PembentukanPendidikan menengah dan sekolah

Halogen: sifat-sifat fizikal, sifat kimia. Penggunaan sebatian halogen dan mereka

The halogen dalam jadual berkala di sebelah kiri gas mulia. Kelima-lima unsur-unsur logam toksik termasuk dalam kumpulan 7 dalam Jadual Berkala. Ini termasuk fluorin, klorin, bromin, iodin dan astatin. Walaupun astatin radioaktif dan mempunyai isotop berhayat pendek sahaja, ia bertindak sebagai iodin dan sering dianggap halogen. Sebagai unsur-unsur halogen tujuh elektron valens, ia hanya memerlukan satu elektron tambahan untuk membentuk oktet lengkap. Ciri ini menjadikan mereka lebih aktif daripada kumpulan-kumpulan lain bukan logam.

ciri-ciri umum

Halogen membentuk molekul dwiatom (X 2 jenis di mana X adalah halogen a) - bentuk-stabil halogen kewujudan sel-sel sebagai percuma. Hubungi molekul dwiatom adalah nonpolar, dan kovalen tunggal. Sifat kimia halogen membolehkan mereka dengan mudah membentuk sebatian dengan kebanyakan unsur, jadi mereka tidak pernah dijumpai dalam bentuk yang tak terbatas dalam alam semula jadi. Fluoro - halogen paling aktif dan astatin - kurang.

Semua kumpulan halogen yang menjadikan garam dengan ciri-ciri yang sama. Dalam sebatian ini, halida hadir sebagai anion halide dengan tuduhan -1 (mis, Cl -, Br -). Berakhir -id menandakan kehadiran anion halide; cth Cl - dipanggil "klorida".

Tambahan pula, sifat kimia halogen membolehkan mereka untuk bertindak sebagai agen pengoksidaan - logam teroksida. kebanyakan tindakbalas kimia yang melibatkan halogen - redoks dalam larutan akueus. Halogen membentuk ikatan tunggal dengan karbon atau nitrogen dalam bahan organik, di mana tahap pengoksidaan (CO) adalah sama dengan -1. Apabila digantikan dengan halogen atom terikat secara kovalen atom hidrogen dalam sebatian organik, halo awalan boleh digunakan dalam pengertian umum, atau awalan fluoro-, chloro-, bromo-, iodo- - halogen tertentu. unsur-unsur halogen boleh mempunyai ikatan crisscross untuk membentuk molekul dwiatom dengan ikatan tunggal kovalen polar.

Klorin (Cl 2) adalah halogen pertama dibuka pada tahun 1774, di kemudian membuka iodin (I 2), bromin (Br 2), fluorin (F 2) dan astatin (At, mendapati lepas pada 1940 YG). Nama "halogen" berasal dari hal- Yunani akar ( «garam») dan -gen ( «bentuk"). Bersama-sama, kata-kata ini bermaksud "garam membentuk", menekankan hakikat bahawa halogen bertindak balas dengan logam untuk membentuk garam. Halite - nama garam batu, mineral semula jadi terdiri daripada natrium klorida (NaCl). Akhir sekali, halogen yang digunakan di rumah - mengandungi fluorida dalam ubat gigi, chloro membasmi minum air, iodin dan menggalakkan perkembangan hormon tiroid.

unsur-unsur kimia

Fluoro - unsur dengan nombor atom 9, ditandakan oleh F. unsur fluorin pertama kali ditemui pada tahun 1886 g dengan mengasingkan ia daripada asid hidrofluorik.. Di negeri ini bebas ia wujud dalam bentuk molekul dwiatom fluoro (F 2) dan halogen yang paling biasa, dalam kerak. Fluoro - Elemen paling elektronegatif dalam jadual berkala. Pada suhu bilik, gas kuning pucat. Fluorin juga mempunyai jejari atom yang agak kecil. Its CO - -1 kecuali negeri dwiatom unsur di mana kerajaan pengoksidaan adalah sifar. Fluoro amat kimia aktif dan berinteraksi secara terus dengan semua elemen kecuali helium (He), neon (Ne) dan argon (Ar). The H 2 O penyelesaian, asid hidrofluorik (HF) adalah asid yang lemah. Walaupun fluoro sangat elektronegatif, keelektronegatifan yang tidak menentukan keasidan; HF adalah asid yang lemah disebabkan oleh hakikat bahawa ion fluorida adalah asas (pH> 7). Tambahan pula, fluoro menghasilkan oksidan yang sangat kuat. Sebagai contoh, fluorin boleh bertindak balas dengan xenon gas lengai dan membentuk difluoride oksidan xenon yang kuat (XEF 2). Dalam banyak penggunaan fluorida.

