Бейорганикалық химия: Галогендер

Химия

Тақырыптың тесті
Конспект

Галоген – «тұзтудырушы». Тотығу дәрежесі : -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 сәйкес қосылыстары болады. Электрон қосылғыштық F…At ( фтордан астатқа дейін) азаяды, радиус артады, иондану энергиясы азаяды, металл еместік қасиеті кемиді, тотықтырғыш қасиеттері азаяды.

Жер қыртысында кездесу: көбінесе галогенид ретінде кездеседі (%массалық үлесі):

F - 6,5.10-2;

Cl - 4,5.10-2;

Br - 3.10-5;

J - 1.10-4.

Флизорит – CaF2 , криолит – AlF3×3NaF , фтороапатит 3Ca3(PO4)2×CaF2 ; NaCl –теңіз, мухит суларында, KCl ×MgCl2×6H2O - карналит, KCl- сильвит.

Теңіз суында KBr, NaBr, MgBr2, KJ, J2 ;

Алу, қасиеттері, қолданылуы

F, Cl – электролиз арқылы ; KF×2HF (балқыма(бифторид)) →F2 ;

NaCl (конц.ерітіндісі) →Cl2 ; Теңіз суынан NaJ (NaBr) + Cl2 → J2(Br2) + NaCl

Лаб.:

2NaBr + 2H2SO4+MnO2=Na2SO4+MnSO4+2H2O+Br2 ;

10 HCl+2KMnO4→2MnCl2+5Cl2+2KCl

5| 2Cl- - 2e- →Cl2

2| Mn7+ +5e- →Mn2+

At: 1940 ж20983 Bi + 42He →21185At + 210n

«Астат» - «тұрақсыз».

Физикалық қасиеттері

F2, Cl2 -газдар , Br2- сұйық, J2-қатты.

Г-Г=151 кДж/моль

Е Cl-Cl = 238 кДж/моль;

Бірақ басқа элементтермен қосылыстарында фтор берігірек (H, Cl, Si және басқа ), себебі фтор өлшемі кіші және ЭТ (электртерістігі) үлкен. F2 қыздырғанда инертті газдармен де әрекеттеседі:

Хе +3F2→XeF6 ;

F2 металдармен әрекеттеседі:

F2 + Au, Pt →AuF3, PtF4 ;

Fe, Cu, Ni, Al, Zn + F2 →жай температурада әрекеттеспейді, себебі бетінде фторид қабаты пайда болады.

F2 + O2, N2, C → F2O ( NF3 , CF4);

F2 +H2→ 2HF қопарылыспен

Фтор атмосферасында мынандай тұрақты қосылыстар , SiO2, H2O жанады:

SiO2 + 2 F2 ® SiF4 + O2

2H2 O + 2 F2 ® 4 HF + O2 ;

Cl2+O2, N2, C → CI2 O ( CI3N, CCI4)

Cl2+H2 →hυ түзбекті реакция.

Г – Н арасындағы байланыс энергиясы үлкен болғандықтан көптеген сутекті қосылыстардан сутегін алады. NH3, B2H6, SiH4 т.б. C10H16 - скипидар хлормен әрекеттескенде жанады:

C10H16 + 8Cl2→16HCl + 10C ;

SiO2 берік қосылыс, бірақ F2 әрекеттеседі

SiO2 + 2F2→SiF4+O2 ;

F2→J2 тотықтырғыш қасиеті кемиді; F- →J- тотықсыздандырғыш қасиеті артады.

2KBr +Cl2 →2KCl+Br2 активті жоғары НГ, МеГ қосылыстарынан ығыстырады, ал керісінше активтігі төмеңірек галоген активтігі жоғарырақ галогенді оттекті қосылысынан ығыстырады:

Br2+2KClO3→2KBrO3+Cl2 ;

J2+2HClO4=4HJO4+Cl2 ;

F2 сумен әрекеттескенде, оны ыдыратады.

2F2+2H2O=4HF+O2 ↑, сонымен бірге O3, OF2, H2O2 түзіледі .

Cl2, Br2, J2 суда аз ериді (полярлы болғандықтан) аздап реакцияға түседі .

Cl2, (Br2, J2) +H2O ↔НГО+HГ (1)

HClO- (хлорноватистая -хлорлылау) күшті тотықтырғыш,

(1)- реакцияны Н.А. Яковкин 1899 ж. ашқан.

