბუნებრივ წყლებში ანიონების სახით: Cl–, F–, Br–, I–. ზღვის წყალი შეიძლება შეიცავდეს 2,5%-მდე NaCl-ს.

ბრომი და იოდი მიიღება ნავთობის ჭაბურღილის წყლისა და ზღვის წყლისგან.

შემსრულებელი:

ღონისძიება No.

წყალბადის ატომს აქვს გარე (და მხოლოდ) ელექტრონის დონის 1 ელექტრონული ფორმულა ს 1 . ერთის მხრივ, გარე ელექტრონულ დონეზე ერთი ელექტრონის არსებობის თვალსაზრისით, წყალბადის ატომი ტუტე ლითონის ატომების მსგავსია. თუმცა, ისევე როგორც ჰალოგენებს, მას მხოლოდ ერთი ელექტრონი სჭირდება გარე ელექტრონული დონის შესავსებად, რადგან პირველი ელექტრონული დონე შეიძლება შეიცავდეს არაუმეტეს 2 ელექტრონს. გამოდის, რომ წყალბადი შეიძლება ერთდროულად განთავსდეს პერიოდული ცხრილის როგორც პირველ, ისე ბოლო (მეშვიდე) ჯგუფში, რაც ზოგჯერ კეთდება პერიოდული ცხრილის სხვადასხვა ვერსიაში:

წყალბადის, როგორც მარტივი ნივთიერების თვისებების თვალსაზრისით, მას მაინც უფრო მეტი საერთო აქვს ჰალოგენებთან. წყალბადი, ჰალოგენების მსგავსად, არალითონია და მათ მსგავს დიატომურ მოლეკულებს (H 2) ქმნის.

ნორმალურ პირობებში წყალბადი არის აირისებრი, დაბალაქტიური ნივთიერება. წყალბადის დაბალი აქტივობა აიხსნება მოლეკულაში წყალბადის ატომებს შორის ობლიგაციების მაღალი სიმტკიცით, რომელთა გაწყვეტა მოითხოვს ან ძლიერ გათბობას, ან კატალიზატორების გამოყენებას, ან ორივეს.

წყალბადის ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ლითონებით

ლითონებიდან წყალბადი რეაგირებს მხოლოდ ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებთან! ტუტე ლითონებს მიეკუთვნება I ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ლითონები (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), ხოლო მიწის ტუტე ლითონებს მიეკუთვნება II ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ლითონები, გარდა ბერილიუმის და მაგნიუმის (Ca, Sr, Ba, რა)

აქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას წყალბადი ავლენს ჟანგვის თვისებებს, ე.ი. ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ჰიდრიდები, რომლებსაც აქვთ იონური სტრუქტურა. რეაქცია ხდება გაცხელებისას:

უნდა აღინიშნოს, რომ აქტიურ ლითონებთან ურთიერთქმედება ერთადერთი შემთხვევაა, როდესაც მოლეკულური წყალბადი H2 არის ჟანგვის აგენტი.

არალითონებით

არალითონებიდან წყალბადი რეაგირებს მხოლოდ ნახშირბადთან, აზოტთან, ჟანგბადთან, გოგირდთან, სელენთან და ჰალოგენებთან!

ნახშირბადი უნდა გვესმოდეს, როგორც გრაფიტი ან ამორფული ნახშირბადი, რადგან ბრილიანტი ნახშირბადის უკიდურესად ინერტული ალოტროპული მოდიფიკაციაა.

არალითონებთან ურთიერთობისას წყალბადს შეუძლია შეასრულოს მხოლოდ შემამცირებელი აგენტის ფუნქცია, ანუ მხოლოდ გაზარდოს მისი დაჟანგვის მდგომარეობა:

წყალბადის ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

ლითონის ოქსიდებით

წყალბადი არ რეაგირებს მეტალის ოქსიდებთან, რომლებიც ლითონების აქტივობის სერიაშია ალუმინამდე (მათ შორის), თუმცა, გაცხელებისას მას შეუძლია შეამციროს მრავალი ლითონის ოქსიდი ალუმინის მარჯვნივ:

არალითონური ოქსიდებით

არამეტალის ოქსიდებიდან წყალბადი რეაგირებს აზოტის, ჰალოგენებისა და ნახშირბადის ოქსიდებთან გაცხელებისას. წყალბადის არამეტალების ოქსიდებთან ყველა ურთიერთქმედებიდან განსაკუთრებით აღსანიშნავია მისი რეაქცია ნახშირბადის მონოქსიდთან CO.

CO-სა და H2-ის ნარევს აქვს საკუთარი სახელიც კი - "სინთეზური გაზი", რადგან, პირობებიდან გამომდინარე, მისგან შეიძლება მიიღოთ ისეთი პოპულარული სამრეწველო პროდუქტები, როგორიცაა მეთანოლი, ფორმალდეჰიდი და სინთეზური ნახშირწყალბადებიც კი:

მჟავებით

წყალბადი არ რეაგირებს არაორგანულ მჟავებთან!

