واکنش های شیمیایی هالوژن ها با نمک ها هالوژن ها – هایپر مارکت دانش

از یک کتاب درسی شیمی، بسیاری از مردم می دانند که هالوژن ها شامل عناصر شیمیایی سیستم تناوبی مندلیف از گروه 17 در جدول است.

از یونانی به عنوان تولد، مبدا ترجمه شده است. تقریباً همه آنها بسیار فعال هستند، به همین دلیل با مواد ساده به شدت واکنش نشان می دهند، به استثنای چند غیر فلز. هالوژن چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

در تماس با

لیست هالوژن ها

هالوژن ها عوامل اکسید کننده خوبی هستند، به همین دلیل در طبیعت فقط در برخی ترکیبات یافت می شوند. هر چه عدد اتمی بیشتر باشد، فعالیت شیمیایی عناصر این گروه کمتر است. گروه هالوژن شامل عناصر زیر است:

• کلر (Cl)؛
• فلوئور (F)؛
• ید (I)؛
• برم (Br)؛
• استاتین (At).

دومی در موسسه تحقیقات هسته ای که در شهر دوبنا واقع شده است، توسعه یافته است. فلوئور گازی سمی با رنگ زرد کم رنگ است. کلر نیز سمی است. این گازی است که بوی نسبتاً تند و نامطبوع به رنگ سبز روشن دارد. برم دارای رنگ قرمز مایل به قهوه ای است و مایعی سمی است که حتی می تواند بر حس بویایی تأثیر بگذارد. بسیار فرار است، بنابراین در آمپول ذخیره می شود. ید یک ماده کریستالی، به راحتی تصعید و بنفش تیره است. استاتین رادیواکتیو است، رنگ کریستالی: سیاه با آبی، نیمه عمر 8.1 ساعت است.

فعالیت اکسیداسیون بالای هالوژن ها از فلوئور به ید کاهش می یابد. فعال ترین برادر آن فلوئور است که توانایی واکنش با هر فلز و تشکیل نمک را دارد، برخی از آنها به طور خود به خود مشتعل می شوند و مقدار زیادی گرما آزاد می کنند. بدون گرم کردن، این عنصر تقریبا با تمام غیر فلزات واکنش نشان می دهد، واکنش ها با آزاد شدن مقدار معینی گرما (گرماداز) همراه است.

فلوئور با گازهای بی اثر برهمکنش می کند و تحت تابش قرار می گیرد (Xe + F 2 = XeF 2 + 152 کیلوژول). هنگامی که فلوئور گرم می شود، بر روی هالوژن های دیگر تأثیر می گذارد و آنها را اکسید می کند. این فرمول صدق می کند: Hal 2 + F 2 = 2HalF، که در آن Hal = Cl، Br، I، At، در صورتی که حالت های اکسیداسیون HalF کلر، برم، ید و استاتین برابر با 1 + باشد.

فلوئور همچنین به شدت با مواد پیچیده تعامل دارد. نتیجه اکسیداسیون آب است. در این حالت، یک واکنش انفجاری رخ می دهد که به طور خلاصه با فرمول نوشته می شود: 3F 2 + ZH 2 O = OF 2 + 4HF + H 2 O 2.

کلر

فعالیت کلر آزاد کمی کمتر از فلوئور است، اما توانایی خوبی برای واکنش نیز دارد. این می تواند هنگام تعامل با بسیاری از مواد ساده، به استثنای نادری به شکل اکسیژن، نیتروژن و گازهای بی اثر، رخ دهد. او می تواند به شدت با مواد پیچیده واکنش نشان دهد، ایجاد واکنش های جایگزینی، خاصیت افزودن هیدروکربن ها نیز در کلر ذاتی است. هنگامی که گرم می شود، برم یا ید از ترکیبات هیدروژن یا فلزات جابجا می شود.

این عنصر رابطه عجیبی با هیدروژن دارد. در دمای اتاق و بدون قرار گرفتن در معرض نور، کلر به هیچ وجه به این گاز واکنش نشان نمی دهد، اما هنگامی که گرم شود یا به سمت نور هدایت شود، یک واکنش زنجیره ای انفجاری رخ می دهد. فرمول زیر آورده شده است:

Cl2+ ساعتν → 2Cl، Cl + H2 → HCl + H، H + Cl2 → HCl + Cl، Cl + H2 → HCl + H و غیره.

فوتون ها وقتی برانگیخته می شوند باعث تجزیه مولکول های Cl 2 به اتم می شوند و یک واکنش زنجیره ای رخ می دهد و باعث ظهور ذرات جدیدی می شود که شروع مرحله بعدی را آغاز می کند. در تاریخ شیمی این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است. شیمیدان روسی و برنده جایزه نوبل N.N. Semenov. در سال 1956 او واکنش زنجیره ای فتوشیمیایی را مطالعه کرد و از این طریق کمک زیادی به علم کرد.

کلر با بسیاری از مواد پیچیده واکنش می دهد، این واکنش های جایگزینی و افزودن است. به خوبی در آب حل می شود.

Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO - 25 kJ.

با قلیاها، هنگامی که گرم می شود، کلر می تواند نامتناسب.

برم، ید و استاتین

فعالیت شیمیایی برم کمی کمتر از فلوئور یا کلر فوق الذکر است، اما همچنین بسیار زیاد است. برم اغلب به شکل مایع استفاده می شود. مانند کلر به خوبی در آب حل می شود. یک واکنش جزئی با آن رخ می دهد و به فرد اجازه می دهد تا "آب برم" را بدست آورد.

فعالیت شیمیایی ید به طور قابل توجهی با سایر نمایندگان این سری متفاوت است. تقریباً با غیر فلزات تعامل نمی کند، اما با در مورد فلزات واکنش بسیار آهسته و تنها در صورت گرم شدن اتفاق می افتد. در این حالت جذب زیاد گرما رخ می دهد (واکنش گرماگیر) که بسیار برگشت پذیر است. بعلاوه ید به هیچ وجه در آب حل نمی شودحتی با گرم کردن هم نمی توان به این امر دست یافت، به همین دلیل است که «آب ید» در طبیعت وجود ندارد. ید را فقط می توان در محلول یدید حل کرد. در این حالت آنیون های پیچیده تشکیل می شوند. در پزشکی به این ترکیب محلول لوگول می گویند.

استاتین با فلزات و هیدروژن واکنش می دهد. در سری هالوژن ها، فعالیت شیمیایی در جهت فلوئور به استاتین کاهش می یابد. هر هالوژن در سری F - At قادر است عناصر بعدی را از ترکیبات با فلزات یا هیدروژن جابجا کند. استاتین منفعل ترین این عناصر است. اما با تعامل با فلزات مشخص می شود.

کاربرد

شیمی به شدت در زندگی ما جا افتاده است و در همه زمینه ها نفوذ می کند. انسان یاد گرفته است که از هالوژن ها و همچنین ترکیبات آن به نفع خود استفاده کند. اهمیت بیولوژیکی هالوژن ها غیرقابل انکار است. زمینه های کاربرد آنها متفاوت است:

• دارو؛
• فارماکولوژی؛
• تولید انواع پلاستیک، رنگ و غیره؛
• کشاورزی.

از ترکیب طبیعی کرایولیت که فرمول شیمیایی آن به شرح زیر است: Na3AlF6 بدست می آید. آلومینیوم. ترکیبات فلوئور به طور گسترده در تولید استفاده می شود خمیر دندان ها. فلوراید به جلوگیری از پوسیدگی کمک می کند. از تنتور الکلی ید استفاده می شود برای ضد عفونی و ضد عفونی زخم ها.

