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® CF₄НЭ

Р галогены ClF, ClF₃; BrF, BrF₃,

РЭ₃, РЭ₅ Э BrF₅, BrCl; IF, IF₃,

(кроме РJ₅) IF₅,IF₇, ICl, ICl₃, IBr.

Только F ® NF₃F; 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 H₂SO₄не реагирует

HIO₃Э (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).
12