La interacción de flúor con ecuación de agua. La reactividad del halógeno.

Reacciones para adultos Muchos padres no siempre saben cómo responder a los hechos y algunas acciones de sus hijos. Cuando nos encontramos con problemas, reaccionamos tres de diferentes maneras. Pretendemos que no pasó nada. Definimos al enemigo y atacamos. Somos reales

El átomo de hidrógeno tiene una fórmula electrónica de nivel electrónico (y solo) electrónico 1 s. uno . Por un lado, de acuerdo con la presencia de un electrón en el nivel de electrones exteriores, el átomo de hidrógeno es similar a los átomos de metal alcalino. Sin embargo, él, así como los halógenos, no lo suficiente como para completar el nivel electrónico externo de un solo electrón, ya que no se pueden ubicar más de 2 electrones en el primer nivel de electrones. Resulta que el hidrógeno se puede colocar simultáneamente en el primer y en el grupo penúltimo (séptimo) de la tabla MENDELEEV, que a veces se realiza en varias variantes del sistema periódico:

Desde el punto de vista de las propiedades de hidrógeno, como una sustancia simple, sin embargo, tiene más en común con los halógenos. El hidrógeno, así como los halógenos, no son metálicos y forma las moléculas dimensionales (H 2).

En condiciones normales, el hidrógeno es una sustancia gaseosa, una sustancia baja. La baja actividad del hidrógeno se debe a la alta resistencia de la conexión entre los átomos de hidrógeno en la molécula, para la ruptura de los cuales se requiere o la calefacción fuerte, o el uso de catalizadores, o ambos al mismo tiempo.

La interacción de hidrógeno con sustancias simples.

con metales

Metales ¡El hidrógeno reacciona solo con la Tierra alcalina y alcalina! Los metales alcalinos incluyen metales del subgrupo principal del grupo I-TH (LI, NA, K, RB, CS, FR), y a los metales alcalinos, del subgrupo principal del grupo II, excepto Berilium y Magnesio (CA , Sr, ba, ra)

Al interactuar con metales activos, el hidrógeno exhibe propiedades oxidativas, es decir, Roturas su grado de oxidación. Al mismo tiempo, se forman hidruros de metales alcalinotorados y alcalinos, que tienen una estructura de iones. La reacción se produce cuando se calienta:

Cabe señalar que la interacción con metales activos es el único caso cuando el hidrógeno Molecular H 2 es un agente oxidante.

con no metales

¡De los hidrógeno no metales reaccionan solo con carbono, nitrógeno, oxígeno, gris, selenio y halógenos!

Deben entenderse el carbono, el grafito o el carbono amorfo, ya que el diamante es una modificación de carbono alotrópico extremadamente inerte.

Al interactuar con no metales, el hidrógeno solo puede realizar la función de agente reductor, es decir, solo aumenta su grado de oxidación:

La interacción de hidrógeno con sustancias complejas.

con los óxidos de metales.

El hidrógeno no reacciona con los óxidos metálicos que se fila en una fila de actividad metálica a aluminio (inclusive), sin embargo, es capaz de restaurar muchos óxidos metálicos a la derecha de aluminio cuando se calienta:

con óxidos no metálicos

A partir de óxidos no metálicos, el hidrógeno reacciona cuando se calienta con óxidos de nitrógeno, halógeno y carbono. De todas las interacciones de hidrógeno con óxidos no metálicos, se debe tener en cuenta su reacción con el monóxido de carbono CO.

Una mezcla de CO y H 2 incluso tiene su propio nombre: "Gas de síntesis", debido a la misma, dependiendo de las condiciones, se pueden obtener los productos populares de la industria como metanol, formaldehído e incluso hidrocarburos sintéticos:

Ácidos c

Con los ácidos inorgánicos, el hidrógeno no reacciona!

A partir de ácidos orgánicos, el hidrógeno reacciona solo con insaturación, así como con los ácidos que contienen grupos funcionales capaces de la restauración del hidrógeno, en particular los grupos aldehído, keto o nitro.

c sales

En el caso de soluciones acuosas de sales, su interacción con hidrógeno no fluye. Sin embargo, cuando el hidrógeno pasa sobre sales sólidas de ciertos metales de actividad media y baja, su recuperación parcial o completa es posible, por ejemplo:

Propiedades químicas del halógeno.

Los halógenos se denominan elementos químicos del grupo VIIA (F, CL, BR, I, AT), así como sustancias simples formadas por ellos. En lo sucesivo, en el texto, si no se dice, serán sustancias simples bajo halógenos.

