Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск
Вхід в абонемент


Интернет реклама УБС






К главной подгруппы VII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева входят:

Фтор F Хлор Cl Бром Br

Йод J и Астат At. Общее название этой группы элементов - галогены, что в переводе означает "солеродного".

Атомы галогенов имеют последнем энергетическом уровне семь электронов: ns2np5. Распределение электронов последнего энергетического уровня за орбиталями такой:

s | p | d

^ v | ^ v | ^ v | ^

3

В атоме хлора возможны три возбужденные состояния:

И | ^ v | ^ v | ^ | ^ | ^

ИИ | v ^ | ^ | ^ | ^ | ^ | ^

ИИИ | ^ | ^ | ^ | ^ | ^ | ^ | ^

В возбужденных состояниях атом хлора может образовывать 3,5 или 7 совместных электронных пар с другими атомами. Такое число связей характерно для соединений хлора с кислородом.

Возбужденные состояния возможны и для атомов брома, йода, астата. Для атома Фтора достижения возбужденного состояния невозможно: электроны внешнего слоя атома F находятся на втором энергетическом уровне, на котором нет свободных орбиталей:

9F | s | р

^ v | ^ v | ^ v | ^

Все галогены относятся к р-элемнты. С повышением порядкового номера в ряду F - At увеличиваются радиусы, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства и окислительная способность элементов. Наиболее выраженные неметаллические свойства в Фтора (ст. о.-1), наименее - в Йода.

В свободном состоянии галогены образуют простые вещества, состоящие из двухатомных молекул: F2, Cl2, Br2, J2 связи между атомами - ковалентные неполярные. Кристаллическая решетка галогенов молекулярного типа.

Распространение в природе.

С галогенов в земной коре распространенные хлор и фтор. Массовые части в земной коре составляют,%:

Cl - 0,045; F - 0,027; Br - 1,6 х10-4, J - 3x10-5.

Астат случается в очень незначительных количествах в продуктах распада природных радиоактивных веществ.

Галогены в природе распространены исключительно в связанном состоянии - в основном в виде солей:

CaF2 - плавиковый шпат

Na3 [AlF6] - криолит

Ca5 (PO4) 3F - фторапатит

NaCl - каменная соль

KCl - сильвин; КСl · MgCl2 · 6H2O - карналлит.

Основными природными источниками Br i J является морская вода, буровая вода, вода озер. Йод содержится в водорослях. Случается в виде солей -

KJO3 i KJO4, которые являются сопутствующими залежей NaNО3 (селитры в Чили и Боливии).

Физические свойства.

Фтор - газ светло-зеленого цвета и очень ядовит (с = 1,11 г/см3). Фтор не может быть растворен в воде из-за того, что он взаимодействует с ней.

Хлор - газ желто-зеленого цвета с резким, неприятным запахом. Хлор тяжелее воздуха, растворим в воде (в 1 V воды 2 V хлора), образует хлорную воду Cl2аg. (С = 1,568 г/см3).

Бром - жидкость красно-бурую окраску с неприятным запахом, в воде растворяется плохо, образуя бромную воду Br2 АG. Растворяется в органических растворителях - бензоле, хлороформе. Если к бромной воды добавить бензола и хорошо взболтать, то после расслоения жидкостей можно заметить, как бензол с Br2 окрашивается в ярко-оранжевый цвет. Это объясняется тем, что бром лучше растворяется в бензоле, чем в воде. Бром тяжелее воды (с = 3,12 г/см3).

Йод - кристаллическое вещество, темно-серого цвета, в парах - фиолетового. При нагревании он из твердого состояния сразу переходит в жидкое состояние (сублимация). Йод плохо растворяется в воде (светло-желтая йодная вода), но хорошо растворяется в спирте. Это используют для приготовления 5-10% раствора йода в спирту (йодная настойка). Йод очень хорошо растворяется в растворе собственных солей, например в растворе калия Йоды. Этот раствор называется раствором Люголя, применяется в медицинской практике.

Если к J2 АG. добавить немного бензола и хорошо взболтать, то на поверхности образуется кольцо малинового цвета. Этим пользуются для извлечения брома и йода из водных растворов.

Физиологическое действие галогенов.

Все галогены очень ядовиты. Вдыхание их пары вызывает раздражение органов дыхания, а в больших количествах они вызывают удушье.

Особенно ядовитым является фтор: при вдыхании небольших количествах он вызывает отек легких, в больших - разрушение легочной ткани и смерть.

Хлор менее ядовит, чем фтор. Хроническое отравление хлором вызывает изменение цвета лица, легочные и бронхиальные заболевания. Как противоядие применяют пары спирта с эфиром, а также водяные пары с нашатырным спиртом.

Жидкий бром при попадании на кожу вызывает сильные ожоги. При попадании на кожу бром смыть органическим раствором (бензолом, CCl4), протирая ватой, смоченной этим раствором.

Йод наименее ядовитый из всех галогенов. При попадании на кожу кристаллический йод оставляет желтые пятна. Все работы с галогенами следует проводить под вытяжкой.

Вместе с тем галогены являются жизненно важными элементами для организма человека. Хлор в виде NaCl человек употребляет с пищей, он входит в состав хлорофилла. Недостаток соединений фтора в питьевой воде вызывает разрушение зубов. Йод участвует в регулировании обмена веществ. Недостаток йода вызывает заболевания щитовидной железы (зоб).

Добыча галогенов.

Фтор добывают, пропуская электрический ток через расплавлении фториды (вследствие его большой электроотрицательности), например CaF2, KHF2. Электролиз проводят в никелевой сосуде, которая является катодом, а анодом является уголь.

Хлор добывают в промышленности электролизом водных растворов NaCl i KCl.

2NaCl +2 H2O электролиз 2NaOH + Cl2 ^ + H2 ^

В лабораторных условиях хлор можно получить, действуя концентрированной соляной кислотой на MnO2 или KМnO4.

4HCl + MnO2> MnCl2 + Cl2 ^ +8 H2O

Бром и йод можно получить аналогично хлора окислением HBr i HJ различными окислителями.

В промышленности бром и йод получают из бромидов, действуя на их растворы хлором.

2KBr + Cl2> 2KCl + Br2

2KJ + CL2> 2KCl + J2

бром добывают в основном из подземных буровых вод, а также с "рапы" (насыщенного раствора) некоторых соленых озер. Основным источником добывания йода являются подземные буровые воды.