تعامل فلوئور با معادله آب. واکنش پذیری هالوژن

واکنش های بزرگسالان بسیاری از والدین همیشه نمی دانند چگونه به اعمال و برخی اقدامات فرزندان خود پاسخ دهند. هنگامی که ما در معرض مشکلات قرار می گیریم، سه روش مختلف را واکنش نشان می دهیم. ما وانمود می کنیم که هیچ اتفاقی نیفتاده است. ما دشمن و حمله را تعریف می کنیم. ما واقعی هستیم

اتم هیدروژن دارای فرمول الکترونیکی خارجی (و تنها) سطح الکترونیکی 1 است s. یکی از یک طرف، با توجه به حضور یک الکترون در سطح الکترون بیرونی، اتم هیدروژن مشابه اتم های فلزی قلیایی است. با این حال، او، و همچنین هالوژن، به اندازه کافی برای پر کردن سطح الکترونیکی خارجی تنها یک الکترون نیست، زیرا بیش از 2 الکترون را می توان در سطح اول الکترون قرار نداد. به نظر می رسد که هیدروژن را می توان به طور همزمان هر دو در اولین و در گروه اول (هفتم) جدول مندلیو قرار می گیرد، که گاهی اوقات در انواع مختلف سیستم دوره ای انجام می شود:

از نقطه نظر خواص هیدروژن به عنوان یک ماده ساده، با این وجود، با هالوژن ها بیشتر است. هیدروژن، و همچنین هالوژن، غیر فلزی است و مولکول های ابعاد (H 2) را تشکیل می دهد.

در شرایط عادی، هیدروژن یک گاز، یک ماده کم فعال است. فعالیت کم هیدروژن به علت استحکام بالا ارتباط بین اتم های هیدروژن در مولکول، برای شکستن آن مورد نیاز یا گرمایش قوی یا استفاده از کاتالیزورها یا هر دو در همان زمان است.

تعامل هیدروژن با مواد ساده

با فلزات

فلزات هیدروژن فقط با زمین قلیایی و قلیایی واکنش نشان می دهد! فلزات قلیایی شامل فلزات زیر گروه اصلی گروه I-th (Li، Na، K، Rb، CS، FR) و فلزات قلیایی زمین های زیر گروه اصلی گروه دوم، به جز بریلیم و منیزیم (CA ، SR، BA، RA)

هنگام تعامل با فلزات فعال، هیدروژن دارای خواص اکسیداتیو، I.E. درجه اکسیداسیون خود را کاهش می دهد. در عین حال، هیدرید فلزات قلیایی و فلزات قلیایی که دارای ساختار یونی هستند تشکیل شده است. واکنش زمانی رخ می دهد که گرما:

لازم به ذکر است که تعامل با فلزات فعال تنها مورد زمانی است که هیدروژن مولکولی H 2 یک عامل اکسید کننده است.

با غیر فلزات

از هیدروژن غیر فلزات تنها با کربن، نیتروژن، اکسیژن، خاکستری، سلنیوم و هالوژن واکنش نشان می دهد!

تحت کربن، گرافیت یا کربن آمورف باید درک شود، زیرا الماس یک اصلاح کربن آلوتروپیک بسیار غیر مستقیم است.

هنگامی که ارتباط برقرار کردن با فلزات غیر فلزات، هیدروژن تنها می تواند عملکرد عامل کاهش دهنده را انجام دهد، یعنی تنها میزان اکسیداسیون خود را افزایش می دهد:

تعامل هیدروژن با مواد پیچیده

با اکسید فلزات

هیدروژن با اکسید های فلزی واکنش نشان نمی دهد که در یک ردیف از فعالیت های فلزی به آلومینیوم (شامل)، قادر به بازگرداندن بسیاری از اکسید های فلزی به سمت راست آلومینیوم هنگام گرم شدن:

با اکسید غیر فلزی

از اکسید های غیر فلزی، هیدروژن واکنش نشان می دهد زمانی که با اکسید نیتروژن، هالوژن و کربن گرم می شود. از تمام تعاملات هیدروژن با اکسید غیر فلز، باید واکنش آن را با COL COBLE MONOXIDE ذکر کرد.

مخلوطی از CO و H 2 حتی نام خود را - "گاز سنتز"، به دلیل آن، بسته به شرایط، مانند محصولات محبوب صنعت به عنوان متانول، فرمالدئید، و حتی هیدروکربن های مصنوعی می تواند به دست آورد:

c اسیدها

با اسیدهای معدنی، هیدروژن واکنش نشان نمی دهد!