Todos los halógenos tienen una estructura molecular, que causa bajos puntos de fusión y ebullición de estas sustancias. Moléculas halógenas di-Town, es decir,. Su fórmula se puede escribir en general como HAL 2.

Cabe señalar una propiedad física tan específica del yodo, como su capacidad para sublimación o, en otras palabras, retirada. retirada, Llamado un fenómeno en el que la sustancia en el estado sólido no se derrene durante el calentamiento, y, al pasar la fase líquida, inmediatamente entra en un estado gaseoso.

La estructura electrónica del nivel de energía externa del átomo de cualquier halógeno tiene la forma de NS 2 NP 5, donde n es el número de período de la tabla de periodleeva, en la que se encuentra el halógeno. Como puede ver, hasta las ocho electrones, los átomos de la vaina externa del halógeno carecen de un solo electrón. Es lógico asumir principalmente las propiedades oxidantes del halógeno libre, que se confirma en la práctica. Como se sabe, la electroneacabilidad de los no metales al conducir hacia abajo el subgrupo disminuye y, por lo tanto, la actividad de halógeno disminuye en una fila:

F 2\u003e CL 2\u003e BR 2\u003e I 2

La interacción de halógenos con sustancias simples.

Todos los halógenos son sustancias altamente activas y reaccionan con la mayoría de las sustancias simples. Sin embargo, se debe tener en cuenta que el flúor debido a su reactividad extremadamente alta puede responder incluso con esas simples sustancias con las que los halógenos restantes no pueden reaccionar. Tales sustancias simples incluyen oxígeno, carbono (diamante), nitrógeno, platino, oro y algunos gases nobles (xenón y cripton). Esos. Realmente, el flúor no reacciona solo con algunos gases nobles.

Los halógenos restantes, es decir,. El cloro, el bromo y el yodo, también son sustancias activas, pero menos activas que el flúor. Reaccionan prácticamente con todas las sustancias simples, a excepción de oxígeno, nitrógeno, carbono en forma de diamante, platino, oro y gases nobles.

Interacción de halógenos con no metales.

hidrógeno

Cuando se forma la interacción de todo halógeno con hidrógeno. crianza halógena Con la fórmula general de HHAL. Al mismo tiempo, la reacción con flúor con hidrógeno comienza espontáneamente incluso en la oscuridad y fluye con una explosión de acuerdo con la ecuación:

La reacción del cloro de hidrógeno se puede iniciar mediante una intensa irradiación ultravioleta o calentamiento. También fluye con una explosión:

El bromo y el yodo reaccionan con hidrógeno solo cuando se calientan y, al mismo tiempo, la reacción con yodo es reversible:

fósforo

La interacción de flúor con fósforo conduce a la oxidación del fósforo a la oxidación más alta (+5). En este caso, la formación del pentafluoruro de fósforo:

En la interacción de cloro y bromo con fósforo, es posible obtener haluros de fósforo en cuanto al grado de oxidación + 3 y en el grado de oxidación +5, que depende de las proporciones de las sustancias reaccionantes:

En este caso, en el caso de fósforo blanco en la atmósfera de flúor, cloro o bromo líquido, la reacción comienza espontáneamente.

La interacción de fósforo con yodo puede conducir a la formación de solo triólogo fósforo debido a significativamente menor que los halógenos oxidantes restantes:

gris

El flúor oxida azufre a la oxidación más alta +6, formando el hexafluoruro de azufre:

El cloro y el bromo reaccionan con gris, formando compuestos que contienen azufre en extremadamente no característico de los grados de oxidación +1 y +2. Estas interacciones son muy específicas, y para el examen de la química, no es necesario registrar las ecuaciones de estas interacciones. Por lo tanto, las tres de las siguientes ecuaciones se dan más para la familiarización:

La interacción de halógenos con metales.

Como se mencionó anteriormente, el flúor es capaz de reaccionar con todos los metales, incluso tan bajo activo como platino y oro:

Los halógenos restantes reaccionan con todos los metales además del platino y el oro:

Reacciones halógenas con sustancias complejas.

Reacciones de reacción con halógenos.

Halógenos más activos, es decir, Los elementos químicos de los cuales se encuentran arriba en la tabla MENDELEEV, pueden usar halógenos menos activos de los ácidos de halógeno-hidrógeno y haluros de metales:

De manera similar, el bromo y el yodo desplazan el azufre a partir de soluciones de sulfuro y o sulfuro de hidrógeno:

El cloro es un agente oxidante más fuerte y oxida sulfuro de hidrógeno en su solución acuosa de no azufre y al ácido sulfúrico:

La interacción de halógenos con agua.