Klorin - unsur dengan nombor atom 17 dan simbol kimia Cl. Ditemui pada tahun 1774 oleh g. Membezakannya daripada asid hidroklorik. Dalam keadaan unsurnya ia membentuk molekul dwiatom Cl 2. Klorin mempunyai beberapa SB -1, 1, 3, 5 dan 7. Pada suhu bilik ia adalah gas hijau muda. Sejak ikatan yang terbentuk antara dua atom klorin, lemah, Cl 2 molekul mempunyai kemampuan yang sangat tinggi untuk membuat sambungan. Klorin bertindak balas dengan logam untuk membentuk garam, yang dipanggil klorida. ion klorida adalah ion yang paling banyak terkandung dalam air laut. Klorin juga mempunyai dua isotop: 35 Cl dan 37 Cl. Natrium klorida adalah pemberhentian yang sama bagi semua klorida.

Bromin - unsur kimia dengan nombor atom 35 dan simbol Br. Ia pertama kali ditemui pada tahun 1826 dalam bentuk bromin rendah adalah molekul dwiatom, Br 2. Pada suhu bilik, ia adalah cecair berwarna perang kemerahan. CO Its - -1, + 1, 3, 4 dan 5. Bromo lebih aktif daripada iodin, tetapi kurang aktif daripada klorin. Tambahan pula, bromo isotop mempunyai dua 79 Br dan 81 Br. Bromin berlaku dalam bentuk garam bromida, larut dalam air laut. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pengeluaran bromida di dunia telah meningkat dengan ketara disebabkan ketersediaan, dan sepanjang hayat. Seperti halogen lain bromin dan oksida sangat toksik.

Iodin - unsur kimia dengan nombor atom 53 dan simbol I. The iodin pengoksidaan mempunyai: -1, 1, 5 dan 7. Terdapat dalam bentuk molekul dwiatom, saya 2. Pada suhu bilik bahan pepejal adalah ungu. Iodin mempunyai satu isotop stabil - 127 I. Pertama kali ditemui pada tahun 1811, dengan bantuan alga dan asid sulfurik. Pada masa ini, ion iodin boleh diasingkan dalam air laut. Walaupun iodin tidak begitu larut dalam air, kelarutan boleh meningkat apabila menggunakan iodides berasingan. Iodin memainkan peranan yang penting dalam badan, terlibat dalam pengeluaran hormon tiroid.

Astatin - unsur radioaktif dengan nombor atom 85 dan simbol At. pengoksidaan mungkin Its menyatakan -1, 1, 3, 5 dan 7. Satu-satunya halogen yang tidak adalah molekul dwiatom. Di bawah keadaan biasa, logam yang sukar bahan hitam. Astatin adalah elemen yang sangat jarang berlaku, jadi tidak banyak yang diketahui mengenai beliau. Selain itu, astatin mempunyai separuh hayat yang singkat, tidak lebih dari beberapa jam. Diterima pada tahun 1940 hasil daripada sintesis. Adalah dipercayai astatin yang sama dengan iodin. Dicirikan sifat logam.

Jadual di bawah menunjukkan struktur atom halogen, struktur lapisan luar elektron.

halogen

Konfigurasi elektron

fluorin

1s 2 2s 2 2p 5

klorin

2 3s 3p 5

bromin

3d 10 4s 2 4p 5

iodin

4d 2 10 5s 5p 5

astatin

4f 14 5d 10 6s 2 6p 5

struktur itu menyebabkan lapisan luar elektron bahawa sifat-sifat fizikal dan kimia yang serupa dengan yang halogen. Walau bagaimanapun, apabila membandingkan elemen-elemen dan perbezaan yang diperhatikan.

sifat berkala kumpulan halogen

Sifat-sifat fizikal bahan-bahan mudah halogen berubah dengan menambah bilangan ordinal unsur. Untuk penyerapan yang lebih baik dan lebih jelas, kami menawarkan anda beberapa jadual.