ორგანული მჟავებიდან წყალბადი რეაგირებს მხოლოდ უჯერი მჟავებთან, ისევე როგორც მჟავებთან, რომლებიც შეიცავს ფუნქციურ ჯგუფებს, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის რედუქცია, კერძოდ, ალდეჰიდთან, კეტო ან ნიტრო ჯგუფებთან.

მარილებით

მარილების წყალხსნარების შემთხვევაში მათი ურთიერთქმედება წყალბადთან არ ხდება. თუმცა, როდესაც წყალბადი გადადის საშუალო და დაბალი აქტივობის ზოგიერთი ლითონის მყარ მარილებზე, შესაძლებელია მათი ნაწილობრივი ან სრული შემცირება, მაგალითად:

ჰალოგენების ქიმიური თვისებები

ჰალოგენები არის VIIA ჯგუფის ქიმიური ელემენტები (F, Cl, Br, I, At), ასევე მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი ნივთიერებები. აქ და შემდგომ ტექსტში, თუ სხვა რამ არ არის მითითებული, ჰალოგენები გაგებული იქნება როგორც მარტივი ნივთიერებები.

ყველა ჰალოგენს აქვს მოლეკულური სტრუქტურა, რომელიც განსაზღვრავს ამ ნივთიერებების დაბალ დნობისა და დუღილის წერტილებს. ჰალოგენის მოლეკულები დიატომურია, ე.ი. მათი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს ზოგადი ფორმით, როგორც Hal 2.

უნდა აღინიშნოს იოდის ისეთი სპეციფიკური ფიზიკური თვისება, როგორიცაა მისი უნარი სუბლიმაციაან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სუბლიმაცია. სუბლიმაცია, არის ფენომენი, რომლის დროსაც მყარ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერება გაცხელებისას არ დნება, არამედ, თხევადი ფაზის გვერდის ავლით, მაშინვე გადადის აირისებრ მდგომარეობაში.

ნებისმიერი ჰალოგენის ატომის გარე ენერგიის დონის ელექტრონულ სტრუქტურას აქვს ფორმა ns 2 np 5, სადაც n არის პერიოდული ცხრილის პერიოდის რიცხვი, რომელშიც მდებარეობს ჰალოგენი. როგორც ხედავთ, ჰალოგენის ატომებს მხოლოდ ერთი ელექტრონი სჭირდებათ, რომ მიაღწიონ რვაელექტრონიან გარე გარსს. აქედან ლოგიკურია ვივარაუდოთ თავისუფალი ჰალოგენების უპირატესად ჟანგვის თვისებები, რაც დადასტურებულია პრაქტიკაში. როგორც ცნობილია, არამეტალების ელექტრონეგატიურობა მცირდება ქვეჯგუფში გადაადგილებისას და, შესაბამისად, ჰალოგენების აქტივობა მცირდება სერიაში:

F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

ჰალოგენების ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ყველა ჰალოგენი არის უაღრესად რეაქტიული ნივთიერება და რეაგირებს უბრალო ნივთიერებებთან. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ ფტორს, თავისი უკიდურესად მაღალი რეაქტიულობის გამო, შეუძლია რეაგირება იმ მარტივ ნივთიერებებთანაც კი, რომლებთანაც სხვა ჰალოგენები ვერ რეაგირებენ. ასეთ მარტივ ნივთიერებებს მიეკუთვნება ჟანგბადი, ნახშირბადი (ბრილიანტი), აზოტი, პლატინა, ოქრო და ზოგიერთი კეთილშობილი აირი (ქსენონი და კრიპტონი). იმათ. რეალურად, ფტორი არ რეაგირებს მხოლოდ ზოგიერთ კეთილშობილ აირთან.

დარჩენილი ჰალოგენები, ე.ი. ქლორი, ბრომი და იოდი ასევე აქტიური ნივთიერებებია, მაგრამ ნაკლებად აქტიური, ვიდრე ფტორი. ისინი რეაგირებენ თითქმის ყველა მარტივ ნივთიერებასთან, გარდა ჟანგბადის, აზოტის, ნახშირბადისა, ალმასის, პლატინის, ოქროსა და კეთილშობილი აირების სახით.

ჰალოგენების ურთიერთქმედება არალითონებთან

წყალბადის

როდესაც ყველა ჰალოგენი ურთიერთქმედებს წყალბადთან, ისინი წარმოიქმნება წყალბადის ჰალოგენებიზოგადი ფორმულით HHal. ამ შემთხვევაში, ფტორის რეაქცია წყალბადთან სპონტანურად იწყება სიბნელეშიც კი და მიმდინარეობს აფეთქებით განტოლების შესაბამისად:

ქლორის რეაქცია წყალბადთან შეიძლება დაიწყოს ინტენსიური ულტრაიისფერი დასხივებით ან სითბოთი. ასევე მიმდინარეობს აფეთქება:

ბრომი და იოდი წყალბადთან ურთიერთქმედებენ მხოლოდ გაცხელებისას და ამავდროულად, იოდთან რეაქცია შექცევადია:

ფოსფორი

ფტორის ურთიერთქმედება ფოსფორთან იწვევს ფოსფორის დაჟანგვას უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობამდე (+5). ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ფოსფორის პენტაფტორიდი:

ქლორისა და ბრომის ფოსფორთან ურთიერთქმედებისას შესაძლებელია ფოსფორის ჰალოიდების მიღება როგორც ჟანგვის + 3, ასევე დაჟანგვის მდგომარეობაში +5, რაც დამოკიდებულია რეაქციაში მყოფი ნივთიერებების პროპორციებზე:

უფრო მეტიც, თეთრი ფოსფორის შემთხვევაში ფტორის, ქლორის ან თხევადი ბრომის ატმოსფეროში რეაქცია სპონტანურად იწყება.