کلر بیشترین کاربرد را در زندگی ما پیدا کرده است. دامنه کاربرد آن کاملاً متنوع است. نمونه هایی از استفاده:

1. تولید پلاستیک.
2. به دست آوردن اسید کلریدریک
3. تولید الیاف مصنوعی، حلال، لاستیک و ...
4. سفید کردن پارچه (کتانی و نخی)، کاغذ.
5. ضدعفونی آب آشامیدنی. اما ازن به طور فزاینده ای برای این منظور استفاده می شود، زیرا استفاده از کلر برای بدن انسان مضر است.
6. ضدعفونی محل

باید به خاطر داشت که هالوژن ها مواد بسیار سمی هستند. این خاصیت به ویژه در فلوئور مشخص است. هالوژن ها می توانند باعث خفگی، تحریک تنفسی و آسیب به بافت بیولوژیکی شوند.

بخارات کلر می تواند بسیار خطرناک باشد، همچنین آئروسل فلوئور که بوی ضعیفی دارد و می تواند در غلظت های بالا احساس شود. فرد ممکن است اثر خفگی را تجربه کند. هنگام کار با چنین اتصالاتی، باید اقدامات احتیاطی انجام شود.

روش های تولید هالوژن پیچیده و متنوع است. در صنعت با الزامات خاصی به این امر برخورد می شود که به شدت رعایت می شود.

شیمی عناصر

نافلزات زیر گروه VIIA

عناصر زیر گروه VIIA نافلزهای معمولی با بالا هستند

الکترونگاتیو، آنها یک نام گروهی دارند - "هالوژن".

موضوعات اصلی مطرح شده در سخنرانی

مشخصات عمومی غیر فلزات زیر گروه VIIA. ساختار الکترونیکی، مهمترین خصوصیات اتم ها. مشخص ترین ste-

جریمه های اکسیداسیون ویژگی های شیمی هالوژن ها.

مواد ساده

ترکیبات طبیعی

ترکیبات هالوژن

اسیدهای هیدروهالیک و نمکهای آنها نمک و اسید هیدروفلوئوریک

اسلات، رسید و برنامه.

مجتمع های هالید

ترکیبات اکسیژن دوتایی هالوژن ها. بی ثباتی تقریبا

خواص ردوکس مواد ساده و هم

واحدها واکنش های عدم تناسب نمودارهای لاتیمر

مجری:

شماره رویداد

شیمی عناصر زیر گروه VIIA

ویژگی های عمومی

							منگنز
							تکنتیوم

گروه VIIA توسط عناصر p تشکیل می شود: فلوئور F، کلر

Cl، برم Br، ید I و استاتین At.

فرمول کلی الکترون های ظرفیت ns 2 np 5 است.

تمام عناصر گروه VIIA غیر فلزات معمولی هستند.

							همانطور که از توزیع پیداست
							الکترون های ظرفیت
با توجه به مدارهای اتم ها						فقط یک الکترون از دست رفته است

برای تشکیل یک پوسته هشت الکترونی پایدار

جعبه ها، به همین دلیل استتمایل شدیدی به سمت وجود دارد

افزودن یک الکترون

همه عناصر به راحتی تک شارژ ساده را تشکیل می دهند

ny آنیون G – .

به شکل آنیون های ساده، عناصر گروه VIIA در آب طبیعی و در کریستال های نمک های طبیعی، به عنوان مثال، هالیت NaCl، سیلویت KCl، فلوریت یافت می شوند.

CaF2.

نام گروه عمومی عناصر VIIA-

گروه "هالوژن ها"، یعنی "نمک ها" به این دلیل است که بیشتر ترکیبات آنها با فلزات از قبل تشکیل شده است.

یک نمک معمولی (CaF2، NaCl، MgBr2، KI) است که

که از طریق تعامل مستقیم به دست می آید

برهمکنش فلز با هالوژن هالوژن‌های آزاد از نمک‌های طبیعی به‌دست می‌آیند، بنابراین نام «هالوژن‌ها» به‌عنوان «زاییده نمک‌ها» نیز ترجمه می‌شود.

مجری:

شماره رویداد

حداقل حالت اکسیداسیون (-1) پایدارترین حالت است

برای همه هالوژن ها

برخی از ویژگی های اتم های عناصر گروه VIIA در اینجا آورده شده است

مهمترین ویژگیهای اتمهای عناصر گروه VIIA

		نسبت فامیلی-		قرابت
		برقی
		منفی	یونیزاسیون،
		نس (با توجه به
		نظرسنجی)
						افزایش تعداد
						لایه های الکترونیکی؛
						افزایش اندازه
						کاهش برق
						منفی سه گانه

هالوژن ها میل الکترونی بالایی دارند (حداکثر در

Cl) و انرژی یونیزاسیون بسیار بالا (حداکثر در F) و حداکثر

الکترونگاتیوی ممکن در هر دوره فلوئور بیشترین مقدار را دارد

الکترونگاتیو تمام عناصر شیمیایی

وجود یک الکترون جفت نشده در اتم های هالوژن تعیین می کند

نشان دهنده اتحاد اتم ها در مواد ساده به مولکول های دو اتمی Г2 است.

برای مواد ساده، هالوژن ها، مشخصه ترین عوامل اکسید کننده هستند

خواص، که در F2 قوی ترین هستند و هنگام انتقال به I2 ضعیف می شوند.

هالوژن ها با بیشترین واکنش پذیری در بین تمام عناصر غیرفلزی مشخص می شوند. فلوئور، حتی در میان هالوژن ها، برجسته است

فعالیت فوق العاده بالایی دارد.

عنصر دوره دوم، فلوئور، به شدت با دیگری متفاوت است

سایر عناصر زیر گروه. این یک الگوی کلی برای همه غیر فلزات است.

مجری:

شماره رویداد

فلوئور به عنوان الکترونگاتیوترین عنصر جنسیت را نشان نمی دهد

حالت های اکسیداسیون ساکن. در هر ارتباطی، از جمله با کی-

اکسیژن، فلوئور در حالت اکسیداسیون است (-1).

همه هالوژن های دیگر درجات اکسیداسیون مثبت را نشان می دهند

لنیا حداکثر تا +7.

مشخصه ترین حالت های اکسیداسیون هالوژن ها:

F: -1، 0;

Cl، Br، I: -1، 0، +1، +3، +5، +7.

کلر دارای اکسیدهای شناخته شده ای است که در آنها در حالت اکسیداسیون یافت می شود: +4 و +6.

مهمترین ترکیبات هالوژن، در حالت های مثبت،

جریمه های اکسیداسیون اسیدهای حاوی اکسیژن و نمک های آنها هستند.

تمام ترکیبات هالوژن در حالت اکسیداسیون مثبت هستند

عوامل اکسید کننده قوی هستند.

درجه اکسیداسیون وحشتناکعدم تناسب توسط یک محیط قلیایی ترویج می شود.

کاربرد عملی مواد ساده و ترکیبات اکسیژن

کاهش هالوژن ها عمدتاً به دلیل اثر اکسید کننده آنها است.

ساده ترین مواد، Cl2، گسترده ترین کاربرد عملی را پیدا می کنند.

و F2. بیشترین مقدار کلر و فلوئور در صنایع مصرف می شود

سنتز آلی: در تولید پلاستیک، مبرد، حلال،

آفت کش ها، داروها مقادیر قابل توجهی کلر و ید برای به دست آوردن فلزات و برای تصفیه آنها استفاده می شود. کلر نیز استفاده می شود

برای سفید کردن سلولز، برای ضد عفونی کردن آب آشامیدنی و در تولید

آب سفید کننده و اسید هیدروکلریک از نمک های اکسواسیدها در تولید مواد منفجره استفاده می شود.

مجری:

شماره رویداد

اسیدها - اسیدهای کلریدریک و مذاب - به طور گسترده در عمل استفاده می شوند.

فلوئور و کلر در بین بیست عنصر رایج هستند

در آنجا، مقدار قابل توجهی برم و ید در طبیعت کمتر است. همه هالوژن ها در طبیعت در حالت اکسیداسیون خود وجود دارند(-1). فقط ید به شکل نمک KIO3 وجود دارد،

که به عنوان ناخالصی در نمک شیلی (KNO3) گنجانده شده است.