HClO→HCl+O, хлордың ағартушылық қасиетін түсіндіреді. J2 судан гөрі KJ ерітіндісінде жақсы ериді J2+KJ→K[J3] комплексі түзіледі.

Br2, J2 органикалық еріткіштерде ( CS2, этанол, хлороформ, бензол т.б.) ериді. F2 олармен әрекеттеседі.(Н.А.Зубович). ( Жараны емдеуге сулы – спиртті 5% және спиртті 10% J2 ерітіндісі қолданылады ).

Қосылыстары, алу, қасиеттері, қолданылуы

H22→2НГ

CaF2+ H2SO4конц. →CaSO4+H2F2

2NaCl +H2SO4конц.→ Na2 SO4 + 2 НСІ ;

НF→ HJ тотықсыздандырғыштық қасиеті артады, қышқылдық қасиеті де артады.

HJ +O2 →2H2O+2J2 тотықсыздандырады.

HBr+O2→2H2O+2Br2 өте ақырын жүреді.

HCl+O2→ жүрмейді.

Ас қорытуға асқазандағы HCl -асқазан сөлі, рН~1-3. ~0,3 % НСІ болады. (HF)n Бөлме t0 (HF)2 ; t0 төмен болған сайын “n” мәні көбірек. HBr, HJ бұл реакциялар арқылы алынбайды, себебі олар күшті тотықсыздандырғыштар, соңдықтан Br2, J2- ге айналды. Оларды (HBr,HJ) РГ 3гидролизі арқылы алынады:

РГ 3 + 3H2O=H3PO3+3HГ

HJ-ты мына реакция арқылы да алады:

J2 + H2S=2HJ+S↓

Судағы ерітінділері HГ қышқылдар;

HF, F2 сияқты шынымен (кварцпен) әрекеттеседі

4HF+SiO2→2H2O+SiF4↑;

SiF4 + 2HF =H2[SiF6] – кремний фторсутек қышқылы.

HF – қышқылының шынымен әрекеттесу қасиетін шыны бетіне сурет салуға қосады. HF – (плавиковая) балқытқыш қышқылы ~38%- ті болады. HF↔H++F- ;

КД =7.10-4 , тұздары фторидтер - улы. HCl-тұз қышқылы ~37%, ρ=1,19 г/мл ; HBr, HJ –күшті қышқылдар, тұздары да суда жақсы ериді, тек BiJ3, AgГ,PbГ2 суда ерімейді.

Оттекті қосылыстар

Г2 + O2→ тек F2+O2→ F2-O2+ -газ, улы .

2F2+2Na-2OH→2NaF-+O+2F2-+H2O

2|F2+2e-→2F-

O2- -4e-→O2+

F2O – ға сәйкес қышқылы жоқ. F2O- күшті тотықтырғыш :

1) 2H2+O+2F-2=2H+F-+H2+O-2

2|H2-2e-→2H+

O2+ +4e-→O2-

Si+4O2-2 + O+2F2- →Si+4F-4 +O20

2O 2+ +4e-→O2

2O 2- - 4e-→O2

Cl2O – газ, улы. 2Cl20 +2 Hg+2O-2=Hg+22O-2Cl2-+Cl2+O-2

Cl2 +2e-→2Cl-

Cl2 -2e-→2Cl+

Cl2+O + H2O=2HCl+O -(хлорноватистая) хлорлылау қышқылы;

Cl 4+O2 - қоңыр, иісті, улы газ.

2NaCl+5O3 (хлорат)+ S+4O2 + H2SO4 = 2Cl+4O2+2NaHS+6O4

2| Cl 5+ + 1e- →Cl4+

S4+-2e-→S6+

Cl 4+O2 + H2O↔HCl+3O2+HCl+5O3 HClO2 – хлорлы қышқылы

ClO2 +NaOH=NaClO2(хлорит)+NaClO3 (хлорат) HClO3 – хлорлау қышқылы

Cl+4+1e-→Cl3+

Cl+4+1e-→Cl5+ диспропорциялану реакциясы

Cl6+O3 2Cl+4O2 + O20 = 2Cl+6O3

2| Cl 4+-2e-→Cl6+

O2+4e-→2O2-

ClO3 - қоныр, сұйық зат.2Cl+6O3 + H2O→HCl+5O3 + HCl+7O4

Cl6+ + 1e- →Cl5+

Cl6+ -1e- →Cl7+

HClO4 – хлор қышқылы, оксиді Сl27+O7 – май тәріздес сұйық зат

2 HClO4 + P2O5→2HPO3+Cl2O7 ;

Cl2O7 +H2O→2 HClO4 хлор қышқылы

Бром мен иод тұрақсыз Br2O, BrO2, BrO3, Br2O7 , JO2, J2O5 оксидтері бар, бірақ аз зерттелген, себебі олар тұрақсыз. Бұл оксидтерге сәйкес қышқылдар мен тұздар бар. НОСl – хлорлылау, НОBr – бромлылау, НОJ –иодтылау қышқылдары.