ფოსფორის იოდთან ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს მხოლოდ ფოსფორის ტრიოდის წარმოქმნა, მისი მნიშვნელოვნად დაბალი ჟანგვის უნარის გამო, ვიდრე სხვა ჰალოგენების:

ნაცრისფერი

ფტორი აჟანგებს გოგირდს უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობამდე +6, წარმოქმნის გოგირდის ჰექსაფტორიდს:

ქლორი და ბრომი რეაგირებს გოგირდთან, ქმნიან გოგირდის შემცველ ნაერთებს ჟანგვის მდგომარეობებში +1 და +2, რაც მისთვის უკიდურესად უჩვეულოა. ეს ურთიერთქმედება ძალიან სპეციფიკურია და ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის ჩასაბარებლად ქიმიაში, ამ ურთიერთქმედებებისთვის განტოლებების დაწერის შესაძლებლობა არ არის საჭირო. აქედან გამომდინარე, შემდეგი სამი განტოლება მოცემულია მითითებისთვის:

ჰალოგენების ურთიერთქმედება მეტალებთან

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ფტორს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ყველა მეტალთან, თუნდაც ისეთ არააქტიურთან, როგორიცაა პლატინა და ოქრო:

დარჩენილი ჰალოგენები რეაგირებს ყველა ლითონთან, გარდა პლატინისა და ოქროსა:

ჰალოგენების რეაქცია რთულ ნივთიერებებთან

ჩანაცვლების რეაქციები ჰალოგენებით

უფრო აქტიური ჰალოგენები, ე.ი. ქიმიურ ელემენტებს, რომელთა პერიოდულ სისტემაში უფრო მაღლა მდებარეობს, შეუძლიათ ნაკლებად აქტიური ჰალოგენების გადაადგილება მათ მიერ წარმოქმნილი ჰიდროჰალიური მჟავებისა და ლითონის ჰალოგენებისგან:

ანალოგიურად, ბრომი და იოდი ანაცვლებს გოგირდს სულფიდების და ან წყალბადის სულფიდის ხსნარებიდან:

ქლორი უფრო ძლიერი ჟანგვის აგენტია და თავის წყალხსნარში წყალბადის სულფიდს იჟანგებს არა გოგირდად, არამედ გოგირდის მჟავამდე:

ჰალოგენების რეაქცია წყალთან

წყალი იწვის ფტორში ლურჯი ალით რეაქციის განტოლების შესაბამისად:

ბრომი და ქლორი განსხვავებულად რეაგირებს წყალთან, ვიდრე ფტორი. თუ ფტორი მოქმედებდა როგორც ჟანგვის აგენტი, მაშინ ქლორი და ბრომი არაპროპორციულია წყალში და ქმნიან მჟავების ნარევს. ამ შემთხვევაში, რეაქციები შექცევადია:

იოდის წყალთან ურთიერთქმედება იმდენად უმნიშვნელოა, რომ შეიძლება მისი უგულებელყოფა და შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ რეაქცია საერთოდ არ ხდება.

ჰალოგენების ურთიერთქმედება ტუტე ხსნარებთან

ფტორი, ტუტე წყალხსნართან ურთიერთობისას, კვლავ მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი:

ამ განტოლების დაწერის უნარი არ არის საჭირო ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის ჩასაბარებლად. საკმარისია ვიცოდეთ ფაქტი ასეთი ურთიერთქმედების შესაძლებლობისა და ამ რეაქციაში ფტორის ჟანგვითი როლის შესახებ.

ფტორისგან განსხვავებით, ტუტე ხსნარებში სხვა ჰალოგენები არაპროპორციულია, ანუ ისინი ერთდროულად ზრდიან და ამცირებენ ჟანგვის მდგომარეობას. უფრო მეტიც, ქლორისა და ბრომის შემთხვევაში, ტემპერატურის მიხედვით, შესაძლებელია ორი სხვადასხვა მიმართულებით დინება. კერძოდ, სიცივეში რეაქციები შემდეგნაირად მიმდინარეობს:

და როცა თბება:

იოდი რეაგირებს ტუტეებთან ექსკლუზიურად მეორე ვარიანტის მიხედვით, ე.ი. იოდატის წარმოქმნით, რადგან ჰიპოიოდიტი არ არის სტაბილური არა მხოლოდ გაცხელებისას, არამედ ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე და სიცივეშიც კი.

