Взаимодействието на флуор с уравнение на водата. Реактивността на халоген

Възрастните реакции Много родители не винаги знаят как да отговорят на дела и някои действия на децата си. Когато се справим с проблемите, реагираме три по различни начини. Преструваме се, че нищо не се е случило.2. Ние определяме врага и атаката. Ние сме реални

Водородният атом има електронна формула на външно (и само) електронно ниво 1 с. един. От една страна, според присъствието на един електрон на външното електронно ниво, водородният атом е подобен на атомите на алкални метали. Въпреки това, той, както и халогените, не е достатъчно, за да попълни външното електронно ниво само на един електрон, тъй като не може да се намират повече от 2 електрона на първо ниво. Оказва се, че водородът може да бъде поставен едновременно както в първата, така и в предпоследната (седма) група от масата на Менделеев, която понякога се прави в различни варианти на периодичната система:

От гледна точка на водородните свойства като обикновена субстанция, тя все пак има повече общи с халогените. Водород, както и халогени, е неметален и образува измервателните молекули (H2).

При нормални условия водородът е газообразен, ниско активно вещество. Ниската активност на водород се дължи на високата якост на свързването между водородни атоми в молекулата, за счупване на което е необходимо или силно нагряване, или използването на катализатори, или и двете едновременно.

Взаимодействието на водород с прости вещества

с метали

Металите водород реагира само с алкална и алкална пръст! Алкалните метали включват метали на основната подгрупа на I-тия група (Li, Na, K, RB, CS, FR) и до алкални метали на основната подгрупа на II група, с изключение на берилий и магнезий (CA , SR, BA, RA)

Когато взаимодействат с активни метали, водородът показва окислителни свойства, т.е. Намаляване на степента на окисление. Същевременно се образуват хидриди от алкални и алкалоземни метали, които имат йонна структура. Реакцията се появява при нагряване:

Трябва да се отбележи, че взаимодействието с активни метали е единственият случай, когато молекулярният водород Н2 е окислително средство.

с неметали

От неметали водород реагира само с въглерод, азот, кислород, сив, селен и халогени!

Под въглерода, графит или аморфен въглерод трябва да се разбира, тъй като диамантът е изключително инертна амотропна въглеродна модификация.

Когато взаимодействате с неметали, водородът може да изпълнява само редуциращия агент, т.е. увеличава само степента на окисление:

Взаимодействието на водород със сложни вещества

с метални оксиди

Водородът не реагира с метални оксиди, които са в ред метална активност към алуминий (включително), обаче, той е в състояние да възстанови много метални оксиди вдясно от алуминий при нагряване:

с неметални оксиди

От неметални оксиди водород реагира при нагряване с азотни оксиди, халоген и въглерод. От всички взаимодействия на водород с неметални оксиди трябва да се отбележи, че реакцията му с въглероден оксид СО.

Смес от CO и H 2 дори има свое име - "синтетичен газ", поради него, в зависимост от условията, такива популярни продукти на индустрията като метанол, формалдехид и дори синтетични въглеводороди могат да бъдат получени:

c Киселини

С неорганични киселини водородът не реагира!

От органични киселини водородът реагира само с ненаситени, както и с киселини, съдържащи функционални групи, способни да възстановят водород, по-специално алдехид, кето- или нитро групи.

с Соли

В случай на водни разтвори на соли, тяхното взаимодействие с водород не тече. Въпреки това, когато водородът преминава върху твърди соли на определени метали със средна и ниска активност, тяхното частично или пълно възстановяване е възможно, например:

Химични свойства на халоген

Халогените се наричат \u200b\u200bхимически елементи на групата VIIa (F, Cl, Br, I, I, AT), както и прости вещества, образувани от тях. По-нататък, в текста, ако не се казва, това ще бъдат прости вещества под халогени.

