Interakcja fluoru z równaniem wodnym. Reaktywność halogenu

Reakcje dorosłe Wielu rodziców nie zawsze wie, jak reagować na czyny i niektóre działania swoich dzieci. Kiedy natkwiimy się na problemy, reagujemy trzy na różne sposoby. Udajemy, że nic się nie stało.2. Definiujemy wroga i atak .3. Jesteśmy prawdziwi

Atom wodoru ma elektroniczny wzór zewnętrzny (i tylko) poziomu elektronicznego 1 s. jeden. Z jednej strony, zgodnie z obecnością jednego elektronu na zewnętrznym poziomie elektronu, atom wodoru jest podobny do atomów metalowych alkalicznych. Jednakże, jak również halogeny, niewystarczające, aby wypełnić zewnętrzny poziom elektroniczny tylko jednego elektronu, ponieważ nie więcej niż 2 elektrony można umieścić na pierwszym poziomie elektronu. Okazuje się, że wodór można umieścić jednocześnie zarówno w pierwszej, jak i na przedostatni (siódmej) grupie tabeli MendeleEV, która jest czasami wykonywana w różnych wariantach układu okresowego:

Od punktu widzenia właściwości wodoru jako prostej substancji, niemniej jednak ma więcej wspólnego z halogenami. Wodór, jak również halogenki, nie jest metalem i tworzy cząsteczki wymiarowe (H 2).

W normalnych warunkach wodór jest gazową, niską substancją o niskiej aktywnej. Niska aktywność wodoru wynika z wysokiej wytrzymałości związku między atomami wodoru w cząsteczce, do zerwania, które jest wymagane lub mocne ogrzewanie, lub stosowanie katalizatorów lub obu jednocześnie.

Interakcja wodoru z prostymi substancjami

z metaliami

Wodór metali reaguje tylko z alkaliczną i alkaliczną Ziemią! Metale alkaliczne obejmują metale głównej podgrupy Grupy I-T (Li, Na, K, RB, CS, FR), oraz do alkalicznych - metali - metale głównej podgrupy II Grupy II, z wyjątkiem berylu i magnezu (ca , SR, BA, RA)

Podczas interakcji z metali aktywnych wodór wykazuje właściwości oksydacyjne, tj. Obniżyć stopień utleniania. Jednocześnie uformowane są wodorek metali ziem alkalicznych i alkalicznych, które mają strukturę jonową. Reakcję występuje po podgrzaniu:

Należy zauważyć, że interakcja z metali aktywnych jest jedynym przypadkiem, gdy cząsteczkowy wodór H2 jest środkiem utleniającym.

z niemetalami

Od wodoru bez metali reaguje tylko z węglem, azotem, tlenem, szarym, selenem i halogenami!

Pod węglem, grafitowy lub amorficzny węgiel należy rozumieć, ponieważ diament jest niezwykle obojętnym alotropowym modyfikacją węgla.

Podczas interakcji z nieetalnymi wodór może wykonywać funkcję środka redukującego, czyli jedynie zwiększenie stopnia utleniania:

Interakcja wodoru ze złożonymi substancjami

z tlenkami metali

Wodór nie reaguje z tlenkami metali, które są w rzędzie aktywności metalowej do aluminium (włącznie), jest jednak w stanie przywrócić wiele tlenków metali po prawej stronie aluminium po podgrzaniu:

z tlenkami nieleksetalnymi

Od tlenków niemetalowych, wodoru reaguje po ogrzewaniu z tlenkami azotu, fluorowcem i węglem. Ze wszystkich interakcji wodoru o tlenkach nieleksetalowych należy zauważyć jego reakcję z monoksorem węgla CO.

Mieszanka CO i H 2 ma nawet własną nazwę - "gaz syntezowy", z tego powodu, w zależności od warunków, takich popularnych produktów przemysłu jako metanol, formaldehyd, a nawet syntetyczne węglowodory można uzyskać:

c kwasy

Z kwasami nieorganicznymi wodór nie reaguje!

Od kwasów organicznych wodór reaguje tylko z nienasyconym, jak również z kwasami zawierającymi grupy funkcyjne zdolne do przywrócenia wodoru, w szczególności aldehyd, grupy keto lub nitro.

c sole.

W przypadku wodnych roztworów soli, ich interakcja z wodorem nie przepływa. Jednakże, gdy wodór przechodzi na stałe sole pewnych metali średniej i niskiej aktywności, ich częściowe lub całkowite odzyskiwanie jest możliwe, na przykład:

Właściwości chemiczne fluorowca

Walogeny nazywane są pierwiastkami chemicznymi Grupy VIIA (F, CL, Br, I, AT), a także proste substancje utworzone przez nich. W tekście, w tekście, jeśli nie jest powiedziany, będzie to proste substancje pod halogenami.