1. ჰალოგენების ზოგადი მახასიათებლები . ჰალოგენების ატომური სტრუქტურა და ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში. ატომური რადიუსების, იონიზაციის ენერგიების, ელექტრონების აფინურობისა და ელექტრონეგატიურობის ცვლილებების ბუნება F - At სერიებში. ჰალოგენების ქიმიური ბმების ბუნება ლითონებთან და არალითონებთან. ჰალოგენების უფრო მაღალი ვალენტური მდგომარეობების სტაბილურობა. ფტორის თვისებები.

1. თან. 367-371; 2. თან. 338-347; 3. თან. 415-416 წწ. 4. თან. 270-271; 7. თან. 340-345 წწ.

2. მარტივი ჰალოგენური ნივთიერებების მოლეკულური სტრუქტურა და ფიზიკური თვისებები . ქიმიური ბმების ბუნება ჰალოგენის მოლეკულებში. ჰალოგენების ფიზიკური თვისებები: აგრეგაციის მდგომარეობა, დნობის და დუღილის წერტილები ფტორ-ატატინის სერიაში, წყალში და ორგანულ გამხსნელებში ხსნადობა.

1. თან. 370-372; 2. თან. 340-347; 3. თან. 415-416 წწ. 4. თან. 271-287; 8. თან. 367-370 წწ.

3. ჰალოგენების ქიმიური თვისებები . ჰალოგენების მაღალი ქიმიური აქტივობის მიზეზები და ჯგუფის მიხედვით მისი ცვლილება. კავშირი წყალთან, ტუტე ხსნარებთან, ლითონებთან და არალითონებთან. ტემპერატურის გავლენა ჰალოგენის დისპროპორციული პროდუქტების შემადგენლობაზე ტუტე ხსნარებში. ფტორის ქიმიის თავისებურებები. ბუნებრივი ჰალოგენური ნაერთები. ჰალოგენების წარმოების სამრეწველო და ლაბორატორიული მეთოდების პრინციპები. ჰალოგენების გამოყენება. ჰალოგენების და მათი ნაერთების ფიზიოლოგიური და ფარმაკოლოგიური ზემოქმედება ცოცხალ ორგანიზმებზე. ჰალოგენების ტოქსიკურობა და სიფრთხილის ზომები მათთან მუშაობისას.

1. თან. 372-374, გვ. 387-388; 2. თან. 342-347; 3. თან. 416-419 წწ.; 4. თან. 276-287; 7. გვ.340-345, გვ. 355; 8. თან. 380-382 წწ.

მარტივი ნივთიერებები, ჰალოგენები, წყალბადისგან განსხვავებით, ძალიან აქტიურია. მათ ყველაზე მეტად ახასიათებთ ჟანგვის თვისებები, რომლებიც თანდათან სუსტდება F 2 – At 2 სერიებში. ჰალოგენებიდან ყველაზე აქტიური ფტორია: მის ატმოსფეროში წყალი და ქვიშაც კი სპონტანურად იწვის! ჰალოგენები ენერგიულად რეაგირებენ მეტალებს, არამეტალებს და რთულ ნივთიერებებთან.

4. ჰალოგენების წარმოება და გამოყენება .

1. თან. 371-372; 2. თან. 345-347; 3. თან. 416-419 წწ.; 4. თან. 275-287; 7. გვ.340-345; 8. თან. 380-382 წწ.

ჰალოგენების წარმოების ყველა მეთოდი ეფუძნება ჰალოგენური ანიონების დაჟანგვის რეაქციებს სხვადასხვა ჟანგვის აგენტებთან: 2Gal -1 -2e - = Gal

მრეწველობაში ჰალოგენები მიიღება ჰალოიდების დნობის (F 2 და Cl 2) ან წყალხსნარების (Cl 2) ელექტროლიზით; ნაკლებად აქტიური ჰალოგენების გადაადგილება უფრო აქტიურით შესაბამისი ჰალოგენებისგან (I 2 - ბრომი; I 2 ან Br 2 - ქლორი)

ჰალოგენები ლაბორატორიაში მიიღება წყალბადის ჰალოგენების (HCl, HBr) დაჟანგვით ხსნარებში ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, PbO 2, MnO 2, KClO 3); ჰალოიდების (NaBr, KI) დაჟანგვა მითითებული ჟანგვითი აგენტებით მჟავე გარემოში (H 2 SO 4).

ორობითი ჰალოგენური ნაერთები

1. წყალბადის ნაერთები (წყალბადის ჰალოგენები) . ქიმიური ბმების ბუნება მოლეკულებში. მოლეკულების პოლარობა. ფიზიკური თვისებები, აგრეგაციის მდგომარეობა, წყალში ხსნადობა. დნობისა და დუღილის ტემპერატურის ცვლილებების ბუნება HF – HI სერიაში. წყალბადის ფტორიდის მოლეკულების ასოციაცია. წყალბადის ჰალოიდების თერმული სტაბილურობა. რეაქტიულობა. მჟავა თვისებები, ჰიდროფთორმჟავას თვისებები. აღდგენითი თვისებები. წყალბადის ჰალოიდების წარმოების ზოგადი პრინციპები: სინთეზი მარტივი ნივთიერებებისგან და ჰალოგენებისგან. წყალბადის ქლორიდი და მარილმჟავა. ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. მოპოვების მეთოდები. მარილმჟავას გამოყენება. მარილმჟავას და ქლორიდების როლი ცხოვრების პროცესებში. ჰალიდები.