Всички халогени имат молекулна структура, която причинява ниска топене и кипене на тези вещества. Халогенни молекули ди-град, т.е. Тяхната формула може да бъде написана като цяло като Hal 2.

Трябва да се отбележи такава специфична физическа собственост на йод, като способност да сублимация или, с други думи, отстъпление. Отстъпление, Наречен феномен, в който веществото в твърдото състояние не се разтопява по време на нагряване, и чрез преминаване на течната фаза, незабавно влиза в газообразно състояние.

Електронната структура на външното енергийно ниво на атома на всеки халоген има формата на NS 2NP5, където п е номерът на периода на масата, в който се намира халогенът. Както можете да видите, до осем електронните външни атоми на халоген нямат само един електрон. Логично е да се приеме предимно окислителните свойства на свободния халоген, който се потвърждава на практика. Както е известно, електрическатагустност на неметалите при намаляване на подгрупа намалява и следователно активността на халоген намалява в ред:

F2\u003e Cl 2\u003e BR 2\u003e I 2

Взаимодействието на халогени с прости вещества

Всички халогени са високо активни вещества и реагират с най-прости вещества. Трябва да се отбележи обаче, че флуор поради изключително високата си реактивност може да реагира дори с тези прости вещества, с които останалите халогени не могат да реагират. Такива прости вещества включват кислород, въглерод (диамант), азот, платина, злато и някои благородни газове (ксенон и криптон). Тези. всъщност, флуоро не реагира само с някои благородни газове.

Останалите халогени, т.е. Хлор, бром и йод са също активни вещества, но по-малко активни от флуор. Те реагират на практика с всички прости вещества, с изключение на кислород, азот, въглерод под формата на диамант, платина, златни и благородни газове.

Взаимодействие на халогени с неметали

водород

Когато се образува взаимодействието на всички халоген с водород халогенно размножаване С общата формула на HHAL. В същото време, флуорната реакция с водород започва спонтанно дори в тъмното и потоците с експлозия в съответствие с уравнението:

Реакцията на хлора на водорода може да бъде инициирана чрез интензивно ултравиолетово облъчване или нагряване. Също така тече с експлозия:

Бромът и йодът реагират с водород само при нагряване и в същото време, реакцията с йод е обратима:

фосфор

Взаимодействието на флуор с фосфор води до окисляването на фосфора до най-високо окисление (+5). В този случай образуването на фосфор пентафлуорид:

При взаимодействието на хлор и бром с фосфор е възможно да се получат фосфорхереологии по отношение на степента на окисление + 3 и в степента на окисление +5, която зависи от пропорциите на реагиращите вещества:

В този случай, в случай на бял фосфор в флуорната атмосфера, хлор или течен бром, реакцията започва спонтанно.

Взаимодействието на фосфор с йод може да доведе до образуването само на фосфорния триод поради значително по-малко от останалите окислителни халогени:

грей

Флуорът окислява сяра до най-високо окисление + 6, образувайки серен хексафлуорид:

Хлор и бром реагират със сиво, образувайки съединения, съдържащи сяра в изключително не характерно за окислителните степени +1 и +2. Тези взаимодействия са много специфични и за изследване на химията, способността за записване на уравнения на тези взаимодействия не е необходима. Следователно трите от следните уравнения се дават повече за запознаване:

Взаимодействието на халогени с метали

Както бе споменато по-горе, флуорото може да реагира с всички метали, дори като нискоактивен като платина и злато:

Останалите халогени реагират с всички метали освен платина и златото:

Халогенни реакции със сложни вещества

Реакционни реакции с халогени

Още активни халогени, т.е. Химичните елементи на които са разположени по-горе в масата на Mendeleev, са в състояние да избавят по-малко активни халогени от халоген водорода и халиди на металите:

По подобен начин бром и йод измества сярата от сулфидни разтвори и или сероводород:

Хлорът е по-силно окислително средство и окислява водороден сулфид в неговия воден разтвор на не-сяра, и със сярна киселина:

Взаимодействието на халогените с вода

Водата гори в флуор със син пламък в съответствие с уравнението на реакцията:

Бром и хлор реагират с вода различно от флуора. Ако флуоро се провежда като окислител, след това хлор и бром са непропорционални във вода, образувайки смес от киселини. С тази реакция обратима:

Взаимодействието на йод с вода се влива в толкова незначително ниско, че те могат да бъдат пренебрегнати и приемат, че реакцията изобщо не се движи.