El agua está ardiendo en flúor con una llama azul de acuerdo con la ecuación de reacción:

El bromo y el cloro reaccionan con agua de manera diferente a la flúor. Si el fluoro se realiza como agente oxidante, entonces el cloro y el bromo son desproporcionados en el agua, formando una mezcla de ácidos. Con esta reacción reversible:

La interacción de yodo con agua fluye de manera tan insignificante que se pueden descuidar y asumir que la reacción no fluye en absoluto.

La interacción de halógenos con las soluciones alcalinas.

El flúor al interactuar con una solución álcali acuosa nuevamente actúa como un agente oxidante:

La capacidad de registrar esta ecuación no es necesaria para pasar el uso. Es suficiente saber el hecho sobre la posibilidad de tal interacción y el papel oxidativo del flúor en esta reacción.

A diferencia del flúor, los halógenos restantes en las soluciones alcalinas son desproporcionadas, es decir, simultáneamente y aumentan su grado de oxidación. Al mismo tiempo, en el caso de cloro y bromo, dependiendo de la temperatura, es posible en dos direcciones diferentes. En particular, el frío de la reacción procede de la siguiente manera:

y cuando se calienta:

El yodo reacciona con álcalis exclusivamente de acuerdo con la segunda opción, es decir,. con formación de yodatos, porque La hidiogénica no es estable, no solo cuando se calienta, sino también a temperatura normal e incluso en frío.

Los halógenos son el grupo de elementos más reactivos en el sistema periódico. Consisten en moléculas con energías de disociación de enlaces muy bajas (consulte la Tabla 16.1), y sus átomos tienen siete electrones en la cubierta exterior y, por lo tanto, muy electronegativo. El flúor es el elemento no metálico más electronegativo y reactivo en el sistema periódico. La reactividad del halógeno disminuye gradualmente al pasar al fondo del grupo. La siguiente sección considerará la capacidad de halógeno para oxidar metales y no metales y se muestra cómo esta capacidad disminuye en la dirección de flúor hacia un fin.

Halógenos como agentes oxidantes.

Cuando el sulfuro de hidrógeno gaseoso se pasa a través del agua de cloro, se precipita el azufre. La reacción procede por la ecuación.

En esta reacción, el cloro oxida el sulfuro de hidrógeno, tiene hidrógeno. El cloro también se oxida antes, por ejemplo, si la mezcla de cloro con una solución de sulfato acuoso se forma sulfato.

La media reacción oxidativa que se produce se describe por la ecuación.

Como otro ejemplo del efecto oxidativo del cloro, presentamos la síntesis de cloruro de sodio cuando se quema de sodio en cloro:

Oxidación de sodio se produce en esta reacción, ya que cada átomo de sodio pierde un electrón, formando ión de sodio:

El cloro se une a estos electrones, formando iones de cloruro:

Tabla 16.3. Potenciales estándar de electrodos halógenos

Tabla 16.4. Formación de halogenuro de sodio estándar Enthalpia

Los oxidificadores son todos halógenos, desde el flúor, el flúor es el agente oxidante más fuerte. En la pestaña. 16.3 Se indican los potenciales de electrodos estándar de halógenos. De esta tabla, se puede ver que la capacidad oxidativa del halógeno disminuye gradualmente hacia la parte inferior del grupo. Este patrón se puede demostrar agregando una solución de bromuro de potasio a un recipiente con cloro gaseoso. El cloro oxida los iones de bromuro, lo que resulta en un bromo; Esto conduce a la aparición de colorear en la solución previamente incolora:

Por lo tanto, puede asegurarse de que el cloro sea un oxidante más fuerte que Bromine. De la misma manera, si la solución de yoduro de potasio se mezcla con bromo, se forma el precipitado negro de un yodo sólido. Esto significa que el bromo oxida los iones de yoduro:

Ambas reacciones descritas son ejemplos de reacciones de desplazamiento (sustituciones). En cada caso, más reactivo, es decir, que es un agente oxidante más fuerte, el halógeno desplaza el halógeno menos reactivo de la solución.