1. თან. 375-382; 2. თან. 347-353; 3. თან. 419-420 წწ.; 4. თან. 272-275, გვ. 289-292; 7. გვ.354-545; 8. თან. 370-373, გვ. 374-375 წწ.

2 . ჰალოგენების ნაერთები ჟანგბადთან.

1. თან. 377-380; 2. თან. 353-359; 3. თან. 420-423; 4. თან. 292-296; 7. გვ.350-354; 8. თან. 375-376, გვ. 379.

3. ნაერთები სხვა არალითონებთან.

1. თან. 375-381; 2. თან. 342-345; 4. თან. 292-296; 7. გვ.350-355.

4 . კავშირი ლითონებთან .

2. თან. 342; 4. თან. 292-296; 7. გვ.350-355.

მრავალელემენტიანი ჰალოგენური ნაერთები

1. ჟანგბადის შემცველი ქლორის მჟავები და მათი მარილები. ჰიპოქლორის, ქლორის, პერქლორის და პერქლორის მჟავები. მჟავა თვისებების, სტაბილურობისა და ჟანგვის თვისებების ცვლილებები HClO – HClO სერიებში 4 . ამ მჟავების მიღების პრინციპები. ჰიპოქლორიტები, ქლორიტები, ქლორატები და პექლორატები. თერმული სტაბილურობა და ჟანგვითი თვისებები. მარილების მიღების ზოგადი პრინციპები. მარილების გამოყენება. მათეთრებელი ფხვნილი. ბერტოლეტის მარილი. ამონიუმის პერქლორატი.

1. თან. 382-387; 2. თან. 353-359; 3. თან. 423; 4. თან. 292-296; 7. გვ.350-354; 8. თან. 375-378 წწ.

2 . ბრომისა და იოდის ჟანგბადის შემცველი მჟავები და მათი მარილები .

1. თან. 382-387; 2. თან. 353-359; 3. თან. 423; 4. თან. 292-296; 7. გვ.350-354; 8. თან. 379-380 წწ.

3 . ჰალოგენების და მათი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთების გამოყენება

1. თან. 387-388; 2. თან. 345-347; 3. თან. 419-423; 4. თან. 272-296; 8. თან. 380-382 წწ.

4 . ჰალოგენური ნაერთების ბიოლოგიური როლი

1. თან. 387-388; 2. თან. 340-347; 3. თან. 419-423; 4. თან. 272-296; 8. თან. 380-382 წწ.

ურთიერთობაქლორის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთები:

ჰალოგენების ქვეჯგუფი შედგება ელემენტებისაგან: ფტორი, ქლორი, ბრომი და იოდი.

ჰალოგენების გარე ვალენტური ფენის ელექტრონული კონფიგურაციები არის ფტორი, ქლორი, ბრომი და იოდი, შესაბამისად). ასეთი ელექტრონული კონფიგურაციები განსაზღვრავს ჰალოგენების ტიპურ ჟანგვის თვისებებს - ყველა ჰალოგენს აქვს ელექტრონების მიღების უნარი, თუმცა იოდზე გადასვლისას ჰალოგენების ჟანგვის უნარი სუსტდება.

ჩვეულებრივ პირობებში ჰალოგენები არსებობს მარტივი ნივთიერებების სახით, რომლებიც შედგება კოვალენტური ბმების მქონე ტიპის დიატომური მოლეკულებისგან. ჰალოგენების ფიზიკური თვისებები მნიშვნელოვნად განსხვავდება: მაგალითად, ნორმალურ პირობებში, ფტორი არის გაზი, რომელიც ძნელად თხევადი ხდება, ქლორი ასევე არის აირი, მაგრამ ადვილად თხევადი, ბრომი არის თხევადი, იოდი არის მყარი.

ჰალოგენების ქიმიური თვისებები.

ყველა სხვა ჰალოგენისგან განსხვავებით, ფტორი ყველა ნაერთში ავლენს მხოლოდ ერთ ჟანგვის მდგომარეობას, 1- და არ ავლენს ცვლადი ვალენტობას. სხვა ჰალოგენებისთვის, ყველაზე დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობა ასევე არის 1-, თუმცა, გარე დონეზე თავისუფალი ორბიტალების არსებობის გამო, მათ ასევე შეუძლიათ აჩვენონ სხვა უცნაური ჟანგვის მდგომარეობა ვალენტური ელექტრონების ნაწილობრივი ან სრული დაწყვილების გამო.