استاتین یک عنصر رادیواکتیو مصنوعی است که در طبیعت وجود ندارد. بی ثباتی At در نامی که از یونانی آمده است منعکس شده است. "astatos" - "ناپایدار". استاتین یک ساطع کننده مناسب برای رادیوتراپی تومورهای سرطانی است.

مواد ساده

مواد ساده هالوژن ها توسط مولکول های دو اتمی G2 تشکیل می شوند.

در مواد ساده، در طول انتقال از F2 به I2 با افزایش تعداد الکترون ها

لایه های تخت و افزایش قطبش پذیری اتم ها، افزایش می یابد

برهمکنش بین مولکولی، منجر به تغییر در ترکیب

ایستادن در شرایط استاندارد

فلوئور (در شرایط عادی) گازی زرد رنگ است که در دمای 181- درجه سانتیگراد به آن تبدیل می شود

حالت مایع.

کلر یک گاز زرد مایل به سبز است که در دمای -34 درجه سانتیگراد به مایع تبدیل می شود.

نام Cl با آن مرتبط است، از یونانی "chloros" - "زرد-" آمده است.

سبز". افزایش شدید نقطه جوش Cl2 نسبت به F2،

نشان دهنده افزایش تعامل بین مولکولی است.

برم یک مایع قرمز تیره و بسیار فرار است که در دمای 58.8 درجه سانتیگراد می جوشد.

نام عنصر با بوی ناخوشایند تند گاز همراه است و از آن گرفته شده است

"bromos" - "بوی" است.

ید - کریستال های بنفش تیره، با "فلزی" کم رنگ

توده هایی که وقتی گرم می شوند به راحتی تصعید می شوند و بخارهای بنفش تشکیل می دهند.

با خنک کننده سریع

بخار تا 114 درجه سانتیگراد

مایع تشکیل می شود. درجه حرارت

مجری:

شماره رویداد

نقطه جوش ید 183 درجه سانتیگراد است. نام آن از رنگ بخار ید گرفته شده است -

"iodos" - "بنفش".

همه مواد ساده بوی تند دارند و سمی هستند.

استنشاق بخارات آنها باعث تحریک غشاهای مخاطی و اندام های تنفسی و در غلظت های زیاد - خفگی می شود. در طول جنگ جهانی اول، کلر به عنوان یک عامل سمی مورد استفاده قرار گرفت.

گاز فلوئور و برم مایع باعث سوختگی پوست می شوند. کار با ha-

logens، اقدامات احتیاطی باید انجام شود.

از آنجایی که مواد ساده هالوژن ها توسط مولکول های غیر قطبی تشکیل می شوند

سرد می شوند، آنها به خوبی در حلال های آلی غیر قطبی حل می شوند:

الکل، بنزن، تتراکلرید کربن، و غیره. کلر، برم و ید به ندرت در آب محلول هستند و محلول های آبی آنها کلر، برم و آب ید نامیده می شود. Br2 بهتر از سایرین حل می شود، غلظت برم در sat.

محلول به 0.2 مول در لیتر و کلر - 0.1 مول در لیتر می رسد.

فلوراید آب را تجزیه می کند:

2F2 + 2H2 O = O2 + 4HF

هالوژن ها فعالیت اکسیداتیو و انتقال بالایی از خود نشان می دهند

به آنیون های هالید تبدیل می شود.

Г2 + 2e–  2Г–

فلوئور دارای فعالیت اکسیداتیو بالایی است. فلوئور فلزات نجیب (Au, Pt) را اکسید می کند.

Pt + 3F2 = PtF6

حتی با برخی از گازهای بی اثر (کریپتون،

برای مثال زنون و رادون

Xe + 2F2 = XeF4

بسیاری از ترکیبات بسیار پایدار در اتمسفر F2 می سوزند، به عنوان مثال.

آب، کوارتز (SiO2).

SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2

مجری:

شماره رویداد

در واکنش با فلوئور، حتی عوامل اکسید کننده قوی مانند نیتروژن و گوگرد

اسید نیک، به عنوان عوامل کاهنده عمل می کند، در حالی که فلوئور ورودی را اکسید می کند

حاوی O(-2) در ترکیب خود.

2HNO3 + 4F2 = 2NF3 + 2HF + 3O2 H2 SO4 + 4F2 = SF6 + 2HF + 2O2

واکنش پذیری بالای F2 باعث ایجاد مشکلاتی در انتخاب con-

مواد ساختاری برای کار با آن. معمولاً برای این اهداف استفاده می کنیم

نیکل و مس وجود دارند که وقتی اکسید می شوند، لایه های محافظ متراکمی از فلوراید را روی سطح خود تشکیل می دهند. نام F به دلیل عمل تهاجمی آن است.

من می خورم، از یونانی می آید. "فلوروس" - "مخرب".

در سری های F2، Cl2، Br2، I2، توانایی اکسیداسیون به دلیل افزایش ضعیف می شود.

افزایش اندازه اتم ها و کاهش الکترونگاتیوی.

در محلول های آبی، خواص اکسیداتیو و کاهشی ماده

مواد معمولاً با استفاده از پتانسیل الکترود مشخص می شوند. جدول پتانسیل های استاندارد الکترود (Eo، V) را برای نیمه واکنش های کاهشی نشان می دهد

تشکیل هالوژن ها برای مقایسه، مقدار Eo برای ki-

کربن رایج ترین عامل اکسید کننده است.

پتانسیل الکترود استاندارد برای مواد هالوژن ساده

Eo، B، برای واکنش

O2 + 4e– + 4H+  2H2 O

ایو، وی

برای الکترود

2Г– +2е – = Г2

کاهش فعالیت اکسیداتیو

همانطور که از جدول مشخص است، F2 یک عامل اکسید کننده بسیار قوی تر است،

از O2، بنابراین F2 در محلول های آبی وجود ندارد ، آب را اکسید می کند،

در حال بازیابی به F–. با قضاوت بر اساس ارزش Eo، توانایی اکسیداسیون Cl2

مجری:

شماره رویداد

همچنین بالاتر از O2 است. در واقع، در طول ذخیره طولانی مدت آب کلر، با آزاد شدن اکسیژن و تشکیل HCl تجزیه می شود. اما واکنش کند است (مولکول Cl2 به طور محسوسی قوی تر از مولکول F2 و

انرژی فعال سازی برای واکنش با کلر بالاتر است)

تقسیم بندی:

Cl2 + H2 O  HCl + HOCl

در آب به پایان نمی رسد (K = 3.9. 10-4)، بنابراین Cl2 در محلول های آبی وجود دارد. Br2 و I2 با پایداری حتی بیشتر در آب مشخص می شوند.

عدم تناسب یک اکسیداتیو بسیار مشخص است

واکنش کاهش برای هالوژن ها عدم تناسب تقویت

در محیط قلیایی می ریزد.

عدم تناسب Cl2 در قلیایی منجر به تشکیل آنیون می شود

Cl– و ClO–. ثابت عدم تناسب 7.5 است. 1015.

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

وقتی ید در قلیایی نامتناسب باشد، I- و IO3- تشکیل می شود. آنا-

به طور منطقی، Br2 ید را نامتناسب می کند. تغییر محصول نامتناسب است

ملت به این دلیل است که آنیون های GO– و GO2– در Br و I ناپایدار هستند.

از واکنش عدم تناسب کلر در صنعت استفاده می شود

توانایی به دست آوردن یک اکسید کننده هیپوکلریت قوی و سریع الاثر،

آهک سفید کننده، نمک برتوله.