Lebur dan takat didih dalam kenaikan kumpulan dengan meningkatkan saiz molekul (F

Jadual 1. halogen. Sifat-sifat fizikal: lebur dan takat didih

halogen

Lebur T (˚C)

Boiling T (˚C)

fluorin

-220

-188

klorin

-101

-35

bromin

-7.2

58.8

iodin

114

184

astatin

302

337

  • Kenaikan jejari atom.

saiz bertambah kernel (F

Jadual 2: Halogen. Sifat-sifat fizikal: jejari atom

halogen

Kovalen radius (pm)

Ion (X -) pelbagai (pm)

fluorin

71

133

klorin

99

181

bromin

114

196

iodin

133

220

astatin

150

  • Tenaga pengionan berkurangan.

Jika elektron valens luar tidak terletak berhampiran dengan nukleus, untuk penyingkiran mereka tidak memerlukan banyak tenaga daripadanya. Oleh itu, tenaga yang diperlukan untuk terpancut keluar elektron luar tidak begitu tinggi di bahagian bawah satu kumpulan unsur, kerana terdapat lebih tahap tenaga. Di samping itu, pengionan tenaga yang tinggi menyebabkan unsur untuk menunjukkan kualiti bukan logam. sifat logam kerana tenaga pengionan dikurangkan (At

Jadual 3. halogen. Sifat-sifat fizikal: tenaga pengionan

halogen

Pengionan tenaga (kJ / mol)

fluorin

1681

klorin

1251

bromin

1140

iodin

1008

astatin

890 ± 40

  • Keelektronegatifan berkurangan.

Bilangan elektron valens dalam atom meningkat dengan peningkatan tahap tenaga pada tahap yang secara beransur-ansur lebih rendah. Elektron secara progresif lebih jauh daripada teras; Oleh itu, nukleus dan elektron bukan sebagai tertarik antara satu sama lain. Peningkatan dalam pemeriksaan di sana. Oleh itu Keelektronegatifan berkurangan dengan tempoh yang semakin meningkat (At

Jadual 4. halogen. Sifat-sifat fizikal: keelektronegatifan

halogen

keelektronegatifan

fluorin

4.0

klorin

3.0

bromin

2.8

iodin

2.5

astatin

2.2

  • Electron pertalian berkurangan.

Sejak saiz atom meningkat dengan masa, pertalian elektron biasanya dikurangkan (B

Jadual 5. Affinity halogen elektron

halogen

Electron pertalian (KJ / mol)

fluorin

-328,0

klorin

-349,0

bromin

-324,6

iodin

-295,2

astatin

-270,1

  • unsur-unsur kereaktifan berkurangan.

Kereaktifan halogen berkurangan dengan tempoh yang semakin meningkat (At

kimia bukan organik. Hidrogen + halogen

Halida terbentuk apabila halogen bertindak balas dengan lain, elemen kurang elektronegatif membentuk sebatian binari. Hidrogen bertindak balas dengan halogen untuk membentuk jenis HX halida:

  • hidrogen fluorida HF;
  • klorida HCl;
  • hidrogen bromida HBr;
  • hidrogen iodida HI.

halida hidrogen yang mudah larut dalam air untuk membentuk hydrohalic (hidrofluorik, hidroklorik, hydrobromic, asid hydroiodic). Sifat-sifat asid diberikan di bawah.

Asid terbentuk oleh tindak balas berikut: HX (aq) + H 2 O (l) → X - (aq) + H 3 O + (aq).

Semua hidrogen halida untuk membentuk asid kuat, kecuali HF.

Keasidan meningkat asid hydrohalic: HF

asid hidrofluorik boleh menggores kaca dan fluorida bukan organik tertentu masa yang panjang.