ფტორს აქვს უდიდესი აქტივობა. ლითონების უმეტესობა, თუნდაც ოთახის ტემპერატურაზე, ანთებს მის ატმოსფეროში, გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს, მაგალითად:

გაცხელების გარეშე, ფტორი ასევე რეაგირებს ბევრ არამეტალთან (წყალბადი - იხ. ზემოთ), ხოლო ასევე გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს:

როდესაც გაცხელდება, ფტორი აჟანგებს ყველა სხვა ჰალოგენს შემდეგი სქემის მიხედვით:

სადაც , და ნაერთებში ქლორის, ბრომისა და იოდის ჟანგვის მდგომარეობა თანაბარია.

საბოლოოდ, დასხივებისას, ფტორი რეაგირებს ინერტულ აირებთანაც კი:

ფტორის ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან ასევე ძალიან ენერგიულად ხდება. ასე რომ, ის ჟანგავს წყალს და რეაქცია ფეთქებადია:

თავისუფალი ქლორი ასევე ძალიან რეაქტიულია, თუმცა მისი აქტივობა ფტორიზე ნაკლებია. ის უშუალოდ რეაგირებს ყველა მარტივ ნივთიერებასთან, გარდა ჟანგბადის, აზოტისა და კეთილშობილი გაზებისა, მაგალითად:

ამ რეაქციებისთვის, ისევე როგორც ყველა დანარჩენისთვის, ძალიან მნიშვნელოვანია მათი წარმოშობის პირობები. ამრიგად, ოთახის ტემპერატურაზე ქლორი არ რეაგირებს წყალბადთან; როდესაც თბება, ეს რეაქცია ხდება, მაგრამ აღმოჩნდება უაღრესად შექცევადი და ძლიერი დასხივებით იგი შეუქცევად მიმდინარეობს (აფეთქებით) ჯაჭვის მექანიზმით.

ქლორი რეაგირებს ბევრ რთულ ნივთიერებასთან, მაგალითად, ჩანაცვლება და დამატება ნახშირწყალბადებით:

ქლორს შეუძლია გაცხელებისას ბრომი ან იოდი მათი ნაერთებიდან წყალბადით ან ლითონებით გადაანაწილეთ:

და ასევე შექცევადად რეაგირებს წყალთან:

ქლორი, იხსნება წყალში და ნაწილობრივ რეაგირებს მასთან, როგორც ზემოთ ნაჩვენებია, ქმნის ნივთიერებების წონასწორულ ნარევს, რომელსაც ქლორის წყალი ეწოდება.

გაითვალისწინეთ ისიც, რომ ბოლო განტოლების მარცხენა მხარეს ქლორს აქვს დაჟანგვის მდგომარეობა 0. რეაქციის შედეგად, ზოგიერთი ქლორის ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა გახდა 1- (in), სხვებისთვის (ჰიპოქლორმჟავაში). ეს რეაქცია არის თვით-ჟანგვის-თვითაღდგენის რეაქციის, ან დისპროპორციულობის მაგალითი.

გავიხსენოთ, რომ ქლორს შეუძლია (არაპროპორციული) რეაქცია ტუტეებთან ანალოგიურად (იხ. განყოფილება „ფუძეები“ § 8).

ბრომის ქიმიური აქტივობა ფტორზე და ქლორზე ნაკლებია, მაგრამ მაინც საკმაოდ მაღალია იმის გამო, რომ ბრომი ჩვეულებრივ გამოიყენება თხევად მდგომარეობაში და, შესაბამისად, მისი საწყისი კონცენტრაციები, სხვა თანაბარი მდგომარეობით, უფრო მეტია, ვიდრე ქლორის. როგორც "რბილი" რეაგენტი, ბრომი ფართოდ გამოიყენება ორგანულ ქიმიაში.

გაითვალისწინეთ, რომ ბრომი, ისევე როგორც ქლორი, იხსნება წყალში და ნაწილობრივ რეაგირებს მასთან, წარმოქმნის ეგრეთ წოდებულ „ბრომიან წყალს“, ხოლო იოდი პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში და არ შეუძლია მისი დაჟანგვა გაცხელების დროსაც კი; ამ მიზეზით არ არსებობს "იოდის წყალი".

ჰალოგენების წარმოება.

ფტორისა და ქლორის წარმოების ყველაზე გავრცელებული ტექნოლოგიური მეთოდია გამდნარი მარილების ელექტროლიზი (იხ. § 7). ბრომი და იოდი ინდუსტრიაში ჩვეულებრივ მიიღება ქიმიურად.

ლაბორატორიაში ქლორი იწარმოება მარილმჟავაზე სხვადასხვა ჟანგვის აგენტების მოქმედებით, მაგალითად:

ოქსიდაცია კიდევ უფრო ეფექტურად ხორციელდება კალიუმის პერმანგანატით - იხილეთ ნაწილი "მჟავები" § 8.

წყალბადის ჰალოგენები და ჰიდროჰალიუმის მჟავები.