Wszystkie halogeny mają strukturę molekularną, co powoduje niskie stopienie i wrzące punkty tych substancji. Cząsteczki halogenowe Di-Town, I.e. Ich formuła może być zapisana ogólnie jak Hal 2.

Należy zauważyć taką specyficzną fizyczną własność jodu, jako jego zdolność do sublimacja lub, innymi słowy, wycofać się. Wycofać się, Zwane zjawiskiem, w którym substancja w stanie stałym nie jest stopiona podczas ogrzewania, a przez przechodząc fazę ciekłej, natychmiast trafia do stanu gazowego.

Struktura elektroniczna zewnętrznego poziomu energii atomu dowolnego fluorowca ma postać NS 2 NP 5, gdzie N jest numerem okresu tabeli periodleeva, w której znajduje się halogen. Jak widać, aż do osiem elektronów zewnętrznych atomów fluorowca nie ma tylko jednego elektronu. Logiczne jest zakładanie głównie właściwości utleniających wolnego fluorowca, co potwierdza w praktyce. Jak wiadomo, elektroniczna substancja non-metali podczas napędzania podgrupy zmniejsza się, a zatem aktywność fluorowca zmniejsza się z rzędu:

F 2\u003e CL2\u003e BR 2\u003e I 2

Interakcja halogenów z prostymi substancjami

Wszystkie halogeny są wysoce aktywnymi substancjami i reagują z większością prostych substancji. Należy jednak zauważyć, że fluor z powodu jego wyjątkowo wysokiej reaktywności może odpowiedzieć nawet z tymi prostymi substancjami, z którymi pozostałe halogeny nie mogą reagować. Takie proste substancje obejmują tlen, węgiel (diament), azot, platyna, złoty i niektóre gazy szlachetne (ksenon i krypton). Te. tak właściwie, fluoro nie reaguje tylko z niektórymi gazami szlachetnymi.

Pozostałe halogeny, tj. Chlor, brom i jod, są również substancjami czynnymi, ale mniej aktywnymi niż fluor. Reagują praktycznie ze wszystkimi prostymi substancjami, z wyjątkiem tlenu, azotu, węgla w postaci diamentowych, platynowych, złotych i szlachetnych gazów.

Interakcja halogenów z niemetalami

wodór

Gdy powstaje interakcja całego halogenu z wodorem hodowla halogenowa Z ogólnym wzorem HHAL. W tym samym czasie reakcja fluoru z wodorem zaczyna się spontanicznie nawet w ciemności i przepływa z wybuchem zgodnie z równaniem:

Reakcję chloru wodoru może być inicjowane przez intensywne napromieniowanie ultrafioletowe lub ogrzewanie. Przepływa również z eksplozją:

Brom brom i jod reagują z wodorem tylko po podgrzaniu, a jednocześnie reakcja z jodem jest odwracalna:

fosfor

Interakcja fluoru fosforu prowadzi do utleniania fosforu do najwyższego utleniania (+5). W tym przypadku tworzenie fosforu pentafluoride:

W interakcji chloru i bromu z fosforu, możliwe jest uzyskanie halogenków fosforowych co do stopnia utleniania + 3, a stopień utleniania +5, co zależy od proporcji substancji reakcyjnych:

W tym przypadku, w przypadku białego fosforu w atmosferze fluoru, chloru lub bromu ciekłego, reakcję rozpoczyna się spontanicznie.

Interakcja fosforu z jodem może prowadzić do tworzenia tylko triodidu fosforu z powodu znacznie mniejszej niż pozostałe utleniające halogenki:

szary

Fluor utlenia siarki do najwyższego utleniania +6, tworząc siarkę heksafluoride:

Chlor i brom reagują ze szarymi, tworzącymi związki zawierające siarkę w skrajnie nie charakterystyczne dla stopni utleniania +1 i +2. Te interakcje są bardzo specyficzne, a do badania chemii, zdolność do nagrywania równań tych interakcji nie jest konieczna. Dlatego trzy z poniższych równań podano więcej do zapoznania:

Interakcja halogenów z metali

Jak wspomniano powyżej, fluoro jest w stanie reagować ze wszystkimi metali, nawet tak niskimi, jak platyna i złoto:

Pozostałe halogenki reagują ze wszystkimi metalami oprócz platyny i złota:

Reakcje halogenowe ze złożonymi substancjami

Reakcje reakcji z halogenami

Więcej aktywnych halogenów, tj. Elementy chemiczne znajdują się powyżej w tabeli MendeleEV, są w stanie wyłączyć mniej aktywnych halogenów z kwasów halogenowo-wodorowych i halogenków metali:

Podobnie, brom i jod rozpuszcza siarkę od roztworów siarczkowych i siarkowodoru:

Chlor jest silniejszym środkiem utleniającym i utlenia siarczkiem wodoru w jej wodnym roztworze nie siarki i kwasu siarkowym:

Interakcja halogenów wodą

Woda palenia fluoru z niebieskim płomieniem zgodnie z równaniem reakcji:

Brom i chlor reagują z wodą inaczej niż fluor. Jeśli fluoro wykonano jako środek utleniający, chlor i brom są nieproporcjonalne w wodzie, tworząc mieszaninę kwasów. Dzięki tej reakcji odwracalnej:

Interakcja jodu z wodą płynie w tak niezgrabnie nisko, że mogą być zaniedbane i założone, że reakcja w ogóle nie płynie.

