Реакции галогенов с важнейшими соединениями

Некоторые физико-химические свойства простых веществ

 

Состав молекулы	F2	Сl2	Br2	I2	At2
Агрегатное состояние, тип крист. решетки, цвет	Газ, зеленовато-желтый	Газ, желто-зеленый	Жидкость, красно-бурая	Кристаллы, молекулярная ромбическая, черно-фиолетов.	Кристаллы, молекулярная, черно-синяя
Плотность в кг/м3	(ж)	(ж)			-
Температура плавления, 0С, (К)	-219,6 (53,4)	-101,3 (162)	-7,3 (265,7)	(387)	(581)
Температура кипения, 0С, (К)	-188,2 (84,8)	-34 (239)	59,8 (332,8)	184,3 (457,3)	(607)
Энергия простой связи э-э (ΔНдиссЭ2), кДж/моль
Стандартная энтальпия атомизации элементов, ΔН0298, кДж/моль	79,55	121,21	111,91	106,69	90,85
Стандартная энтропия, S0298, Дж/(моль.К)	202,85	223,1	151,77	116,81	121,42
Стандартный электродный потенциал, ε0298, В, процесса Э2+2е=2Э-	2,87	1,36	1,07	0,54	0,2

 

Таблица 3

Реакции галогенов с простыми веществами

 

_{I II}

МеЭ, МеЭ₂

 

только F® CF₄ НЭ

 

Р галогены ClF, ClF₃; BrF, BrF₃,

РЭ₃, РЭ₅ Э BrF₅, BrCl; IF, IF₃,

(кроме РJ₅) IF₅,IF₇, ICl, ICl₃, IBr.

 

Только F ® NF₃ F; Cl; Br ® S₂Э₂; только F₂ ® O₂F₂

SЭ₂; SF₆ (эл. разряд, t⁰C= -190⁰C)

 

 

Таблица 4

Реакции галогенов с важнейшими соединениями

 

 

не реагирует не реагирует

 

(конц) (конц)

только I₂

HNO₃ H₂SO₄ не реагирует

HIO₃ Э (разб.)

(разб.)

не реагирует

 

 

F→HF F®OF₂+NaF

Сl; Br; I ® HЭ+HЭO Cl; Br; I ®NaЭ+NaЭО

 

 

ФТОР

F, порядковый номер 9, Аr=19; имеет 2 энергетических уровня 1s²2s²p⁵. Проявляет только одну степень окисления, в соединениях –1. Самый электроотрицательный элемент (4 по Полингу). Строение молекулы по методу МО:

 

ПС=1

 

 

Связь в молекуле ковалентная неполярная. Открыт в 1771 г К.Шееле. В переводе с греческого - разрушительный, Ферсман назвал его всесъедающим.

Сравнительно распространенный элемент. Встречается только в виде соединений. Содержание в земной коре составляет 8^.10^-2% (по массе). Важнейший минерал СаF₂ (плавиковый шпат, флюорит). Месторождения: Забайкалье, Ненецкий округ, Средняя Азия (Казахстан, Таджикистан), Германия, Англия, США, Мексика. Криолит- Na₃AlF₆ (54,3%F). Применяется для получения алюминия. Залежи в Гренландии. Фтораппатит- Ca₅(PO₄)₃F (3.3% F). Месторождения: Кольский полуостров, Каратау. Соединения фтора содержатся в организме человека (в основном в зубах и костях). В природе встречается только 1 изотоп ¹⁹F, искусственно получены изотопы от 16 до 21.

Получение.

Поскольку фтор самый электроотрицательный элемент, то получают его исключительно электрохимическим способом. Впервые получен в 1886 г Муассаном при электролизе смеси безводной HF с KF. Этот метод применяют и сейчас. HF получают обработкой CaF₂ конц.H₂SO₄ при 130⁰С:

CaF₂+H₂SO₄→CaSO₄+2HF↑

А затем подвергают электролизу расплав состава KF^.HF-кислый дифторид (250⁰С)или KF^.2HF- кислый трифторид (100⁰) в медных или никелевых электролизерах, катоды медные или стальные, аноды угольные (не разрушаются в условиях электролиза).