ყველა წყალბადის ჰალოიდი არის აირისებრი ნორმალურ პირობებში. მათ მოლეკულებში განხორციელებული ქიმიური ბმა არის პოლარული კოვალენტური და ბმის პოლარობა მცირდება სერიაში. ბონდის სიმტკიცე ასევე მცირდება ამ სერიაში. მათი პოლარობის გამო, ყველა წყალბადის ჰალოგენი, ჰალოგენებისგან განსხვავებით, წყალში ძალიან ხსნადია. ასე რომ, ოთახის ტემპერატურაზე 1 მოცულობის წყალში შეგიძლიათ დაითხოვოთ დაახლოებით 400 ტომი და დაახლოებით 400 ტომი.

როდესაც წყალბადის ჰალოგენები იხსნება წყალში, ისინი იშლება იონებად და წარმოიქმნება შესაბამისი ჰიდროჰალიდური მჟავების ხსნარები. უფრო მეტიც, დაშლისას, HCI თითქმის მთლიანად იშლება, ამიტომ მიღებული მჟავები ძლიერად ითვლება. ამის საპირისპიროდ, ჰიდროფლუორმჟავა სუსტია. ეს აიხსნება HF მოლეკულების ასოცირებით მათ შორის წყალბადის ბმების წარმოქმნით. ამრიგად, მჟავების სიძლიერე მცირდება HI-დან HF-მდე.

ვინაიდან ჰიდროჰალიუმის მჟავების უარყოფით იონებს შეუძლიათ გამოავლინონ მხოლოდ შემცირების თვისებები, ამ მჟავების ლითონებთან ურთიერთქმედებისას ამ უკანასკნელის დაჟანგვა შეიძლება მოხდეს მხოლოდ იონების გამო, ამიტომ მჟავები რეაგირებენ მხოლოდ წყალბადის მარცხნივ ძაბვის სერიაში მყოფ მეტალებთან.

ყველა ლითონის ჰალოიდი, გარდა Ag და Pb მარილებისა, წყალში ძალიან ხსნადია. ვერცხლის ჰალოიდების დაბალი ხსნადობა საშუალებას იძლევა გამოიყენოს გაცვლითი რეაქცია მსგავსი

როგორც ხარისხობრივი შესაბამისი იონების გამოსავლენად. რეაქციის შედეგად AgCl ილექება თეთრი ნალექის სახით, AgBr - მოყვითალო-თეთრი, Agl - კაშკაშა ყვითელი.

სხვა ჰიდროჰალიუმის მჟავებისგან განსხვავებით, ჰიდროფლუორმჟავა რეაგირებს სილიციუმის (IV) ოქსიდთან:

ვინაიდან სილიციუმის ოქსიდი შუშის ნაწილია, ჰიდროფთორმჟავა კოროზირებს შუშას და, შესაბამისად, ლაბორატორიებში ის ინახება პოლიეთილენის ან ტეფლონის კონტეინერებში.

ყველა ჰალოგენს, გარდა ფტორისა, შეუძლია შექმნას ნაერთები, რომლებშიც მათ აქვთ დადებითი ჟანგვის მდგომარეობა. ამ ნაერთებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია ჰალოგენური ტიპის ჟანგბადის შემცველი მჟავები და მათი შესაბამისი მარილები და ანჰიდრიდები.

ჰალოგენები– VII ჯგუფის ელემენტები – ფტორი, ქლორი, ბრომი, იოდი, ასტატინი (რადიოაქტიურობის გამო ასტატინი ნაკლებად არის შესწავლილი). ჰალოგენები განსხვავებული არამეტალებია. მხოლოდ იოდს იშვიათ შემთხვევებში ავლენს ლითონების მსგავსი თვისებები.

აუგზნებულ მდგომარეობაში ჰალოგენის ატომებს აქვთ საერთო ელექტრონული კონფიგურაცია: ns2np5. ეს ნიშნავს, რომ ჰალოგენებს აქვთ 7 ვალენტური ელექტრონი, გარდა ფტორისა.

ჰალოგენების ფიზიკური თვისებები: F2 – უფერო, ძნელად თხევადი გაზი; Cl2 არის მოყვითალო-მომწვანო, ადვილად თხევადი გაზი მძაფრი მახრჩობელი სუნით; Br2 – წითელ-ყავისფერი სითხე; I2 არის იისფერი კრისტალური ნივთიერება.

წყალბადის ჰალოიდების წყალხსნარები წარმოქმნიან მჟავებს. HF – წყალბადის ფტორი (ფტორი); HCl – მარილწყალი (მარილი); НBr — წყალბადის ბრომიდი; HI - წყალბადის იოდიდი. მჟავების სიძლიერე მცირდება ზემოდან ქვემოდან. ჰალოგენირებული მჟავების სერიაში ყველაზე სუსტია ჰიდროფთორმჟავა, ხოლო ყველაზე ძლიერი ჰიდროიოდმჟავა. ეს აიხსნება იმით, რომ Hg-ის შებოჭვის ენერგია მცირდება ზემოდან. NG მოლეკულის სიძლიერე მცირდება იმავე მიმართულებით, რაც დაკავშირებულია ბირთვთაშორისი მანძილის ზრდასთან. ასევე მცირდება წყალში ოდნავ ხსნადი მარილების ხსნადობა:

მარცხნიდან მარჯვნივ, ჰალოიდების ხსნადობა მცირდება. AgF წყალში ძალიან ხსნადია. თავისუფალ მდგომარეობაში მყოფი ყველა ჰალოგენი არის ჟანგვის აგენტი. მათი, როგორც ჟანგვის აგენტების ძალა მცირდება ფტორიდან იოდამდე. კრისტალურ, თხევად და აირისებრ მდგომარეობებში ყველა ჰალოგენი არსებობს ცალკეული მოლეკულების სახით. ატომური რადიუსი იზრდება იმავე მიმართულებით, რაც იწვევს დნობისა და დუღილის წერტილების ზრდას. ფტორი იოდზე უკეთ იშლება ატომებად. ჰალოგენის ქვეჯგუფში გადაადგილებისას ელექტროდის პოტენციალი მცირდება. ფტორს აქვს ელექტროდის ყველაზე მაღალი პოტენციალი. ფტორი ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია. ნებისმიერი უფრო მაღალი თავისუფალი ჰალოგენი ჩაანაცვლებს ქვედა ჰალოგენს, რომელიც იმყოფება ხსნარში უარყოფითად დატვირთული იონის მდგომარეობაში.

20. ქლორი. წყალბადის ქლორიდი და მარილმჟავა

ქლორი (Cl) -დგას მე-3 პერიოდში, პერიოდული სისტემის მთავარი ქვეჯგუფის VII ჯგუფში, სერიული ნომერი 17, ატომური მასა 35,453; ეხება ჰალოგენებს.

ფიზიკური თვისებები:ყვითელ-მწვანე გაზი მძაფრი სუნით. სიმკვრივე 3,214 გ/ლ; დნობის წერტილი -101 °C; დუღილის წერტილი -33,97 °C, ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ადვილად თხევდება 0,6 მპა წნევის ქვეშ. წყალში გახსნისას წარმოქმნის მოყვითალო ქლორის წყალს. ის ძალიან ხსნადია ორგანულ გამხსნელებში, განსაკუთრებით ჰექსანში (C6H14) და ნახშირბადის ტეტრაქლორიდში.

ქლორის ქიმიური თვისებები:ელექტრონული კონფიგურაცია: 1s22s22p63s22p5. გარე დონეზე არის 7 ელექტრონი. დონის დასასრულებლად გჭირდებათ 1 ელექტრონი, რომელსაც ქლორი იღებს და ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას -1. ასევე არსებობს ქლორის დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობები + 7-მდე. ცნობილია ქლორის შემდეგი ოქსიდები: Cl2O, ClO2, Cl2O6 და Cl2O7. ისინი ყველა არასტაბილურია. ქლორი არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი. ის უშუალოდ რეაგირებს ლითონებთან და არალითონებთან:

რეაგირებს წყალბადთან. ნორმალურ პირობებში რეაქცია მიმდინარეობს ნელა, ძლიერი გათბობით ან განათებით - აფეთქებით, ჯაჭვის მექანიზმის მიხედვით:

ქლორი ურთიერთქმედებს ტუტე ხსნარებთან, წარმოქმნის მარილებს - ჰიპოქლორიტებს და ქლორიდებს:

როდესაც ქლორი გადადის ტუტე ხსნარში, იქმნება ქლორიდის და ჰიპოქლორიტის ხსნარების ნარევი:

ქლორი არის შემამცირებელი საშუალება: Cl2 + 3F2 = 2ClF3.

წყალთან ურთიერთქმედება:

ქლორი პირდაპირ არ რეაგირებს ნახშირბადთან, აზოტთან და ჟანგბადთან.

ქვითარი: 2NaCl + F2 = 2NaF + Cl2.

ელექტროლიზი: 2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH.

ბუნებაში აღმოჩენა:შეიცავს შემდეგ მინერალებს: ჰალიტი (კლდის მარილი), სილვიტი, ბიშოფიტი; ზღვის წყალი შეიცავს ნატრიუმის, კალიუმის, მაგნიუმის და სხვა ელემენტების ქლორიდებს.

წყალბადის ქლორიდი HCl. ფიზიკური თვისებები:უფერო გაზი, ჰაერზე მძიმე, წყალში ძლიერ ხსნადი მარილმჟავას წარმოქმნით.

ქვითარი:ლაბორატორიაში:

მრეწველობაში: წყალბადი იწვება ქლორის ნაკადში. შემდეგ წყალბადის ქლორიდი იხსნება წყალში მარილმჟავას წარმოქმნით (იხ. ზემოთ).

ქიმიური თვისებები: მარილმჟავა ძლიერია, ერთფუძიანი, ურთიერთქმედებს ლითონებთან ძაბვის სერიაში წყალბადამდე: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.

როგორც შემცირების აგენტი, ის რეაგირებს მრავალი ლითონის ოქსიდებთან და ჰიდროქსიდებთან.