Застосування галогенів та їх найважливіших сполук

 

Вступ

1. Типові неметали – галогени, їх характеристика, властивості і сполук

2. Застосування галогенів та їх найважливіших сполук

Висновок

Використана література

  

 

До головної підгрупи VII групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва входять: Фтор F, Хлор Cl, Бром Br, Йод J та Астат At. Загальна назва цієї групи елементів – галогени, що в перекладі означає “солеродні”. Атоми галогенів мають на останньому енергетичному рівні сім електронів: ns2np5.

У збуджених станах атом Хлору може утворювати 3, 5 або 7 спільних електронних пар з іншими атомами. Таке число зв’язків характерне для сполук Хлору з киснем. Збуджені стани можливі і для атомів Брому, Йоду, Астату. Всі галогени відносяться до р-елементів. З підвищенням порядкового номера у ряді F – At збільшуються радіуси атомів, зменшується електронегативність, слабшають неметалічні властивості й окислювальна здатність елементів. Найбільш виражені неметалічні властивості у Фтору, найменш – у Йоду.

У вільному стані галогени утворюють прості речовини, що складаються з двохатомних молекул: F2, Cl2, Br2, J2 зв’язки між атомами – ковалентні неполярні. Кристалічна решітка галогенів молекулярного типу.

Фтор – газ світло-зеленого кольору і дуже отруйний (ρ = 1, 11 г/см3). Фтор не може бути розчинений у воді через те, що він взаємодіє з нею.

Хлор – газ жовто-зеленого кольору з різким, неприємним запахом. Хлор тяжчий за повітря, розчинний у воді, утворює хлорну воду.

Бром – рідина червоно-бурого забарвлення з неприємним запахом, у воді розчиняється погано, утворюючи бромну воду. Розчиняється в органічних розчинниках – бензолі, хлороформі. Якщо до бромної води додати бензолу і добре збовтати, то після розшарування рідин можна помітити, як бензол з Br2 забарвлюється в яскраво-оранжевий колір. Це пояснюється тим, що бром краще розчиняється у бензолі, ніж у воді. Бром тяжчий від води (ρ = 3, 12 г/см3).

Йод – кристалічна речовина, темно-сірого кольору, у парах – фіолетового. При нагріванні він з твердого стану зразу переходить в рідкий стан (сублімація). Йод погано розчиняється у воді (світло-жовта йодна вода), але добре розчиняється у спирту. Це використовують для приготування 5-10% розчину йоду в спирту (йодна настойка). Йод дуже добре розчиняється в розчині власних солей, наприклад в розчині калію йодиду. Цей розчин називається розчином Люголя, застосовується в медичній практиці.

 

 

ЙОД – І хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, належить до галогенів (у літературі зустрічається також символ J) ; атомний номер 53, атомна маса 126, 9045; кристали чорно-сірого кольору з металевим блиском. Природний йод складається з одного стабільного ізотопу з масовим числом 127. Йод відкрив в 1811 р. французький хімік Б. Куртуа. Нагріваючи матковий розсіл золи морських водоростей з концентрованою сірчаною кислотою, він спостерігав виділення фіолетової пари (звідси назва йод – від грецького iodes, ioeides – схожий кольором на фіалку, фіолетовий), що конденсувався у вигляді темних блискучих пластинчастих кристалів. В 1813 – 1814 рр. французький хімік Ж. Л. Гей-Люссак й англійський хімік Г. Дэві довели елементарну природу йоду.

Середній вміст йоду в земній корі  % по масі. У мантії й магмах й у породах, що утворилися з них (гранітах, базальтах) з'єднання йоду розсіяні; глибинні мінерали йоду невідомі. Історія йоду в земній корі тісно пов'язана з живою речовиною й біогенною міграцією. У біосфері спостерігаються процеси його концентрації, особливо морськими організмами (водоростями, губками). Відомі 8 гіпергенних мінералів йоду, що утворяться в біосфері, однак вони дуже рідкі. Основним резервуаром йоду для біосфери служить Світовий океан (в 1 літрі в середньому втримується   грам йоду). З океану з'єднання йоду, розчинені в краплях морської води, попадають в атмосферу й переносяться вітрами на континенти. Місцевості, вилучені від океану або відгороджені від морських вітрів горами, небагаті на йод. Йод легко адсорбується органічними речовинами ґрунтів. При ущільненні та утворенні осадових гірських порід відбувається десорбція, частина з'єднань йоду переходить у підземні води. Так утворяться використовувані для видобутку йоду йодо-бромні води, особливо характерні для районів нафтових родовищ (місцями 1 літр цих вод містить понад 100 мг йоду).

Щільність йоду 4, 94 г/см3, tпл = 113, 5 °С, tкип = 184, 35 °С. Молекула рідкого й газоподібного йоду складається із двох атомів (I2). Помітна дисоціація I2  2I спостерігається вище 700 °С, а також при дії світла. Уже при звичайній температурі йод випаровується, утворюється фіолетова пара, що різко пахне. При слабкому нагріванні йод осідає у вигляді блискучих тонких пластинок; цей процес використовують для очищення йоду в лабораторіях й у промисловості. Йод погано розчинний у воді (0, 33 г/л при 25 °С), добре – у сірковуглеці й органічних розчинниках (бензолі, спирті), а також у водяних розчинах йодидів.

Конфігурація зовнішніх електронів атома йоду 5s25p5. Відповідно до цього проявляє в з'єднаннях змінну валентність (ступінь окислювання) : -1 (в HI, КI) ; +1 (у НIO, КIO) ; +3 (в IСl3) ; +5 (у НIO3, КIO3) ; і +7 (в HIO4, KIO4). Хімічно йод досить активний, хоча й у менше,