3Cl2 + 6 KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2 O

مجری:

شماره رویداد

برهمکنش هالوژن ها با فلزات

هالوژن ها با بسیاری از فلزات به شدت واکنش می دهند، به عنوان مثال:

Mg + Cl2 = MgCl2 Ti + 2I2  TiI4

هالیدهای Na + که در آن فلز حالت اکسیداسیون پایینی دارد (+1، +2)

- اینها ترکیبات نمک مانند با پیوندهای عمدتاً یونی هستند. چگونه

ببینید، هالیدهای یونی جامداتی با نقطه ذوب بالا هستند

هالیدهای فلزی که در آنها فلز دارای درجه بالایی از اکسیداسیون است

یونها ترکیباتی با پیوندهای کووالانسی غالب هستند.

بسیاری از آنها گاز، مایع یا جامدات قابل گداخت در شرایط عادی هستند. به عنوان مثال، WF6 یک گاز است، MoF6 یک مایع است،

TiCl4 مایع است.

برهمکنش هالوژن ها با غیر فلزات

هالوژن ها به طور مستقیم با بسیاری از نافلزات برهم کنش دارند:

هیدروژن، فسفر، گوگرد و غیره به عنوان مثال:

H2 + Cl2 = 2HCl 2P + 3Br2 = 2PBr3 S + 3F2 = SF6

پیوند در هالیدهای غیر فلزی عمدتاً کووالانسی است.

به طور معمول این ترکیبات دارای نقطه ذوب و جوش پایینی هستند.

هنگام عبور از فلوئور به ید، ماهیت کووالانسی هالیدها افزایش می یابد.

هالیدهای کووالانسی نافلزات معمولی ترکیبات اسیدی هستند. هنگام تعامل با آب، آنها هیدرولیز می شوند و اسید تشکیل می دهند. مثلا:

PBr3 + 3H2 O = 3HBr + H3 PO3

PI3 + 3H2 O = 3HI + H3 PO3

PCl5 + 4H2 O = 5HCl + H3 PO4

مجری:

شماره رویداد

دو واکنش اول برای تولید برم و یدید هیدروژن استفاده می شود.

اسید نوئیک

اینترهالیدها هالوژن ها با ترکیب با یکدیگر، ترکیبی را تشکیل می دهند.

منجر می شود. در این ترکیبات، هالوژن سبک تر و الکترونگاتیو تر در حالت اکسیداسیون (-1) و سنگین تر در حالت مثبت است.

جریمه های اکسیداسیون

با توجه به برهمکنش مستقیم هالوژن ها هنگام گرم شدن، موارد زیر به دست می آید: ClF، BrF، BrCl، ICl. اینترهالیدهای پیچیده تری نیز وجود دارد:

ClF3، BrF3، BrF5، IF5، IF7، ICl3.

تمام اینترهالیدها در شرایط عادی مواد مایع با نقطه جوش کم هستند. اینترهالیدها فعالیت اکسیداتیو بالایی دارند

فعالیت. به عنوان مثال، مواد شیمیایی پایدار مانند SiO2، Al2 O3، MgO و غیره در بخارات ClF3 می سوزند.

2Al2 O3 + 4ClF3 = 4 AlF3 + 3O2 + 2Cl2

فلوراید ClF 3 یک معرف تهاجمی فلوئور کننده است که به سرعت عمل می کند

حیاط F2. در سنتزهای آلی و برای به دست آوردن فیلم های محافظ روی سطح تجهیزات نیکل برای کار با فلوئور استفاده می شود.

در آب، اینترهالیدها هیدرولیز می شوند و اسید تشکیل می دهند. مثلا،

ClF5 + 3H2 O = HClO3 + 5HF

هالوژن ها در طبیعت به دست آوردن مواد ساده

در صنعت، هالوژن ها از ترکیبات طبیعی خود به دست می آیند. همه

فرآیندهای به دست آوردن هالوژن آزاد بر اساس اکسیداسیون هالوژن است

یون های نید

2Г –  Г2 + 2e–

مقدار قابل توجهی هالوژن در آب های طبیعی به شکل آنیون ها یافت می شود: Cl–، F–، Br–، I–. آب دریا می تواند تا 2.5 درصد NaCl داشته باشد.

برم و ید از آب چاه نفت و آب دریا به دست می آید.

مجری:

شماره رویداد

یک زیر گروه از هالوژن ها از عناصر فلوئور، کلر، برم و ید تشکیل شده است.

پیکربندی الکترونیکی لایه ظرفیت بیرونی هالوژن ها به ترتیب از فلوئور، کلر، برم و ید است. چنین تنظیمات الکترونیکی خواص اکسید کننده معمولی هالوژن ها را تعیین می کند - همه هالوژن ها توانایی به دست آوردن الکترون را دارند، اگرچه هنگام حرکت به سمت ید، توانایی اکسیداسیون هالوژن ها تضعیف می شود.

در شرایط عادی، هالوژن ها به شکل مواد ساده ای متشکل از مولکول های دو اتمی از نوع با پیوندهای کووالانسی وجود دارند. خواص فیزیکی هالوژن ها به طور قابل توجهی متفاوت است: به عنوان مثال، در شرایط عادی، فلوئور گازی است که به سختی مایع می شود، کلر نیز یک گاز است، اما به راحتی مایع می شود، برم یک مایع است، ید یک جامد است.

خواص شیمیایی هالوژن ها

بر خلاف همه هالوژن های دیگر، فلوئور در تمام ترکیبات آن تنها یک حالت اکسیداسیون، 1- را نشان می دهد و ظرفیت متغیری را نشان نمی دهد. برای سایر هالوژن ها، مشخصه ترین حالت اکسیداسیون نیز 1- است، با این حال، به دلیل وجود اوربیتال های آزاد در سطح بیرونی، آنها همچنین می توانند حالت های اکسیداسیون فرد دیگری را از تا به دلیل جفت شدن جزئی یا کامل الکترون های ظرفیت نشان دهند.

فلوئور بیشترین فعالیت را دارد. اکثر فلزات، حتی در دمای اتاق، در اتمسفر خود مشتعل می شوند و مقدار زیادی گرما آزاد می کنند، به عنوان مثال:

بدون گرم کردن، فلوئور همچنین با بسیاری از غیر فلزات (هیدروژن - نگاه کنید به بالا) واکنش می دهد، در حالی که مقدار زیادی گرما آزاد می کند:

هنگامی که فلوئور گرم می شود، همه هالوژن های دیگر را طبق طرح زیر اکسید می کند:

که در آن و در ترکیبات حالت اکسیداسیون کلر، برم و ید برابر است.

در نهایت، هنگامی که فلوئور تحت تابش قرار می گیرد، حتی با گازهای بی اثر واکنش نشان می دهد:

برهمکنش فلوئور با مواد پیچیده نیز بسیار شدید رخ می دهد. بنابراین، آب را اکسید می کند و واکنش انفجاری است:

کلر آزاد نیز بسیار واکنش پذیر است، اگرچه فعالیت آن کمتر از فلوئور است. به طور مستقیم با همه مواد ساده به جز اکسیژن، نیتروژن و گازهای نجیب واکنش نشان می دهد، به عنوان مثال:

برای این واکنش ها، مانند سایر واکنش ها، شرایط وقوع آنها بسیار مهم است. بنابراین، در دمای اتاق، کلر با هیدروژن واکنش نمی دهد. هنگامی که گرم می شود، این واکنش رخ می دهد، اما معلوم می شود که بسیار برگشت پذیر است، و با تابش قوی به طور غیرقابل برگشت (با انفجار) از طریق یک مکانیسم زنجیره ای ادامه می یابد.

کلر با بسیاری از مواد پیچیده واکنش می دهد، به عنوان مثال، جایگزینی و افزودن با هیدروکربن ها:

کلر قادر است پس از حرارت دادن، برم یا ید را از ترکیبات آنها با هیدروژن یا فلزات جایگزین کنید:

و همچنین به طور برگشت پذیر با آب واکنش نشان می دهد:

همانطور که در بالا نشان داده شده است، کلر در آب حل می شود و تا حدی با آن واکنش می دهد، مخلوطی متعادل از موادی به نام آب کلر را تشکیل می دهد.