Г2+H2O↔HOГ+HГ (Яковкин Н.А. реакциясы).

Г2+2KOH↔KOГ+KГ+ H2O; HOГ – әлсіз қышқылдар. HOCl→HOBr→HOJ қышқыл күші, тұрақтылығы азаяды.

HOCl+ hυ HCl +O Тұздары гипохлорит, гипобромит, гипойодит деп аталады. Қышқылдары да, тұздары да тотықтырғыш,

HOCl→ HOJ, KOCl→KOJ тотықтырғыш қасиеттері төмендейді.

l2 +2NaOH →NaOCl + NaCl + Н2O – жавель суы,

Cl2 + Сa(OH)2→CaОСІ2СІ2+H2O ағартқыш ,хлор ізбесі - CaOCl2 .Дезинфекцияға, матаны ағарту үшін қолданады. Хлор ізбесінің сапасы « актив хлордың» проценттік мөлшерімен анықталады («актив хлор» дейтініміз ізбестің хлор эквивалентіне шағылған тотықтырғыштық қабілеті). Cl+4O2 сәйкес қышқыл, тұз жоқ. HCl+3O2, хлорлы қышқыл, тұзы хлорит. 2ClO2+ 2NaOH = NaCl+5O3 + NaCl+3O2 +H2O 4HClO2 = HCl + HClO3 + 2ClO2 +H2O; HCl 5+O3 хлорлау, HBrO3 бромдау, HJO3 – иодтау қышқылы. Тұздары хлораттар, броматтар, иодаттар. HCl 5+O3 - HBrO3 - HJO3 тұрақтылығы артады, күші қышқыл ретінде кемиді. Г2O5 - оксидтері белгісіз;

Br2+5Cl2+6H2O↔2HBrO3+10HCl

3J2+10HNO3конц. ↔ 6HJO3+10NO+2H2O

Конспект сұрақтар
  1. Берілген айналуларда: құрамында галоген бар Х және У заттардың молярлық массаларының (г/моль) қосындысы тең:
  2. Берілген тотығу – тотықсыздану реакцияда заттар формулалар алдындағы коэффициенттер қосындысы тең:
  3. Мынадай нұсқаны орындау үшін реактивтерді қай ретпен және қандай жағдайларда қосу қажет:
  4. Хлорсутекті кептіру үшін қай затты пайдаланбайды:
  5. Қандай қосылыс галогенид иондарына (Cl–, Br–, I–) реактив болады:
  6. Тұз қышқылы берілген оксидтердің қайсыларымен әрекеттеседі:
  7. Тұз қышқылы қандай заттармен әрекеттескенде сутегі бөлінеді:
  8. Галогенсутектер түзіледі егер концентрлі күкірт қышқылы мынадай тұздармен әрекеттесе:
  9. Формуласы Cl2O7 оксидіне сәйкес келетін қышқылда оттектің молярлық үлесі тең:
  10. Қай қышқылды шыны ыдыста сақтауға болатынын көрсетіңіз.
  11. Хлормен әрекеттесетін заттар тобы:
  12. Берілген заттардың қайсысымен хлор тікелей әрекеттеспейді:
  13. Хлорды өндірісте алу әдісі:
  14. Берілген заттардың қайсысы: NaOH, NaCl, KMnO4, K2Cr2O7, MnO2, KClO3 концентрлі тұз қышқылымен әрекеттескен кезде хлор бөлінеді:
  15. Мына қатарда галогендердің тотықтырғыш қасиеті:
  16. Галоген молекулаларындағы ортақ электрон жұбының саны:
  17. Берілген қатардың қайсысында галогендердің тотықсыздандырғыш қасиеті өседі:
  18. Электртерістігі ең жоғары галоген:
  19. Галогендердің сыртқы энергетикалық деңгейдің конфигурациясы:
  20. Галогендер топшасына жататын элементтер:
Тақырыптың тесті