До головної підгрупи VII групи періодичної системи елементів Д. І.
Менделєєва входять:
Фтор F
Хлор Cl
Бром Br
Йод J та Астат At. Загальна назва цієї групи елементів – галогени, що в
перекладі означає “солеродні”.
Атоми галогенів мають на останньому енергетичному рівні сім електронів:
ns2np5. Розподіл електронів останнього енергетичного рівня за орбіталями
такий:
?? ?? ?? ?
3
В атомі Хлору можливі три збуджені стани:
І ?? ?? ? ? ?
У збуджених станах атом Хлору може утворювати 3,5 або 7 спільних
електронних пар з іншими атомами. Таке число зв’язків характерне для
сполук Хлору з киснем.
Збуджені стани можливі і для атомів Брому, Йоду, Астату. Для атома Фтору
досягнення збудженого стану неможливе: електрони зовнішнього шару атома
F перебувають на другому енергетичному рівні, на якому не має вільних
орбіталей:
9F s
р
?? ?? ?? ?
Всі галогени відносяться до р-елемнтів. З підвищенням порядкового
номера у ряді F – At збільшуються радіуси атомів, зменшується
електронегативність, слабшають неметалічні властивості й окислювальна
здатність елементів. Найбільш виражені неметалічні властивості у Фтору
(ст. о.-1), найменш – у Йоду.
У вільному стані галогени утворюють прості речовини, що складаються з
двохатомних молекул: F2, Cl2, Br2, J2 зв’язки між атомами – ковалентні
неполярні . Кристалічна решітка галогенів молекулярного типу.
Поширення в природі.
З галогенів у земній корі найпоширеніші хлор і фтор. Масові части у
земній корі становлять, %:
Cl – 0,045; F – 0,027; Br – 1,6х10-4, J – 3×10-5.
Астат трапляється у дуже незначних кількостях у продуктах розпаду
природних радіоактивних речовин.
Галогени у природі поширені виключно у зв’язаному стані – в основному у
вигляді солей:
CaF2 – плавиковий шпат;
Na3 [AlF6] – кріоліт;
Ca5 (PO4)3F – фторапатит;
NaCl – кам’яна сіль;
KCl – сильвін; КСl·MgCl2·6H2O – карналіт.
Основними природними джерелами Br i J є морська вода, бурова вода, вода
озер. Йод міститься у водоростях. Трапляється у вигляді солей –
KJO3 i KJO4 , які є супутніми покладів NaNО3 (селітри в Чілі і
Болівії).
Фізичні властивості.
Фтор – газ світло-зеленого кольору і дуже отруйний (? = 1,11 г/см3).
Фтор не може бути розчинений у воді через те, що він взаємодіє з нею.
Хлор – газ жовто-зеленого кольору з різким, неприємним запахом. Хлор
тяжчий за повітря, розчинний у воді (в 1 V води 2 V хлору), утворює
хлорну воду Cl2аg. (? = 1,568 г/см3).
Бром – рідина червоно-бурого забарвлення з неприємним запахом, у воді
розчиняється погано, утворюючи бромну воду Br2 аg. Розчиняється в
органічних розчинниках – бензолі, хлороформі. Якщо до бромної води
додати бензолу і добре збовтати, то після розшарування рідин можна
помітити, як бензол з Br2 забарвлюється в яскраво-оранжевий колір. Це
пояснюється тим, що бром краще розчиняється у бензолі, ніж у воді. Бром
тяжчий від води (? = 3,12 г/см3).
&
*
~
?
†
?
?
’
”
–
?
?
?
?
?
¶
?
1/4
3/4
A
A
Ae
AE
E
E
I
I
O
U
Ue
ae
e
e
i
i
?
o
o
oe
o
u
uoeuuoeuoeuoeuoeuoeuoeooeouoeaOeoeOeoe?uAuoeuoeuoeuoeuoeu»uoeuoeuoeuoeuo
euoeuA»uoeuoeuoeuoeuoeu
OeE P @ 0
–
”
$
$
&
OeE P @ 0
??????&
*
~
‚
†
?
’
–
?
?
c
¤
¦
?
°
¶
1/4
A
Ae
E
I
?
O
O
Oe
Oe
O
TH
ae
e
i
o
oe
u
th
J
Ff/ u
ue
th
J
?????
U-O?oc*EEE?????EEccc?EEE
?????Йод – кристалічна речовина, темно-сірого кольору, у парах –
фіолетового. При нагріванні він з твердого стану зразу переходить в
рідкий стан (сублімація). Йод погано розчиняється у воді (світло-жовта
йодна вода), але добре розчиняється у спирту. Це використовують для
приготування 5–10% розчину йоду в спирту (йодна настойка). Йод дуже
добре розчиняється в розчині власних солей, наприклад в розчині калію
йодиу. Цей розчин називається розчином Люголя, застосовується в медичній
практиці.
Якщо до J2 аg. додати трохи бензолу і добре збовтати, то на поверхні
утворюється кільце малинового кольору. Цим користуються для вилучення
брому і йоду з водних розчинів.
Фізіологічна дія галогенів.
Всі галогени дуже отруйні. Вдихання їхньої пари викликає подразнення
органів дихання, а у великих кількостях вони викликають задуху.
Особливо отруйним є фтор: при вдиханні невеликих кількостях він викликає
набряк легень, у великих – руйнування легеневої тканини і смерть.
Хлор є менш отруйний, ніж фтор. Хронічне отруєння хлором викликає зміну
кольору обличчя, легеневі і бронхіальні захворювання. Як протиотруту
застосовують пари спирту з ефіром, а також водяні пари з нашатирним
спиртом.
Рідкий бром при попаданні на шкіру викликає сильні опіки. При попаданні
на шкіру бром необхідно змити органічним розчином (бензолом, CCl4),
протираючи ватою, змоченою цим розчином.
Йод найменш отруйний з усіх галогенів. При попаданні на шкіру
кристалічний йод залишає жовті плями. Всі роботи з галогенами слід
проводити під витяжкою.
Поряд з тим галогени є життєво важливими елементами для організму
людини. Хлор у вигляді NaCl людина вживає з їжею, він входить до складу
хлорофілу. Нестача сполук фтору у питтєвій воді викликає руйнування
зубів. Йод бере участь в регулюванні обміну речовин. Нестача йоду
викликає захворювання щитовидної залози (зоб).
Добування галогенів.
Фтор добувають, пропускаючи електричний струм крізь розплавленні фториди
(внаслідок його великої електронегативності), наприклад CaF2, KHF2.
Електроліз проводять в нікелевій посудині, яка є катодом, а анодом є
вугілля.
Хлор добувають в промисловості електролізом водних розчинів NaCl i KCl.
2NaCl+2H2O електроліз 2NaOH+Cl2?+H2?
У лабораторних умовах хлор можна добути, діючи концентрованою хлоридною
кислотою на MnO2 або KМnO4.
4HCl+MnO2?MnCl2+Cl2?+8H2O
Бром і йод можна добути аналогічно хлору окисленням HBr i HJ різними
окислювачами.
У промисловості бром і йод одержують із бромідів, діючи на їхні розчини
хлором.
2KBr+Cl2?2KCl+Br2
2KJ+CL2?2KCl+J2
бром добувають в основному з підземних бурових вод, а також з “ропи”
(насиченого розчину) деяких солених озер. Основним джерелом добування
йоду є підземні бурові води.
17Cl
3
+3
+5
+7
2
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