همچنین توجه داشته باشید که کلر در سمت چپ آخرین معادله دارای حالت اکسیداسیون 0 است. در نتیجه واکنش، حالت اکسیداسیون برخی از اتم های کلر 1- (in) و برای برخی دیگر (در اسید هیپوکلرو) شد. این واکنش نمونه ای از واکنش خود اکسیداسیون-خودکاهشی یا عدم تناسب است.

بیایید به یاد بیاوریم که کلر می تواند به همان شیوه با قلیاها واکنش (نامتناسب) نشان دهد (به بخش "پایه ها" در § 8 مراجعه کنید).

فعالیت شیمیایی برم کمتر از فلوئور و کلر است، اما به دلیل این که برم معمولاً در حالت مایع استفاده می شود و بنابراین غلظت اولیه آن با توجه به مساوی بودن سایر موارد، بیشتر از کلر است، همچنان بسیار زیاد است. برم به عنوان یک معرف "نرم تر" به طور گسترده در شیمی آلی استفاده می شود.

توجه داشته باشید که برم، مانند کلر، در آب حل می شود و در واکنش تا حدی با آن، به اصطلاح "آب برم" را تشکیل می دهد، در حالی که ید عملاً در آب نامحلول است و قادر به اکسید کردن آن حتی در هنگام گرم شدن نیست. به همین دلیل "آب ید" وجود ندارد.

تولید هالوژن

رایج ترین روش تکنولوژیکی برای تولید فلوئور و کلر، الکترولیز نمک های مذاب است (به بند 7 مراجعه کنید). برم و ید در صنعت معمولاً به صورت شیمیایی به دست می آیند.

در آزمایشگاه، کلر از اثر عوامل اکسید کننده مختلف بر روی اسید هیدروکلریک تولید می شود، به عنوان مثال:

اکسیداسیون با پرمنگنات پتاسیم حتی کارآمدتر انجام می شود - به بخش "اسیدها" در § 8 مراجعه کنید.

هالیدهای هیدروژن و اسیدهای هیدروهالیک.

تمام هالیدهای هیدروژن در شرایط عادی گازی هستند. پیوند شیمیایی انجام شده در مولکول های آنها کووالانسی قطبی است و قطبیت پیوند در سری کاهش می یابد. استحکام باند نیز در این سری کاهش می یابد. تمام هالیدهای هیدروژن بر خلاف هالوژن ها به دلیل قطبیت خود در آب بسیار محلول هستند. بنابراین، در دمای اتاق در 1 حجم آب می توانید حدود 400 حجم و حدود 400 حجم آب را حل کنید.

هنگامی که هالیدهای هیدروژن در آب حل می شوند، به یون ها تجزیه می شوند و محلول های اسیدهای هیدروهالید مربوطه تشکیل می شوند. علاوه بر این، پس از انحلال، HCI تقریباً به طور کامل تجزیه می شود، بنابراین اسیدهای حاصل قوی در نظر گرفته می شوند. در مقابل، اسید هیدروفلوئوریک ضعیف است. این با ارتباط مولکول های HF به دلیل وقوع پیوندهای هیدروژنی بین آنها توضیح داده می شود. بنابراین، قدرت اسیدها از HI به HF کاهش می یابد.

از آنجایی که یون‌های منفی اسیدهای هیدروهالیک فقط می‌توانند خواص کاهشی از خود نشان دهند، وقتی این اسیدها با فلزات برهمکنش می‌کنند، اکسیداسیون دومی فقط به دلیل یون‌ها اتفاق می‌افتد، بنابراین اسیدها فقط با فلزاتی که در سری ولتاژ سمت چپ هیدروژن هستند واکنش نشان می‌دهند.

تمام متال هالیدها، به استثنای نمک های Ag و Pb، در آب بسیار محلول هستند. حلالیت کم هالیدهای نقره امکان استفاده از یک واکنش تبادلی را فراهم می کند

به عنوان کیفی برای تشخیص یون های مربوطه. در نتیجه واکنش، AgCl به صورت رسوب سفید، AgBr - زرد مایل به سفید، Agl - زرد روشن رسوب می کند.

بر خلاف سایر اسیدهای هیدروهالیک، اسید هیدروفلوئوریک با اکسید سیلیکون (IV) واکنش می دهد:

از آنجایی که اکسید سیلیکون بخشی از شیشه است، اسید هیدروفلوئوریک شیشه را خورده می کند و بنابراین در آزمایشگاه ها در ظروف ساخته شده از پلی اتیلن یا تفلون نگهداری می شود.

همه هالوژن ها، به جز فلوئور، می توانند ترکیباتی تشکیل دهند که در آنها حالت اکسیداسیون مثبت دارند. مهمترین این ترکیبات اسیدهای حاوی اکسیژن از نوع هالوژن و نمکها و انیدریدهای مربوط به آنها هستند.

اتم هیدروژن فرمول الکترونیکی الکترون خارجی (و تنها) سطح 1 را دارد س 1 . از یک طرف، از نظر وجود یک الکترون در سطح الکترونیکی بیرونی، اتم هیدروژن شبیه به اتم های فلز قلیایی است. با این حال، درست مانند هالوژن ها، فقط به یک الکترون برای پر کردن سطح الکترونیکی بیرونی نیاز دارد، زیرا اولین سطح الکترونیکی نمی تواند بیش از 2 الکترون داشته باشد. به نظر می رسد که هیدروژن را می توان به طور همزمان در هر دو گروه اول و ماقبل آخر (هفتم) جدول تناوبی قرار داد، که گاهی اوقات در نسخه های مختلف سیستم تناوبی انجام می شود:

از نقطه نظر خواص هیدروژن به عنوان یک ماده ساده، همچنان اشتراکات بیشتری با هالوژن ها دارد. هیدروژن مانند هالوژن ها غیرفلزی است و مانند آنها مولکول های دو اتمی (H2) را تشکیل می دهد.

در شرایط عادی، هیدروژن یک ماده گازی و کم فعال است. فعالیت کم هیدروژن با استحکام بالای پیوندهای بین اتم های هیدروژن در مولکول توضیح داده می شود که شکستن آن یا به حرارت قوی یا استفاده از کاتالیزور یا هر دو نیاز دارد.

برهمکنش هیدروژن با مواد ساده

با فلزات

از بین فلزات، هیدروژن فقط با فلزات قلیایی و قلیایی خاکی واکنش می دهد! فلزات قلیایی شامل فلزات زیرگروه اصلی گروه I (Li، Na، K، Rb، Cs، Fr) و فلزات قلیایی خاکی شامل فلزات زیرگروه اصلی گروه II، به جز بریلیم و منیزیم (Ca, Sr, Ba, Ra)

هنگام تعامل با فلزات فعال، هیدروژن خواص اکسید کننده را نشان می دهد، به عنوان مثال. حالت اکسیداسیون آن را کاهش می دهد. در این حالت هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی تشکیل می شود که ساختار یونی دارند. واکنش زمانی رخ می دهد که گرم شود:

لازم به ذکر است که برهمکنش با فلزات فعال تنها موردی است که هیدروژن مولکولی H2 یک عامل اکسید کننده باشد.

با غیر فلزات

از غیر فلزات، هیدروژن فقط با کربن، نیتروژن، اکسیژن، گوگرد، سلنیوم و هالوژن واکنش می دهد!

کربن باید به عنوان گرافیت یا کربن آمورف درک شود، زیرا الماس یک اصلاح آلوتروپیک بسیار بی اثر کربن است.