از اسیدهای ارگانیک، هیدروژن تنها با اشباع نشده، و همچنین اسیدهای حاوی گروه های کاربردی قادر به بازسازی هیدروژن، به ویژه گروه های آلدئید، کتو، کتو یا نیترو، واکنش نشان می دهد.

c نمک

در مورد محلول های آبی نمک، تعامل آنها با هیدروژن جریان ندارد. با این حال، هنگامی که هیدروژن بیش از نمک های جامد از فلزات خاصی از فعالیت های متوسط \u200b\u200bو کم عبور می کند، به عنوان مثال، بازیابی جزئی یا کامل آنها امکان پذیر است:

خواص شیمیایی هالوژن

هالوژن عناصر شیمیایی گروه VIIA (F، CL، BR، I، AT)، و همچنین مواد ساده ای که توسط آنها تشکیل شده است نامیده می شود. بعد از آن، در متن، اگر گفته نشود، مواد ساده تحت هالوژن ها هستند.

تمام هالوژن ها دارای یک ساختار مولکولی هستند که سبب ذوب شدن کم ذوب و جوش این مواد می شود. مولکول های هالوژن Di-Town، I.E. فرمول آنها را می توان به طور کلی به عنوان HAL 2 نوشته شده است.

باید این ویژگی فیزیکی خاصی از ید را به عنوان توانایی آن به آن اشاره کرد تصعید یا، به عبارت دیگر، عقب نشینی. عقب نشینی، به نام پدیده ای است که در آن ماده در حالت جامد در طول گرمایش ذوب نمی شود، و با عبور از فاز مایع، بلافاصله به یک دولت گاز می رسد.

ساختار الکترونیکی سطح انرژی خارجی اتم هر هالوژن، شکل NS 2 NP 5 را تشکیل می دهد، جایی که N تعداد دوره ای از جدول دوره ی دوره ای است که در آن هالوژن قرار دارد. همانطور که می بینید، تا انتهای اتم های بیرونی خارجی هالوژن، تنها یک الکترون وجود ندارد. منطقی است که به طور عمده خواص اکسید کننده هالوژن آزاد، که در عمل تایید شده است، فرض شود. همانطور که شناخته شده است، الکترودهای غیر فلزات غیر فلزات هنگام رانندگی زیر گروه کاهش می یابد و بنابراین فعالیت هالوژن در یک ردیف کاهش می یابد:

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

تعامل Halogens با مواد ساده

تمام هالوژن ها مواد بسیار فعال هستند و با اکثر مواد ساده واکنش نشان می دهند. با این حال، لازم به ذکر است که فلوئور به علت واکنش بسیار بالا آن می تواند حتی با آن دسته از مواد ساده که با آن هالوژن های باقی مانده نمی توانند واکنش نشان دهند، پاسخ دهند. چنین مواد ساده شامل اکسیژن، کربن (الماس)، نیتروژن، پلاتین، طلا و برخی از گازهای نجیب (زنون و کریپتون) است. کسانی که. در حقیقت، فلورو تنها با برخی از گازهای نجیب واکنش نشان نمی دهد.

هالوژن های باقی مانده، I.E. کلر، برمین و ید، همچنین مواد فعال هستند، اما کمتر از فلوئور فعال هستند. آنها عملا با تمام مواد ساده، به جز اکسیژن، نیتروژن، کربن به شکل الماس، پلاتین، طلا و گازهای نجیب واکنش نشان می دهند.

تعامل Halogens با غیر فلزات

هیدروژن

هنگامی که تعامل تمام هالوژن با هیدروژن تشکیل می شود پرورش هالوژن با فرمول کلی HHAL. در عین حال، واکنش فلوراید با هیدروژن حتی در تاریکی حتی در تاریکی شروع می شود و با انفجار مطابق با معادله جریان می یابد:

واکنش کلر هیدروژن می تواند توسط اشعه ماوراء بنفش شدید یا گرمایش آغاز شود. همچنین با یک انفجار جریان دارد:

برم و ید واکنش نشان می دهند با هیدروژن تنها زمانی که گرما و در عین حال واکنش نشان می دهند، واکنش با ید، برگشت پذیر است:

فسفر

تعامل فلوئور با فسفر منجر به اکسیداسیون فسفر به بالاترین اکسیداسیون می شود (+5). در این مورد، تشکیل فسفر پنتفلوئید:

در تعامل کلر و برم با فسفر، ممکن است به علت اکسیداسیون + 3 و در درجه اکسیداسیون +5، به میزان اکسیداسیون +5، که بستگی به نسبت مواد واکنش وجود دارد، به دست آورید:

در این مورد، در مورد فسفر سفید در فضای فلوئور، کلر یا بروم مایع، واکنش به صورت خود به خود آغاز می شود.