Interakcja halogenów z rozwiązaniami alkalicznymi

Fluor w interakcji z wodnym roztworem alkalicznym ponownie działa jako środek utleniający:

Możliwość zapisywania tego równania nie jest wymagana do przekazania użycia. Wystarczy poznać fakt o możliwości takiej interakcji i oksydacyjnej roli fluoru w tej reakcji.

W przeciwieństwie do fluoru, pozostałe halogenki w roztworach alkalicznych są nieproporcjonalne, czyli jednocześnie i zwiększa ich stopień utleniania. W tym samym czasie, w przypadku chloru i bromu, w zależności od temperatury, możliwe jest w dwóch różnych kierunkach. W szczególności przeziębienia reakcji wpływa w następujący sposób:

a gdy ogrzewany:

Jod reaguje wyłącznie z alkalicznie zgodnie z drugą opcją, tj. z formacją jodną, \u200b\u200bponieważ Hydiogenic nie jest stabilny nie tylko po podgrzaniu, ale także w normalnej temperaturze, a nawet zimnej.

Halogeny są najbardziej reaktywną grupą elementów w systemie okresowym. Składają się z cząsteczek o bardzo niskiej wiązania energii dysocjacyjnych (patrz tabela 16.1), a ich atomy mają siedem elektronów w zewnętrznej powłoki, a zatem bardzo elektroniczną. Fluor jest najbardziej elektronikowy i najbardziej reagujący element niemetaliczny w układzie okresowym. Reaktywność halogenu stopniowo zmniejsza się podczas przenoszenia na dno grupy. Poniższa sekcja rozważy zdolność fluorowca do metali utleniających i niemetałowych i wykazuje, w jaki sposób ta zdolność zmniejsza się w kierunku fluoru do końca.

Halogeny jak utleniające środki

Gdy gazowy siarczowodór jest przepuszczany przez wodę chlorową, siarka wytrąca się. Reakcja wpływa przez równanie

W tej reakcji chlor utlenia siarczkiem wodoru, ma wodór. Chlor także utlenia się przed, na przykład, jeśli mieszanie chloru z wodnym roztworem siarczanu jest uformowany siarczan

Występowanie pół-reakcji oksydacyjnej jest opisany przez równanie

Jako inny przykład efektu oksydacyjnego chloru, przedstawia syntezę chlorku sodu, gdy spalanie sodu w chloru:

Odbywa się utlenianie sodu w tej reakcji, ponieważ każdy atom sodu traci elektron, tworząc jon sodu:

Chlor dołącza do tych elektronów, tworząc jony chlorkowe:

Tabela 16.3. Standardowe potencjały elektrody halogenowej

Tabela 16.4. Standardowy entalpia tworzenia halogenków sodu

Oświeżacze są halogenami, z nich fluor jest najsilniejszym środkiem utleniającym. W zakładce. 16.3 Wskazane są standardowe potencjały elektrody halogenów. Z tej tabeli widać, że zdolność oksydacyjna fluorowca stopniowo zmniejsza się w kierunku dolnej części grupy. Wzór ten można wykazać przez dodanie roztworu bromku potasu do naczynia z gazem chlorowym. Chlor utlenia jonami bromowodorkami, co powoduje brom; Prowadzi to do wyglądu kolorowania w poprzednim bezbarwnym rozwiązaniu:

W ten sposób możesz upewnić się, że chlor jest silniejszym utleniaczem niż brom. W taki sam sposób, jeśli roztwór jodku potasu miesza się z bromem, powstaje czarny osad z solidnej jodu. Oznacza to, że bromowy utlenia jonami jodek:

Obie opisane reakcje są przykładami reakcji przemieszczeń (podstawień). W każdym przypadku, bardziej reaktywne, czyli, który jest silniejszym środkiem utleniającym, halogenowo wypiera mniej reaktywnego fluorowca z roztworu.