هنگام تعامل با غیر فلزات، هیدروژن فقط می تواند عملکرد یک عامل کاهنده را انجام دهد، یعنی فقط حالت اکسیداسیون آن را افزایش دهد:

برهمکنش هیدروژن با مواد پیچیده

با اکسیدهای فلزی

هیدروژن با اکسیدهای فلزی که در سری فعالیت فلزات تا آلومینیوم هستند (شامل) واکنش نمی دهد، با این حال، می تواند در هنگام گرم شدن، بسیاری از اکسیدهای فلزی را به سمت راست آلومینیوم کاهش دهد:

با اکسیدهای غیر فلزی

از میان اکسیدهای غیر فلزی، هیدروژن با گرم شدن با اکسیدهای نیتروژن، هالوژن و کربن واکنش نشان می دهد. از میان تمامی برهمکنش های هیدروژن با اکسیدهای غیرفلزی، به ویژه واکنش آن با مونوکسید کربن CO قابل توجه است.

مخلوط CO و H2 حتی نام خود را دارد - "گاز سنتز"، زیرا بسته به شرایط، محصولات صنعتی محبوبی مانند متانول، فرمالدئید و حتی هیدروکربن های مصنوعی را می توان از آن به دست آورد:

با اسیدها

هیدروژن با اسیدهای معدنی واکنش نمی دهد!

از اسیدهای آلی، هیدروژن فقط با اسیدهای غیر اشباع و همچنین با اسیدهای حاوی گروه های عاملی که قادر به کاهش با هیدروژن هستند، به ویژه گروه های آلدهید، کتو یا نیترو واکنش می دهد.

با نمک

در مورد محلول های آبی نمک ها، برهمکنش آنها با هیدروژن رخ نمی دهد. با این حال، هنگامی که هیدروژن از روی نمک های جامد برخی از فلزات با فعالیت متوسط ​​و کم عبور داده می شود، کاهش جزئی یا کامل آنها ممکن است، به عنوان مثال:

خواص شیمیایی هالوژن ها

هالوژن ها عناصر شیمیایی گروه VIIA (F، Cl، Br، I، At) و همچنین مواد ساده ای هستند که تشکیل می دهند. در اینجا و بیشتر در متن، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، هالوژن ها به عنوان مواد ساده درک می شوند.

همه هالوژن ها دارای ساختار مولکولی هستند که نقطه ذوب و جوش پایین این مواد را تعیین می کند. مولکول های هالوژن دو اتمی هستند، یعنی. فرمول آنها را می توان به شکل کلی Hal 2 نوشت.

لازم به ذکر است که خاصیت فیزیکی خاص ید مانند توانایی آن است تصعیدیا به عبارت دیگر تصعید. تصعید، پدیده ای است که در آن ماده ای در حالت جامد هنگام گرم شدن ذوب نمی شود، اما با دور زدن فاز مایع، بلافاصله به حالت گازی می رود.

ساختار الکترونیکی سطح انرژی خارجی یک اتم هر هالوژن به شکل ns 2 np 5 است که n تعداد دوره جدول تناوبی است که هالوژن در آن قرار دارد. همانطور که می بینید، اتم های هالوژن تنها به یک الکترون نیاز دارند تا به لایه بیرونی هشت الکترونی برسند. از این نظر منطقی است که خواص عمدتاً اکسید کننده هالوژن های آزاد را فرض کنیم که در عمل تأیید شده است. همانطور که مشخص است، الکترونگاتیوی نافلزات هنگام حرکت به سمت پایین یک زیر گروه کاهش می یابد و بنابراین فعالیت هالوژن ها در سری کاهش می یابد:

F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

برهمکنش هالوژن ها با مواد ساده

همه هالوژن ها مواد بسیار واکنش پذیر هستند و با اکثر مواد ساده واکنش می دهند. با این حال، باید توجه داشت که فلوئور، به دلیل واکنش پذیری بسیار بالا، می تواند حتی با آن مواد ساده ای که هالوژن های دیگر نمی توانند با آنها واکنش نشان دهند، واکنش نشان دهد. چنین مواد ساده ای عبارتند از: اکسیژن، کربن (الماس)، نیتروژن، پلاتین، طلا و برخی گازهای نجیب (زنون و کریپتون). آن ها در حقیقت، فلوئور فقط با برخی از گازهای نجیب واکنش نمی دهد.

هالوژن های باقی مانده، یعنی. کلر، برم و ید نیز مواد فعال هستند، اما کمتر از فلوئور فعال هستند. آنها تقریبا با تمام مواد ساده به جز اکسیژن، نیتروژن، کربن به شکل الماس، پلاتین، طلا و گازهای نجیب واکنش می دهند.

برهمکنش هالوژن ها با غیر فلزات

هیدروژن

وقتی همه هالوژن ها با هیدروژن برهم کنش می کنند، تشکیل می شوند هالیدهای هیدروژنبا فرمول کلی HHal. در این حالت، واکنش فلوئور با هیدروژن به طور خود به خود حتی در تاریکی شروع می شود و مطابق با معادله با انفجار ادامه می یابد:

واکنش کلر با هیدروژن را می توان با تابش شدید فرابنفش یا گرما آغاز کرد. همچنین با انفجار ادامه می یابد:

برم و ید فقط در صورت گرم شدن با هیدروژن واکنش می دهند و در عین حال واکنش با ید برگشت پذیر است:

فسفر

برهمکنش فلوئور با فسفر منجر به اکسیداسیون فسفر به بالاترین حالت اکسیداسیون (+5) می شود. در این حالت پنتا فلوراید فسفر تشکیل می شود:

هنگامی که کلر و برم با فسفر تعامل دارند، می توان هالیدهای فسفر را هم در حالت اکسیداسیون + 3 و هم در حالت اکسیداسیون + 5 به دست آورد، که به نسبت مواد واکنش دهنده بستگی دارد:

علاوه بر این، در مورد فسفر سفید در فضایی از فلوئور، کلر یا برم مایع، واکنش خود به خود شروع می شود.

برهمکنش فسفر با ید می تواند به تشکیل تنها تریودید فسفر منجر شود زیرا توانایی اکسیداسیون بسیار پایین آن نسبت به سایر هالوژن ها دارد:

خاکستری

فلوئور گوگرد را به بالاترین حالت اکسیداسیون +6 اکسید می کند و هگزا فلوراید گوگرد را تشکیل می دهد:

کلر و برم با گوگرد واکنش می دهند و ترکیباتی حاوی گوگرد در حالت اکسیداسیون +1 و +2 تشکیل می دهند که برای آن بسیار غیر معمول است. این فعل و انفعالات بسیار خاص هستند و برای قبولی در آزمون یکپارچه دولتی در شیمی، توانایی نوشتن معادلات برای این تعاملات ضروری نیست. بنابراین، سه معادله زیر برای مرجع ارائه شده است:

برهمکنش هالوژن ها با فلزات

همانطور که در بالا ذکر شد، فلوئور قادر است با تمام فلزات، حتی فلزات غیرفعال مانند پلاتین و طلا واکنش نشان دهد:

هالوژن های باقی مانده با تمام فلزات به جز پلاتین و طلا واکنش می دهند:

واکنش هالوژن ها با مواد پیچیده

واکنش های جایگزینی با هالوژن ها

هالوژن های فعال تر، به عنوان مثال. عناصر شیمیایی که در جدول تناوبی بالاتر قرار دارند می توانند هالوژن های کمتر فعال را از اسیدهای هیدروهالیک و هالیدهای فلزی که تشکیل می دهند جابجا کنند:

به طور مشابه، برم و ید گوگرد را از محلول های سولفید و یا سولفید هیدروژن جابجا می کنند:

کلر عامل اکسید کننده قوی تری است و سولفید هیدروژن را در محلول آبی خود نه به گوگرد، بلکه به اسید سولفوریک اکسید می کند:

واکنش هالوژن ها با آب

آب در فلوئور با شعله آبی مطابق با معادله واکنش می سوزد:

برم و کلر با آب متفاوت از فلوئور واکنش می دهند. اگر فلوئور به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل کند، کلر و برم در آب نامتناسب هستند و مخلوطی از اسیدها را تشکیل می دهند. در این مورد، واکنش ها برگشت پذیر هستند:

برهمکنش ید با آب به حدی ناچیز رخ می دهد که می توان از آن غفلت کرد و تصور کرد که واکنش اصلاً رخ نمی دهد.