تعامل فسفر با ید می تواند منجر به تشکیل تنها تریودید فسفر به علت به طور قابل توجهی کمتر از هالوژن های اکسید کننده باقی مانده است:

خاکستری

فلوئور اکسید گوگرد به بالاترین اکسیداسیون +6، تشکیل گوگرد هگزافلوئید:

کلر و برم واکنش نشان می دهند با خاکستری، ترکیبات تشکیل شده حاوی گوگرد در بسیاری از مشخصه های درجه اکسیداسیون +1 و +2. این تعاملات بسیار خاص هستند و برای بررسی شیمی، توانایی ثبت معادلات این تعاملات ضروری نیست. بنابراین، سه معادلات زیر برای آشنایی بیشتر شده اند:

تعامل Halogens با فلزات

همانطور که در بالا ذکر شد، فلورو قادر به واکنش با تمام فلزات، حتی به عنوان کم فعال به عنوان پلاتین و طلا است:

هالوژن های باقی مانده با تمام فلزات علاوه بر پلاتین و طلا واکنش نشان می دهند:

واکنش هالوژن با مواد پیچیده

واکنش های واکنش با هالوژن ها

هالوژن های فعال تر، I.E. عناصر شیمیایی که در بالای میز مندلیو قرار دارند، می توانند از هالوژن های فعال کمتر از اسیدهای هیدروژن هالوژن و هیدروژن فلزات را از بین ببرند:

به طور مشابه، برم و ید جابجایی گوگرد از محلول های سولفید و یا هیدروژن سولفید:

کلر یک عامل اکسید کننده قوی تر است و سولفید هیدروژن را در محلول آبی آن غیر گوگرد و اسید سولفوریک اکسید می کند:

تعامل Halogens با آب

آب در فلورین با شعله آبی با توجه به معادله واکنش سوزانده می شود:

برم و کلر با آب متفاوت از فلورین واکنش نشان می دهند. اگر فلورو به عنوان یک عامل اکسید کننده انجام شود، کلر و بروم در آب بی نظیر هستند و ترکیبی از اسیدها را تشکیل می دهند. با این واکنش برگشت پذیر:

تعامل ید با جریان آب به شدت کم کم است که می توان آنها را نادیده گرفت و تصور می کرد که واکنش به هیچ وجه جریان ندارد.

تعامل هالوژن ها با راه حل های قلیایی

فلوئور هنگام تعامل با یک محلول قلیایی آبی دوباره به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کند:

توانایی ضبط این معادله لازم نیست که استفاده شود. این به اندازه کافی برای دانستن این واقعیت در مورد احتمال چنین تعامل و نقش اکسیداتیو فلوئور در این واکنش کافی است.

برخلاف فلوئور، هالوژن های باقی مانده در محلول های قلیایی غیرمستقیم هستند، یعنی، به طور همزمان و درجه اکسیداسیون خود را افزایش می دهند. در عین حال، در مورد کلر و بروم، بسته به درجه حرارت، در دو جهت مختلف امکان پذیر است. به طور خاص، سرد شدن واکنش به شرح زیر است:

و هنگامی که گرم می شود:

ید به طور انحصاری با قلیایی به طور انحصاری با توجه به گزینه دوم واکنش نشان می دهد، I.E. با تشکیل یداتا، زیرا هیدروژن نه تنها زمانی که گرم می شود، پایدار نیست، بلکه در دمای طبیعی و حتی سرد نیز پایدار نیست.