Oxidación de metales. Los halógenos se oxidan fácilmente por metales. El flúor se oxida fácilmente con todos los metales, excluyendo oro y plata. Ya hemos mencionado que el cloro se oxida sodio, formando cloruro de sodio con él. Damos otro ejemplo: cuando el flujo de cloro gaseoso se pasa por encima de la superficie del aserrín de hierro calentado, se forma un cloruro de sustancia marrón sólida:

Incluso el yodo es capaz, aunque lentamente, oxidando los metales ubicados en la fila electroquímica debajo de ella. La facilidad de oxidación de los metales por varios halógenos se reduce cuando se muda a la parte inferior del grupo VII. Esto se puede verificar comparando la energía de la formación de haluros de los elementos de origen. En la pestaña. 16.4 El halogenuro de sodio estándar Enthalenpia se indica en el orden de movimiento a la parte inferior del grupo.

Oxidación de los no metales. Con la excepción del nitrógeno y los gases más nobles, el flúor oxida a todos los demás no metales. El cloro reacciona con fósforo y gris. El carbono, el nitrógeno y el oxígeno no reaccionan directamente con cloro, bromo o yodo. La reactividad relativa de halógenos a no metallam se puede juzgar comparando sus reacciones con hidrógeno (Tabla 16.5).

Oxidación de hidrocarburos. Bajo ciertas condiciones, los halógenos se oxidan por hidrocarburos.

Tabla 16.5. Reacciones halógenas con hidrógeno.

doroda. Por ejemplo, el cloro borra completamente el hidrógeno de la molécula de trementina:

La oxidación del acetileno puede fluir con una explosión:

Reacciones con agua y álcalis.

El flúor reacciona con agua fría, formando fluoruro y oxígeno:

El cloro se disuelve lentamente en el agua, formando agua con cloro. El agua con cloro tiene una pequeña acidez debido al hecho de que toma desproporcionadamente (ver sección 10.2) cloro para formar ácido clorhídrico y ácido clorótico:

Bromo y yodo desproporcionado en agua de manera similar, pero el grado de desproporción en el agua disminuye de cloro al ánodo.

Cloro, bromo y yodo desproporcionado también en álcalis. Por ejemplo, en un álcali diluido frío, el bromo está desproporportado a los iones de bromuro y a la hipobromita-ioi (bromato -yons):

En la interacción de bromo con álcalis concentrados en caliente, los flujos deshactos de la separación distraída:

IOdat (I), o hipoideo, inestable incluso en álcalis diluidos en frío. Espontáneamente desproporcionada con la formación del ion de yoduro y Heodat (I) -No.

La reacción con flúor con álcalis, así como su reacción con agua, no es similar a las reacciones similares de otros halógenos. La siguiente reacción ocurre en un álcali diluido frío:

En el álcali concentrado en caliente, la reacción con flúor procede de la siguiente manera:

Análisis de halógenos y con la participación de halógenos.

El análisis de alta calidad y cuantitativo en halógenos generalmente se realiza utilizando una solución de nitrato de plata. por ejemplo

Para una definición de alta calidad y cuantificar yodo, se puede usar una solución de almidón. Dado que el yodo es muy poco soluble en agua, generalmente se analiza en presencia de yoduro de potasio. Así que ven por la razón por la que el yodo forma un ión de trioduro soluble con ion de yoduro.

Las soluciones de yoduros se utilizan para determinar analíticamente diversos agentes reductores, por ejemplo, así como algunos agentes oxidantes, por ejemplo, los oxidantes cambian el equilibrio anterior hacia la izquierda, lanzando yodina. El yodo es luego titulado por tiosulfato (VI).

Entonces, repite otra vez!

1. Los átomos de todos los halógenos tienen siete electrones en la cubierta exterior.

2. Para obtener halógeno en condiciones de laboratorio, se pueden usar la oxidación de los ácidos de reproducción halógeno correspondientes.

3. Los halógenos se oxidan por metales, no metales y hidrocarburos.

4. Los halógenos son desproporcionados en agua y álcali, formando iones de haluro, hipatalogénicos y halógenos (-yones.

5. Los patrones de cambio de las propiedades físicas y químicas del halógeno al pasar a la parte inferior del grupo se muestran en la tabla. 16.6.

Tabla 16.6. Patrones de cambio de las propiedades del halógeno a medida que aumenta el número atómico.

6. Fluoro tiene propiedades anormales entre otros halógenos por las siguientes razones:

a) Tiene una baja energía de disociación;

b) En las conexiones de flúor, existe solo en un estado de oxidación;

c) El flúor es el electronegativo y el más reactivo entre todos los elementos no metálicos;

d) Su reacción con agua y álcalis difieren de reacciones similares del halógeno restante.