برهمکنش هالوژن ها با محلول های قلیایی

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

توانایی نوشتن این معادله برای قبولی در آزمون یکپارچه دولتی الزامی نیست. کافی است واقعیت احتمال وجود چنین برهمکنشی و نقش اکسیداتیو فلوئور در این واکنش را بدانیم.

بر خلاف فلوئور، سایر هالوژن های موجود در محلول های قلیایی نامتناسب هستند، یعنی به طور همزمان حالت اکسیداسیون خود را افزایش و کاهش می دهند. علاوه بر این، در مورد کلر و برم، بسته به دما، جریان در دو جهت مختلف امکان پذیر است. به طور خاص، در سرما واکنش ها به شرح زیر است:

و هنگام گرم شدن:

ید با قلیاها منحصراً طبق گزینه دوم واکنش می دهد، یعنی. با تشکیل یدات، زیرا هیپویدیت نه تنها هنگام گرم شدن، بلکه در دمای معمولی و حتی در سرما پایدار نیست.

هالوژن های فلوئور F، کلر C1، برم Br، ید I عناصر گروه VILA هستند. پیکربندی الکترونیکی پوسته ظرفیت اتم های هالوژن در حالت پایه ns 2 np 5 .وجود پنج الکترون در اوربیتال p بیرونی، از جمله یک الکترون جفت نشده، دلیل میل الکترونی بالای هالوژن ها است. افزودن یک الکترون منجر به تشکیل آنیون‌های هالید (F-، Cl-، Br-، I-) با یک پوسته 8 الکترونی پایدار از نزدیک‌ترین گاز نجیب می‌شود. هالوژن ها غیر فلزات متمایز هستند.

الکترونگاتیوترین عنصر، فلوئور، تنها یک حالت اکسیداسیون در ترکیبات دارد - 1، زیرا همیشه یک گیرنده الکترون است. سایر هالوژن های موجود در ترکیبات می توانند حالت های اکسیداسیون در محدوده 1- تا 7+ داشته باشند. حالت‌های اکسیداسیون مثبت هالوژن‌ها در اثر انتقال الکترون‌های ظرفیت آنها به اوربیتال‌های آزاد سطح بیرونی (بخش 2.1.3) با تشکیل پیوندهایی با عناصر الکترونگاتیو بیشتر ایجاد می‌شود.

مولکول های هالوژن دو اتمی هستند: F 2، C1 2، Br 2، I 2. در شرایط استاندارد، فلوئور و کلر گاز هستند، برم یک مایع فرار است (Tbp = 59 درجه سانتیگراد)، و ید یک جامد است، اما به راحتی تصعید می شود (به حالت گاز تبدیل می شود و حالت مایع را دور می زند).

خواص ردوکسهالوژن ها عوامل اکسید کننده قوی هستند که تقریباً با تمام فلزات و بسیاری از غیرفلزها واکنش نشان می دهند:

فلوئور فعالیت شیمیایی بالایی از خود نشان می دهد، که وقتی گرم می شود، حتی با گازهای نجیب زنون، کریپتون و رادون واکنش نشان می دهد:

فعالیت شیمیایی هالوژن ها از فلوئور به ید کاهش می یابد، زیرا با افزایش شعاع اتمی توانایی هالوژن ها برای اتصال الکترون ها کاهش می یابد:

هالوژن فعال تر همیشه هالوژن کمتر فعال را از ترکیبات خود با فلزات جابجا می کند. بنابراین، فلوئور همه هالوژن‌های دیگر را از هالیدهایشان جابجا می‌کند و برم تنها ید را از یدیدها جابجا می‌کند:

خواص اکسیداتیو متفاوت هالوژن ها نیز در اثر آنها بر بدن آشکار می شود. کلر و فلوئور گازی به دلیل خاصیت اکسید کنندگی بسیار قوی، مواد سمی قدرتمندی هستند که آسیب شدیدی به ریه ها و غشای مخاطی چشم، بینی و حنجره وارد می کنند. ید عامل اکسید کننده ملایم تری است که خاصیت ضد عفونی کنندگی از خود نشان می دهد، بنابراین به طور گسترده در پزشکی استفاده می شود.

تفاوت در خواص ردوکس هالوژن ها نیز هنگام برهم کنش آنها با آب ظاهر می شود. فلوئور آب را اکسید می کند و عامل کاهنده آن اتم اکسیژن مولکول آب است:

برهمکنش سایر هالوژن ها با آب با تغییر اکسایش ردوکس اتم های آنها همراه است. بنابراین، هنگامی که کلر با آب واکنش می دهد، یکی از اتم های مولکول کلر که از اتم دیگر الکترون می گیرد، کاهش می یابد و اتم کلر دیگر که یک الکترون را از دست می دهد، اکسید می شود. این ایجاد می کند آب کلر،حاوی کلرید هیدروژن (اسید کلریدریک) و هیپوکلرو اسید (هیپوکلروس):
واکنش برگشت پذیر است و تعادل آن به شدت به سمت چپ منتقل می شود. اسید هیپوکلروس ناپایدار است و به راحتی تجزیه می شود، به ویژه در نور، با تشکیل یک عامل اکسید کننده بسیار قوی - اکسیژن اتمی:

بنابراین، آب کلر در غلظت های مختلف حاوی سه عامل اکسید کننده با توانایی های مختلف اکسید کننده است: کلر مولکولی، اسید هیپوکلروس و اکسیژن اتمی که مجموع آنها اغلب نامیده می شود. "کلر فعال".

اکسیژن اتمی حاصل، رنگ‌ها را سفید می‌کند و میکروب‌ها را از بین می‌برد، که این امر سفیدکننده و اثر باکتری‌کشی آب کلر را توضیح می‌دهد.

اسید هیپوکلروس یک عامل اکسید کننده قوی تر از گاز کلر است. با ترکیبات آلی RH هم به عنوان یک عامل اکسید کننده و هم به عنوان یک معرف کلر واکنش می دهد:

بنابراین، هنگامی که آب آشامیدنی حاوی مواد آلی به عنوان ناخالصی کلر می شود، آنها می توانند به ترکیبات کلر آلی سمی RC1 تبدیل شوند. در هنگام توسعه روش‌های تصفیه آب و کاربرد آن‌ها باید این نکته را حتماً در نظر گرفت.

هنگامی که قلیایی به آب کلر اضافه می شود، به دلیل خنثی شدن اسیدهای هیپوکلرو و هیدروکلریک، تعادل به سمت راست تغییر می کند:
محلول حاصل از مخلوطی از نمک ها نامیده می شود آب ژاول،به عنوان سفید کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. این خواص به این دلیل است که هیپوکلریت پتاسیم تحت تأثیر CO2 + H 2 0 و در نتیجه هیدرولیز به اسید هیپوکلرو ناپایدار تبدیل می شود و اکسیژن اتمی را تشکیل می دهد. در نتیجه آب جاول رنگ ها را از بین می برد و میکروب ها را از بین می برد.
هنگامی که کلر گازی روی آهک مرطوب Ca(OH) 2 اثر می کند، مخلوطی از نمک های CaCl 2 و Ca(0C1) 2 به دست می آید که به نام سفید کننده:
کلرید آهک را می توان به عنوان نمک کلسیم مخلوط اسیدهای کلریدریک و هیپوکلری CaCl(OCl) در نظر گرفت. در هوای مرطوب، سفید کننده، در تعامل با آب و دی اکسید کربن، به تدریج اسید هیپوکلرو آزاد می کند که خاصیت سفید کنندگی، ضد عفونی کنندگی و گاز زدایی آن را فراهم می کند:

هنگامی که سفید کننده در معرض اسید هیدروکلریک قرار می گیرد، کلر آزاد آزاد می شود:

هنگامی که گرم می شود، اسید هیپوکلرو در نتیجه عدم تناسب ردوکس تجزیه می شود و اسیدهای کلریدریک و پرکلریک را تشکیل می دهد:

هنگامی که کلر از یک محلول قلیایی داغ مانند KOH عبور داده می شود، کلرید پتاسیم و کلرات پتاسیم KClO 3 (نمک برتوله) تشکیل می شود:

توانایی اکسیداسیون آنیون های اسیدهای کلر حاوی اکسیژن در محلول های آبی در سری СlO - - СlO4(-) با وجود افزایش درجه اکسیداسیون کلر در آنها کاهش می یابد:

این با افزایش پایداری آنیون ها در این سری به دلیل افزایش جابجایی بار منفی آنها توضیح داده می شود. در عین حال، پرکلرات های LiC10 4 و KClO 4 در حالت خشک در دمای بالا عوامل اکسید کننده قوی هستند و برای کانی سازی مواد زیستی مختلف هنگام تعیین اجزای معدنی موجود در آنها استفاده می شود.

آنیون های هالوژن (به جز F-) قادر به اهدای الکترون هستند، بنابراین آنها عوامل کاهنده هستند. با افزایش شعاع آنها، توانایی کاهش آنیون های هالید از آنیون کلرید به آنیون یدید افزایش می یابد:

بنابراین، اسید هیدرویدیک توسط اکسیژن اتمسفر در دمای معمولی اکسید می شود:

اسید هیدروکلریک توسط اکسیژن اکسید نمی شود و بنابراین آنیون کلرید در شرایط بدن پایدار است که از نظر فیزیولوژی و پزشکی بسیار مهم است.

خواص اسید-باز.هالیدهای هیدروژن HF, HC1, HBr, HI به دلیل قطبیت مولکول هایشان در آب بسیار محلول هستند. در این حالت، هیدراتاسیون مولکول ها رخ می دهد که منجر به جدا شدن آنها با تشکیل پروتون های هیدراته و آنیون های هالید می شود. قدرت اسیدهای سری HF، HC1، HBr، HI به دلیل افزایش شعاع و قطبش پذیری آنیون ها از F- به I- افزایش می یابد.

اسید هیدروکلریک به عنوان جزئی از شیره معده، نقش مهمی در فرآیند هضم دارد. عمدتاً به دلیل اسید هیدروکلریک که کسر جرمی آن در شیره معده 0.3٪ است، pH آن در محدوده 1 تا 3 حفظ می شود. به دلیل شکست هیدرولیتیک پیوندهای پپتیدی با تشکیل اسیدهای آمینه مختلف:

تعیین محتوای اسید هیدروکلریک و سایر اسیدها در شیره معده در بخش مورد بحث قرار گرفت. 8.3.3.

در سری اسیدهای حاوی اکسیژن کلر، با افزایش حالت اکسیداسیون آن، قدرت اسیدها افزایش می یابد.

این به دلیل افزایش قطبیت پیوند O-H به دلیل تغییر در چگالی الکترون آن به سمت اتم کلر و همچنین به دلیل افزایش پایداری آنیون ها است.

خواص پیچیدهآنیون های هالوژن تمایل به تشکیل کمپلکس به عنوان لیگاند دارند. پایداری کمپلکس های هالید معمولاً به ترتیب F- > Cl- > Br- > > I- کاهش می یابد. این فرآیند تشکیل کمپلکس است که اثر سمی آنیون های فلوراید را توضیح می دهد که با تشکیل کمپلکس های فلوراید با کاتیون های فلزی موجود در مراکز فعال آنزیم ها، فعالیت آنها را سرکوب می کنند.
مولکول ید خواص پیچیده سازی جالبی از خود نشان می دهد. بنابراین، حلالیت ید مولکولی در آب در حضور یدید پتاسیم به شدت افزایش می یابد، که با تشکیل یک آنیون پیچیده همراه است.

پایداری کم این یون کمپلکس وجود ید مولکولی را در محلول تضمین می کند. بنابراین در پزشکی از محلول آبی ید با افزودن KI به عنوان یک عامل باکتری کش استفاده می شود. علاوه بر این، ید مولکولی با نشاسته (بخش 22.3) و پلی وینیل الکل، کمپلکس های انکلوژن تشکیل می دهد. (ید آبی).در این کمپلکس‌ها، مولکول‌های ید یا مرتبط با آنیون‌های یدید، کانال‌های تشکیل‌شده توسط ساختار مارپیچ پلیمرهای پلی هیدروکسی مربوطه را پر می‌کنند. کمپلکس های انکلوژن خیلی پایدار نیستند و می توانند به تدریج ید مولکولی را آزاد کنند. بنابراین، دارویی مانند ید آبی یک عامل باکتری کش موثر، اما خفیف و طولانی مدت است.

نقش بیولوژیکی و استفاده از هالوژن ها و ترکیبات آنها در پزشکی.هالوژن ها به شکل ترکیبات مختلف بخشی از بافت های زنده هستند. در بدن، همه هالوژن ها حالت اکسیداسیون 1 دارند. در عین حال، کلر و برم به شکل کلر و برانیون هیدراته وجود دارد و فلوئور و ید بخشی از زیرلایه های زیستی نامحلول در آب هستند:

ترکیبات فلوئور اجزای تشکیل دهنده بافت استخوان، ناخن و دندان هستند. اثر بیولوژیکی فلوراید در درجه اول با مشکل بیماری های دندانی مرتبط است. آنیون فلوراید که جایگزین یون هیدروکسید در هیدروکسی آپاتیت می شود، یک لایه مینای محافظ از فلوراپاتیت جامد تشکیل می دهد:

فلوراید کردن آب آشامیدنی به غلظت یون فلوراید 1 میلی گرم در لیتر و افزودن سدیم فلوراید به خمیر دندان به طور قابل توجهی پوسیدگی دندان را در جمعیت کاهش می دهد. در عین حال، زمانی که غلظت آنیون فلوراید در آب آشامیدنی بالای 1.2 میلی گرم در لیتر باشد، شکنندگی استخوان ها و مینای دندان افزایش یافته و خستگی عمومی بدن ظاهر می شود. فلوئوروزیس

آنیون‌های کلرید جریان‌های یونی را از طریق غشای سلولی فراهم می‌کنند، در حفظ هموستاز اسمزی شرکت می‌کنند و محیطی مساعد برای عمل و فعال‌سازی آنزیم‌های پروتولیتیک شیره معده ایجاد می‌کنند.

آنیون های برومید در بدن انسان عمدتاً در غده هیپوفیز و سایر غدد درون ریز قرار دارند. وجود یک رابطه پویا بین محتوای آنیون های برمید و کلرید در بدن ثابت شده است. بنابراین، افزایش محتوای آنیون های برمید در خون باعث آزادسازی سریع آنیون های کلرید توسط کلیه ها می شود. برمیدها عمدتاً در مایع بین سلولی قرار دارند. آنها فرآیندهای مهاری را در نورون های قشر مغز تقویت می کنند و بنابراین از برمیدهای پتاسیم، سدیم و بروموکمفور در فارماکولوژی استفاده می شود.

ید و ترکیبات آن بر سنتز پروتئین ها، چربی ها و هورمون ها تأثیر می گذارد. بیش از نیمی از مقدار ید در غده تیروئید در حالت محدود به شکل هورمون های تیروئید است. با دریافت ناکافی ید در بدن، گواتر بومی ایجاد می شود. به منظور جلوگیری از این بیماری، NaI یا KI به نمک خوراکی اضافه می شود (1-2 گرم به ازای هر کیلوگرم NaCl). بنابراین، همه هالوژن ها برای عملکرد طبیعی موجودات زنده ضروری هستند.

فصل 13