هالوژن ها گروه های واکنش پذیر ترین عناصر در سیستم دوره ای هستند. آنها شامل مولکول هایی با انرژی های جداسازی باند بسیار کم هستند (به جدول 16.1 مراجعه کنید) و اتم های آنها دارای هفت الکترون در پوسته بیرونی و بنابراین بسیار الکترونگاتیو هستند. فلوئور بیشترین عنصر غیر فلزی الکترونگاتیک و واکنشی غیر فلزی در سیستم دوره ای است. واکنش پذیری هالوژن به تدریج هنگام رفتن به پایین گروه کاهش می یابد. بخش زیر توانایی هالوژن را برای اکسیداسیون فلزات و غیر فلزات در نظر می گیرد و نشان می دهد که این توانایی در جهت فلوئور به پایان می رسد.

هالوژن ها مانند عوامل اکسید کننده مانند

هنگامی که سولفید هیدروژن گازی از طریق کلر عبور می کند، گوگرد رسوب می شود. واکنش به وسیله معادله ادامه می یابد

در این واکنش، کلر اکسید شده سولفید هیدروژن، او دارای هیدروژن است. کلر همچنین قبل از آن اکسید می شود، به عنوان مثال، اگر مخلوط کلر با یک محلول سولفات آبی، سولفات تشکیل شود

واکنش نیمه واکنش اکسیداتیو توسط معادله توصیف می شود

به عنوان مثال دیگری از اثر اکسیداتیو کلر، ما سنتز کلرید سدیم را در هنگام سوزاندن سدیم در کلر ارائه می کنیم:

اکسیداسیون سدیم در این واکنش اتفاق می افتد، زیرا هر اتم سدیم یک الکترون را از بین می برد، یون های سدیم را تشکیل می دهد:

کلر به این الکترون ها می پیوندد، یون های کلرید را تشکیل می دهند:

جدول 16.3 پتانسیل الکترود هالوژن استاندارد

جدول 16.4. استاندارد سدیم هالید تشکیل شده اندالپیا

اکسیدان ها همه هالوژن ها هستند، از آنها فلوئور قوی ترین عامل اکسید کننده است. در برگه 16.3 پتانسیل الکترود استاندارد هالوژن ها نشان داده شده است. از این جدول، می توان دید که ظرفیت اکسیداتیو هالوژن به تدریج به سمت قسمت پایین گروه کاهش می یابد. این الگو را می توان با اضافه کردن یک راه حل از پتاسیم برومید به یک رگ با گاز کلر نشان داد. کلر اکسید می شود یون های برومید، که منجر به بروم؛ این منجر به ظاهر رنگ آمیزی در راه حل قبلی بی رنگ می شود:

بنابراین، شما می توانید اطمینان حاصل کنید که کلر اکسید کننده قوی تر از بروم است. به همان شیوه، اگر محلول یدید پتاسیم با بروم مخلوط شود، رسوب سیاه از یک ید جامد تشکیل شده است. این به این معنی است که برم اکسید می شود یون های یدید:

هر دو واکنش توصیف شده نمونه هایی از واکنش های جابجایی (جایگزینی) هستند. در هر مورد، واکنش پذیری بیشتر، یعنی یک عامل اکسید کننده قوی تر، هالوژن ها هالوژن واکنشی کمتر از محلول را جابجا می کند.

اکسیداسیون فلزات. هالوژن ها به راحتی توسط فلزات اکسید می شوند. فلوئور به راحتی تمام فلزات را اکسید می کند، به جز طلا و نقره. ما قبلا ذکر کرده ایم که کلر اکسید می شود سدیم، تشکیل کلرید سدیم با او. ما مثال دیگری را ارائه می دهیم: هنگامی که جریان کلر گازی بالاتر از سطح خاک اره های گرم شده است، کلرید ماده جامد قهوه ای تشکیل شده است:

حتی ید قادر است، اگر چه به آرامی، اکسیداسیون فلزات واقع در ردیف الکتروشیمیایی زیر آن است. سهولت اکسیداسیون فلزات توسط Halogens های مختلف کاهش می یابد زمانی که به پایین گروه VII منتقل می شود. این را می توان با مقایسه انرژی تشکیل هالید ها از عناصر منبع تایید کرد. در برگه 16.4 آنتالنپیا استاندارد سدیم هالید استاندارد به ترتیب حرکت به قسمت پایین گروه نشان داده شده است.

اکسیداسیون غیر فلزات. به استثنای نیتروژن و گازهای نجیب، فلوئور تمام فلزات غیر فلزات را اکسید می کند. کلر با فسفر و خاکستری واکنش نشان می دهد. کربن، نیتروژن و اکسیژن به طور مستقیم با کلر، بروم یا ید واکنش نشان نمی دهند. واکنش نسبی Halogens به nonmetallam را می توان با مقایسه واکنش های آنها با هیدروژن (جدول 16.5) قضاوت کرد.