Ia mungkin kelihatan tidak logik yang HF adalah asid hydrohalic yang paling lemah, kerana fluorin sendiri mempunyai keelektronegatifan tinggi. Walau bagaimanapun H-F bon adalah sangat kuat, menyebabkan asid sangat lemah. Hubungan yang kuat ditakrifkan oleh panjang ikatan pendek dan tenaga penceraian yang besar. Daripada semua halida hidrogen HF mempunyai panjang sambungan yang singkat dan tenaga penceraian bon terbesar.

oxoacids halogen

asid oxo Halogen adalah asid dengan atom hidrogen, oksigen dan halogen. keasidan mereka boleh ditentukan dengan menganalisis struktur. oxoacids halogen ini dipaparkan di bawah:

  • Hypochlorous asid, HOCl.
  • Chlorous asid HClO 2.
  • Chloric asid HClO 3.
  • Perchloric asid HClO 4.
  • Hypobromous asid, HOBr.
  • asid Bromic, HBrO 3.
  • Perbromic asid HBrO 4.
  • asid Hypoiodous HOI.
  • asid Iodic Hio 3.
  • Metayodnaya asid HIO4, H5IO6.

Dalam setiap daripada asid proton terikat kepada atom oksigen, jadi perbandingan bon panjang proton tidak berguna. Peranan dominan dimainkan di sini oleh keelektronegatifan. kenaikan keasidan dengan bilangan atom oksigen terikat kepada atom pusat.

Rupa dan keadaan jirim

Sifat-sifat asas fizikal halogen boleh dihuraikan secara dinyatakan dalam jadual berikut.

keadaan bahan (pada suhu bilik)

halogen

penampilan

firma

iodin

ungu

astatin

hitam

cecair

bromin

russet

gas

fluorin

pucat kuning-coklat

klorin

hijau pucat

penampilan penjelasan

Warna adalah hasil daripada penyerapan halogen cahaya yang boleh dilihat oleh molekul menyebabkan elektron teruja. Fluoro menyerap cahaya ungu, dan seterusnya kelihatan kuning pucat. Iodin, sebaliknya, menyerap cahaya kuning dan ia kelihatan ungu (kuning dan ungu - warna pelengkap). warna Halogen menjadi lebih gelap dengan tempoh yang semakin meningkat.

The bekas tertutup bromin dan iodin cecair pepejal berada dalam keseimbangan dengan wap, yang dapat diperhatikan sebagai gas berwarna.

Walaupun tidak diketahui warna astatin, adalah dipercayai bahawa ia harus iodin yang lebih gelap (t. E. hitam) mengikut corak yang diperhatikan.

Sekarang, jika anda ditanya: "Bagaimanakah sifat fizikal halogen," anda akan katakan.

Tahap pengoksidaan halogen dalam sebatian

Tahap pengoksidaan sering digunakan dan bukannya "valens halogen." Biasanya, keadaan pengoksidaan yang sama dengan -1. Tetapi jika halogen dikaitkan dengan oksigen atau halogen lain, ia mungkin mengambil negeri-negeri lain: oksigen -2 SB mempunyai keutamaan. Dalam kes dua atom halogen berbeza terikat bersama-sama lebih atom elektronegatif berpengaruh dan mengambil CO -1.

Sebagai contoh, dalam iodin klorida (ICL) adalah chloro CO -1, 1 dan iodin. Klorin lebih elektronegatif daripada iodin, oleh itu CO adalah sama dengan -1.

Asid bromic (HBrO 4) oksigen mempunyai CO yang -8 (-2 x 4 = -8 atom). Hidrogen mempunyai sejumlah nombor pengoksidaan +1. Penambahan dua nilai memberikan CO -7. Sejak kompaun akhir SB perlu sifar, CO adalah tujuh bromin.

Kecuali ketiga kepada peraturan ini adalah tahap pengoksidaan halogen dalam bentuk unsur (X 2), jika CO yang sama dengan sifar.

halogen

Di perkarangan CO

fluorin

-1

klorin

-1, 1, 3, 5, 7

bromin

-1, 1, 3, 4, 5

iodin

-1, 1, 5, 7

astatin

-1, 1, 3, 5, 7

Mengapa dengan fluorin sentiasa -1?