Взаимодействието на халогените с алкални разтвори

Флуорът, когато взаимодейства с воден алкален разтвор отново действа като окисляващ агент:

Възможността за записване на това уравнение не е необходима за преминаване на употребата. Достатъчно е да се знае факта за възможността за такова взаимодействие и окислителната роля на флуора в тази реакция.

За разлика от флуорията, останалите халогени в алкални разтвори са непропорционални, което е едновременно и увеличава степента на окисление. В същото време, в случай на хлор и бром, в зависимост от температурата, е възможно в две различни посоки. По-специално, студът на реакцията продължава, както следва:

и когато се нагрява:

Йодът реагира с алкали, отговарящи изключително в съответствие с втората опция, т.е. с образуването на йодант, защото Хайогенното не е стабилно не само при нагряване, но и при нормална температура и дори студ.

Халогените са най-реактивната група елементи в периодичната система. Те се състоят от молекули с много ниски дисоциационни енергии (виж таблица 16.1) и техните атоми имат седем електрона в външната обвивка и следователно много електрифицираща. Флуорът е най-електрифицираният и най-реактивният неметален елемент в периодичната система. Реактивността на халогена постепенно намалява при преминаване в долната част на групата. Следващият раздел ще разгледа способността на халоген за окисляване на метали и неметали и се показва как тази способност намалява в края на флуора до края.

Халогени като окислители

Когато газовният сероводород се пропуска през хлорната вода, се утаява сярата. Реакцията протича чрез уравнение

В тази реакция хлорът окислява водород сулфид, той има водород. Хлорът също окислява преди, например, ако се образува сулфат за смесване хлор с воден разтвор на сулфат

Възникването на окислителната половина реакция е описана от уравнението

Като друг пример за окислителния ефект на хлора, ние представяме синтеза на натриев хлорид, когато натрий изгаряне в хлор:

Натриевото окисление се осъществява в тази реакция, тъй като всеки натриев атом губи електрон, образувайки натриев йон:

Хлорът се присъединява към тези електрони, образувайки хлоридни йони:

Таблица 16.3. Стандартни халогенови електродни потенциали

Таблица 16.4. Стандартна форма на натриев халид

Окислителите са всички халогени, от тях флуор е най-силно окислител. В раздела. 16.3 Посочени са стандартните потенциали на електрода на халогените. От тази таблица може да се види, че окислителният капацитет на халогена постепенно намалява към долната част на групата. Този модел може да бъде демонстриран чрез добавяне на разтвор на калиев бромид в съд с хлор газообразен. Хлор окислява бромидни йони, което води до бром; Това води до появата на оцветяване в предварително безцветното решение:

По този начин можете да се уверите, че хлорът е по-силен окислител от бром. По същия начин, ако разтворът на калиев йодид се смесва с бром, се образува черна утайка от твърд йод. Това означава, че бромът окислява йодидните йони:

Описаните и двете реакции са примери за реакции на изместване (замествания). Във всеки случай, по-реактивно, т.е., което е по-силно окислително средство, халогенът измества по-малко реактивен халоген от разтвора.