اکسیداسیون هیدروکربن ها. در شرایط خاص، هالوژن ها توسط هیدروکربن ها اکسید شده اند.

جدول 16.5 واکنش هالوژن با هیدروژن

doroda به عنوان مثال، کلر به طور کامل هیدروژن را از مولکول سیب زمینی پاک می کند:

اکسیداسیون استیلن می تواند با انفجار جریان یابد:

واکنش های آب و قلیایی

فلوئور با آب سرد واکنش نشان می دهد، تشکیل فلوراید و اکسیژن:

کلر به آرامی در آب حل می شود، آب کلر را تشکیل می دهد. آب کلر دارای اسیدیته کوچک به دلیل این واقعیت است که به طور نامناسب طول می کشد (به بخش 10.2 مراجعه کنید) کلر برای تشکیل اسید هیدروکلریک و اسید کلروتیک:

بروم و ید نسبت به آب به روش مشابه، اما درجه ناسازگاری در آب از کلر به آند کاهش می یابد.

کلر، بروم و ید ناسازگار نیز در قلیایی است. به عنوان مثال، در یک قلیایی رقیق کننده سرد، بروم به یون های برومید و هیپبرومیت-IOI (Bromate-soons) مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد:

در تعامل برم با قلیایی متمرکز داغ، جابجایی ناخواسته جابجایی بیشتر:

یدات (I)، یا یون هیپوئید، حتی در قلیایی رقیق شده سرد، ناپایدار است. آن را به طور خود به خود با تشکیل یدید یدید یدید و هودات (I) -YOne بی نظیر است.

واکنش فلوئور با قلیایی، و همچنین واکنش آن با آب، مشابه واکنش های مشابهی از هالوژن نیست. واکنش زیر در قلیایی رقیق کننده سرد رخ می دهد:

در قلیایی متمرکز داغ، واکنش با فلوئور به شرح زیر است:

تجزیه و تحلیل بر روی هالوژن و با مشارکت هالوژن

تجزیه و تحلیل با کیفیت بالا و کمی بر روی هالوژن ها معمولا با استفاده از یک محلول نیترات نقره انجام می شود. مثلا

برای کیفیت بالا و تعیین تعریف ید، یک راه حل نشاسته می تواند مورد استفاده قرار گیرد. از آنجایی که ید در آب بسیار کم است، معمولا در حضور یدید پتاسیم مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. بنابراین به این دلیل آمده است که ید یک یون تریودیید محلول با یدید یدید را تشکیل می دهد

به عنوان مثال، راه حل های یدیدها به منظور تجزیه و تحلیل عوامل مختلف کاهش دهنده ها، به عنوان مثال، و همچنین برخی از عوامل اکسید کننده، به عنوان مثال، اکسیداسیون ها تعادل بالا را به سمت چپ تغییر می دهند و ید را آزاد می کنند. سپس توسط Thiosulfate (VI) تثبیت شده است.

بنابراین، دوباره تکرار کنید!

1. اتم های همه هالوژن دارای هفت الکترون در پوسته بیرونی هستند.

2. برای به دست آوردن هالوژن در شرایط آزمایشگاهی، اکسیداسیون اسیدهای پرورش هالوژن مربوطه می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

3. هالوژن ها توسط فلزات، غیر فلزات و هیدروکربن ها اکسید شده اند.

4. Halogens در آب و قلیایی، تشکیل یون هالید، هیپاتالاژنیک و هالوژن (-مون ها.

5. الگوهای تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی هالوژن هنگام انتقال به قسمت پایین گروه در جدول نشان داده شده است. 16.6

جدول 16.6 الگوهای تغییر خواص هالوژن به عنوان تعداد اتمی افزایش می یابد

6. فلورو خواص غیرطبیعی در میان سایر هالوژن به دلایل زیر دارد:

الف) انرژی کم انرژی کم است؛

ب) در اتصالات فلوئور، تنها در یک حالت اکسیداسیون وجود دارد؛

ج) فلوئور الکترونگاتیو و واکنشی ترین در میان تمام عناصر غیر فلزی است.

د) واکنش آن با آب و قلیایی متفاوت از واکنش های مشابه هالوژن باقی مانده است.