Utlenianie metali. Halogenki są łatwo utleniane przez metale. Fluor łatwo utlenia wszystkie metale, z wyłączeniem złota i srebra. Wspomnieliśmy już, że chlor utlenia sodową, tworząc z nim chlorek sodu. Dajemy kolejny przykład: gdy przepływ gazowego chloru jest przekazywany powyżej powierzchni ogrzewanego trocin żelaza, utworzono chlorek solidnej brown:

Nawet jod jest zdolny, choć powoli, utleniający metale znajdujące się w wierszu elektrochemicznym poniżej. Łatwość utleniania metali przez różne halogenki zmniejsza się podczas przenoszenia do dołu grupy VII. Można to zweryfikować poprzez porównanie energii tworzenia halogenków z elementów źródłowych. W zakładce. 16.4 Standardowy entalpia sodu halogenkowy są wskazane w kolejności ruchu do dolnej części grupy.

Utlenianie niemetalskich. Z wyjątkiem gazów azotu i większości szlachetnych, fluor utlenia wszystkich innych niemetalskich. Chlor reaguje z fosforem i szarym. Węgiel, azot i tlen nie reagują bezpośrednio z chloru, bromu lub jodu. Względna reaktywność halogenów do nonmetallam może być oceniana przez porównanie ich reakcji z wodorem (tabela 16.5).

Utlenianie węglowodorów. W pewnych warunkach halogeny są utleniane przez węglowodory.

Tabela 16.5. Reakcje halogenowe z wodorem

doroda. Na przykład, chlor całkowicie usuwa wodór z molekuły terpentyny:

Utlenianie acetylenu może płynąć z eksplozją:

Reakcje z wodą i alkalami

Fluor reaguje z zimną wodą, tworząc fluorkę i tlen:

Chlor powoli rozpuszcza się w wodzie, tworząc wodę chlorową. Woda chlorowa ma niewielką kwasowość ze względu na fakt, że potrzeba nieproporcjonalnego (patrz rozdział 10.2) chlor, tworząc kwas chlorowodorowy i kwas chlorotyczny:

Brom brom i jod nieproporcjonalny w wodzie w podobny sposób, ale stopień dysproporcji w wodzie zmniejsza się z chloru do anody.

Chlor, brom i jod nieproporcjonalny również w alkaliach. Na przykład, w chłodnym rozcieńczonym alkali, brom jest nieportowy do jonów bromkowych i hipobromite-ioi (bromate -yons):

W interakcji bromu z gorącymi koncentratami koncentratami, pozbawione odporność na rozmaitość przepływa dalej:

Iodat (I) lub Hyvoid-Ion, niestabilny, nawet w zimnej rozcieńczonym alkalidzie. To spontanicznie nieproporcjonowane wraz z tworzeniem jonu jodowego i heodat (I) -yone.

Reakcja fluorowa z zasadami alkalicznymi, a także jego reakcją z wodą, nie jest podobna do podobnych reakcji innego fluorowca. Następująca reakcja występuje w zimnym rozcieńczeniu alkali:

W hot skoncentrowanym alkali, reakcja z fluorami wpływa w następujący sposób:

Analiza halogenów iz udziałem fluorowca

Wysokiej jakości i analiza ilościowa na halogenkach jest zwykle wykonywana przy użyciu roztworu azotanu srebra. na przykład

W przypadku wysokiej jakości i ilościowej definicji jodu można stosować roztwór skrobi. Ponieważ jod jest bardzo mało rozpuszczalny w wodzie, zwykle jest analizowany w obecności jodku potasu. Więc przyczyną, że jod tworzy rozpuszczalny jon triiodide jonem jodowym

Roztwory jodek są wykorzystywane do analitycznego określenia różnych środków redukujących, na przykład, jak również niektórych środków utleniających, na przykład, utleniacze przesuwają powyższą równowagę w lewo, premiery jodu. Jod jest następnie miareczkowany tiosiarczanem (VI).

Więc powtórz ponownie!

1. Atomy wszystkich halogenów mają siedem elektronów w zewnętrznej powłoki.

2. Uzyskanie fluorowca w warunkach laboratoryjnych można stosować utlenianie odpowiednich kwasów hodowlanych hodowlanych.

3. Halogeny utleniają metale, niemetalskie i węglowodory.

4. Halogeny są nieproporcjonalne w wodzie i alkaliczne, tworząc jony halogenek, hipathalogenogenne i halogenowe (-yony.

5. Wzory zmiany właściwości fizycznych i chemicznych fluorowca podczas przenoszenia do dolnej części grupy przedstawiono w tabeli. 16.6.

Tabela 16.6. Wzory zmiany właściwości fluorowca, gdy liczba atomowa wzrasta

6. Fluoro ma nieprawidłowe właściwości między innym fluorowcem z następujących powodów:

a) ma niską energię dysocjacyjną;

b) w połączeniach fluorowych istnieje tylko w jednym stanie utleniania;

c) fluor jest elektroniczną i najbardziej reaktywną wśród wszystkich elementów niemetalicznych;

d) jego reakcja z wodą i alkaliczkami różni się od podobnych reakcji pozostałego halogenu.