Окисляване на металите. Халогените лесно се окисляват от метали. Флуорът лесно окислява всички метали, с изключение на злато и сребро. Вече споменахме, че хлорът окислява натрий, образувайки натриев хлорид с него. Даваме друг пример: когато потокът от газообразен хлор се премине над повърхността на нагрята железен стърготини, хлоридът се образува твърдо кафяво вещество:

Дори йод е способен, макар и бавно, окислява металите, разположени в електрохимичния ред под него. Лекотата на окисление на металите от различни халогени се намалява при преминаване до дъното на VII групата. Това може да бъде проверено чрез сравняване на енергията на образуването на халиди от източниците. В раздела. 16.4 Стандартната натриев халидна антехаленпия се посочват в реда на движение до долната част на групата.

Окисляване на неметали. С изключение на азот и най-благородните газове, флуор окислява всички други неметали. Хлорът реагира с фосфор и сив. Въглеродът, азотът и кислородът не реагират директно с хлор, бром или йод. Относителната реактивност на халогените към Non Metterallam може да бъде преценена чрез сравняване на техните реакции с водород (Таблица 16.5).

Окисляване на въглеводороди. При определени условия халогените се окисляват от въглеводороди.

Таблица 16.5. Халогенни реакции с водород

дорода. Например, хлорът напълно изчиства водорода от терпентинната молекула:

Окислението на ацетилен може да тече с експлозия:

Реакции с вода и основи

Флуорът реагира със студена вода, образувайки флуорид и кислород:

Хлорът бавно се разтваря във вода, образувайки хлорна вода. Водата на хлор има малка киселинност, дължаща се на факта, че е необходимо непропорционално (вж. Раздел 10.2) хлор за образуване на солна киселина и хлорна киселина:

Бром и йод непропорционален във вода по подобен начин, но степента на непропорция във вода намалява от хлор до анод.

Хлор, бром и йод непропорционални също в алкали. Например, в студен разводнен алкален, бром е диспропортиран към бромидни йони и хипобримит-IOI (броматиъгълни):

При взаимодействието на бром с горещи концентрирани основи, непостоянните раздяла по-нататък:

Iodat (I), или хипоидиоид, нестабилна дори в студени разредени основи. Той спонтанно противопрозостява с образуването на йодид йон и heodat (i)-знание.

Флуорната реакция с алкали, както и реакцията му с вода, не е подобна на подобни реакции на друг халоген. Следната реакция се осъществява в студена разредена алкална:

В горещи концентрирани алкални реакцията с флуор продължава, както следва:

Анализ на халогените и с участието на халоген

Висококачественият и количествен анализ на халогените обикновено се извършва с помощта на сребърен нитрат. например

За висококачествено и количествено определяне на дефиниране на йод, може да се използва разтвор на скорбяла. Тъй като йодът е много малко разтворим във вода, обикновено се анализира в присъствието на калиев йодид. Така че идват поради причината, че йодът образува разтворим триоидид йон с йодид

Разтворите на йодиди се използват за аналитично определяне на различни редуциращи средства, например, както и някои окислители, например, окислители преминават по-горе равновесието вляво, освобождаващ йод. След това йодът се титрува от тиосулфат (VI).

Така че, повторете отново!

1. Атомите от всички халоген имат седем електрона в външната обвивка.

2. За получаване на халоген в лабораторни условия могат да се използват окисляването на съответните халогенни разплодни киселини.

3. Халогените се окисляват от метали, неметали и въглеводороди.

4. Халогените са непропорционални във вода и алкални, образуващи халогенидни йони, хиператогенни и халогенни (-они.

5. Моделите на промяна на физичните и химичните свойства на халогена при преминаване към долната част на групата са показани в таблица. 16.6.

Таблица 16.6. Модели за промяна на свойствата на халоген, тъй като атомният номер се увеличава

6. Fluoro има анормални свойства сред други халоген поради следните причини:

а) има ниска дисоциационна енергия;

б) при флуорни връзки тя съществува само в едно състояние на окисление;

в) флуор е електроналът и най-реактивният сред всички неметални елементи;

d) Реакцията му с вода и основи се различава от подобни реакции на оставащия халоген.