Галогены - общая характеристика, строение и свойства элементов
Галогены – ярко выраженные неметаллы. Летучи, с характерно едким «ароматом». Причем для йода (I2) жидкое агрегатное состояние вообще не характерно. При разогреве просто испаряется фиолетовым дымком.
Хлор – настоящее боевое отравляющее вещество. И применялось в таком качестве. Попадая в незащищенные глаза и органы, образует кислоты. С соответствующими последствиями. Для летального исхода достаточно концентрации в воздухе 2 мг/л.
Насыщенность цветов с «утяжелением» ядер возрастает. Активность, напротив, падает.
В воде растворимость ограничена. Лучше ведёт себя с органическими растворителями. Растворы оригинально окрашены: от слабо желтого до фиолетового.
Химические свойства галогенов
Галогены (Hal) - мощные окислители, а фтор агрессивен настолько, что вступает в реакцию с собратьями. Происходит это при подогреве. Степень окисления «пострадавших» оказывается +1.
Общее уравнение:
Можно сказать, что F реагирует со всеми простыми субстанциями, кроме отдельных благородных газов. А так (с облучением):
Остальные элементы ряда не взаимодействуют с:
-
O;
-
N;
-
С (в модификации алмаза);
-
Pt, Au;
-
Xe, Kr.
С неметаллами
Водород окисляет фтор при любых условиях, со взрывом. Cl с подсветкой УФ или подогревом. Но тоже громко. Остальные только с нагреванием. Но уравнение едино:
С фосфором взаимодействуют совершенно по-разному:
∗ F до получения пентафторида. Единственный, без нагревания:
∗ хлор и бром, в зависимости от концентрации:
∗ йод – недостаточно мощный окислитель:
∗ с серой также не все очевидно. Но только не с фтором. Окисление максимально, но с нагревом:
∗ бром и хлор реагируют нетипично и «неохотно»:
С металлами
Перед фтором ничто не устоит. Даже благородный класс, хоть и с нагревом:
Остальные металлы прочим галогенам по силам. Не без подогрева:
Реакции замещения
Агрессивные вытесняют «тяжелых» соседей по группе:
И с неметаллами не церемонятся:
Хлор, как более активный, ведет себя несколько по-другому:
С водой
Фтор в своем репертуаре. Вода будет пылать синим пламенем и норовить плюнуть плавиковой кислотой:
Хлор с бромом гораздо спокойнее. Да и процессы нестабильны, обратимы:
Йод с водой в видимые взаимодействия не вступает.
С растворами щелочей
И в этом случае фтор проявляется как резкий окислитель:
Остальные ведут себя, как с водой. Но процесс при разных температурах проходит по разным сценариям:
Йод реагирует только по второму варианту.
Получение
Выделить вещество настолько активное, что норовит прореагировать со всем окружающим, не так просто.
Фтор
Обычно получают из сложных солей. При интенсивном нагреве (термолиз) провоцируется распад на более простые и нужный газ.
Или электролизом KF*3HF. Аналогичный метод применяется в промышленности.
Хлор
Из соляной кислоты. Неприятно и опасно даже в условиях лаборатории:
Индустриально добывают из распространенной поваренной соли при помощи электролиза:
Бром и йод
«На коленке» – из солей. Окислителями, в кислом же окружении:
Химзаводам за сырьем ходить не надо. Морская вода, скважные жидкости. Остатки сожженных океанских/морских водорослей – настоящая йодная руда.
Применение галогенов
Как уже упоминалось, фтор применяется в лечебных и профилактических средствах. Соединения необходимы для изготовления алюминия.
Основная часть производимого хлора используется для синтеза соляной кислоты. Необходим в химической индустрии. Для сельскохозяйственных, бытовых ядохимикатов, чистящих средств, отбеливателей. Для очистителей воды.
Бром и йод применяются для медикаментов и в химической отрасли.
Заключение
О свойствах галогенов можно писать бесконечно. В данной статье не затрагивались темы взаимодействий с органическими веществами, например.
А ведь без них невозможен, скажем, фотосинтез. Одна из основ жизни. Без соляной кислоты невозможно пищеварение высших животных. Об этом мы расскажем в следующих публикациях.