Keelektronegatifan meningkat dengan masa. Oleh itu, fluorin mempunyai keelektronegatifan tertinggi semua elemen, seperti yang dibuktikan oleh kedudukannya dalam jadual berkala. konfigurasi elektronik 1s 2 2s 2 2p 5. Jika fluorida mendapat elektron lain, orbital p melampau dilengkapkan sebelum mengemukakan permohonan dan membentuk oktet lengkap. Kerana fluorin mempunyai keelektronegatifan yang tinggi, ia boleh dengan mudah memilih elektron daripada atom jiran. Fluorida dalam kes ini isoelektronik gas lengai (dengan lapan elektron valens) dan semua orbital luaran diisi. Dalam keadaan ini, fluorin lebih stabil.

penyediaan dan penggunaan halogen

Secara semula jadi, halogen berada di anion, jadi halogen bebas dihasilkan oleh pengoksidaan oleh elektrolisis atau dengan oksida. Sebagai contoh, klorin dihasilkan oleh hidrolisis larutan natrium klorida. Penggunaan halogen dan sebatian mereka yang pelbagai.

  • Fluorida. Walaupun fluorin adalah sangat reaktif, ia digunakan dalam banyak industri. Sebagai contoh, ia adalah komponen utama polytetrafluoroethylene (PTFE) dan fluoropolymers lain. Klorofluorokarbon adalah organik bahan kimia yang telah sebelum ini telah digunakan sebagai bahan penyejuk dan bahan dorong dalam aerosol. permohonan mereka telah dihentikan kerana kesannya mungkin terhadap alam sekitar. Mereka telah digantikan dengan hidroklorofluorokarbon. Fluorin ditambah kepada ubat gigi (SNF 2) dan minum air (NAF) untuk mencegah kerosakan gigi. halogen itu terkandung dalam tanah liat yang digunakan untuk menghasilkan beberapa jenis seramik (LIF), yang digunakan dalam kuasa nuklear (UF 6) untuk mendapatkan antibiotik fluoroquinolone, alumina (Na 3 Alf 6) untuk penebat peralatan voltan tinggi (SF 6).
  • Klorin juga menemui pelbagai kegunaan. Ia digunakan untuk pembasmian kuman air minuman dan kolam renang. Natrium hipoklorit (NaClO) adalah komponen utama agen pelunturan. asid hidroklorik digunakan secara meluas dalam industri dan makmal. Klorin di dalam polyvinyl chloride (PVC) dan polimer lain yang digunakan untuk wayar penebat, tiub dan elektronik. Lebih-lebih lagi, klorin telah berguna dalam industri farmaseutikal. Ubat-ubatan yang mengandungi klorin, digunakan untuk merawat jangkitan, alahan dan kencing manis. bentuk hydrochloride Neutral - komponen banyak ubat-ubatan. Klorin juga digunakan untuk mensterilkan peralatan hospital dan pembasmian kuman. Dalam bidang pertanian, klorin adalah komponen banyak racun perosak komersial DDT (dihlorodifeniltrihloretan) telah digunakan sebagai racun serangga pertanian, tetapi penggunaannya telah dihentikan.

  • Bromin, kerana nonflammability itu, digunakan untuk menghalang pembakaran. Ia juga mengandungi metil bromida, racun perosak yang digunakan untuk menyimpan tanaman dan penindasan bakteria. Walau bagaimanapun, penggunaan berlebihan metil bromida telah dihentikan kerana kesannya terhadap lapisan ozon. Bromin digunakan dalam pengeluaran petrol, filem fotografi, alat pemadam api, ubat-ubatan untuk rawatan radang paru-paru dan penyakit Alzheimer.
  • Iodin memainkan peranan penting dalam berfungsinya kelenjar tiroid. Jika badan tidak mendapat cukup iodin, kelenjar tiroid bertambah. Untuk pencegahan goiter halogen aktif ditambah garam. Iodin juga digunakan sebagai antiseptik. Iodin yang terkandung di dalam penyelesaian digunakan untuk pembersihan luka terbuka dan juga semburan membasmi kuman. Selanjutnya, iodida perak adalah penting dalam gambar.
  • Astatin - radioaktif dan nadir bumi halogen, jadi lebih tidak digunakan. Adalah dipercayai bahawa elemen ini dapat membantu iodin dalam peraturan hormon tiroid.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ms.unansea.com. Theme powered by WordPress.