Галогены�(солеобразующие)

F

1S²2S²2P⁵

S P

CI

1S²2S²2P⁶3S²3P⁵

Br

I

…4S²4P⁵

…5S²5P⁵

Электронные формулы

Вывод: галогены - р - элементы

На внешнем энергетическом

уровне 7 электронов, один из них неспаренный .

​

2

5

Увеличение окислительных свойств

F

​

Cl

​

Br

​

J

ПОЧЕМУ?

Увеличение радиуса атома

Увеличение восстановительных свойств

CI₂

Br₂

I₂

F₂

​

​

​

​

Простые

вещества

Химическая связь

К Н

​

Кристаллическая решетка

молекулярная

​

​

Молекула хлора

Молекула хлора двухатомна. Связь одинарна и образуется при перекрывании одноэлектронных р-облаков двух атомов хлора. Кроме того, в молекуле хлора имеет место донорно-акцепторное взаимодействие, упрочняющие связь.

Физические свойства

Минералы

Каменная соль = поваренная соль = галит

Карналлит

Сильвин

Получение

1. Электролиз хлоридов щелочных металлов (NaCl, KCl).
2. Окисление HCl кислородом воздуха

4HCl + O₂ = 2Cl₂ + 2H₂O

3. В лаборатории

2KMnO₄+16HCl (конц.) =

2KCl+2MnCl₂+8H₂O+5Cl₂

MnO2 + 4 HCl = MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

6HCl + KClO3 = 3Cl2 + KCl + 3H2O

Получение

2KMnO₄+16HCl (конц.)= 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂

Химические свойства

Хлор – активный окислитель. Энергично реагирует с металлами и большинством неметаллов (за исключением O₂, N₂ и благородных газов). Вступает также в реакции диспропорционирования, для протекания которых наиболее благоприятна щелочная среда, способствующая образованию простых и сложных анионов.

С Металлами

Хлор - один из самых активных неметаллов. При взаимодействии с металлами с переменной валентностью (Fe, Cr) в отличие от соляной кислоты заставляет их проявлять большую степень окисления:

2Al + 3Cl ₂ = 2AlCl ₃

2K + Cl₂ = 2 КCl

2 Fe + 3Cl ₂ = 2 FeCl₃

Cu + Cl ₂ = CuCl ₂

Cu+Cl2=CuCl2

2Fe+3Cl2 = 2FeCl3

С Неметаллами

H2 + Cl2 = 2 HCl(на свету)

2Cl₂ + C = CCl₄

3Cl₂ + 2P (крист.) = 2PCl₃

5 Cl2 + 2 P = 2PCl5

Образует соединения с другими галогенами:

Cl₂ + F₂ = 2ClF

Cl₂ + 3F₂ = 2ClF₃, t = 200–400 °C

Cl₂ + 5F₂ = 2ClF₅

5Cl2 + 2Sb = 2SbCl5

С Водой

Хлор растворяется вводе (в 1 объеме воды растворяется 2 объема хлора) с образованием "хлорной воды":

​

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO

Со щелочами

Cl2 + 2KOH(хол) = KCl + KClO(гипохлорит) + H2O

Cl2 + 6KOH(гор) = 5KCl + KClO3(хлорат) + 3H2O

С Бескислородными Кислотами

Cl₂ + HBr = 2HCl + Br₂

Cl₂ + HI = 2HCl + I₂

Cl₂ + 2NaI = 2NaCl + I₂

Cl₂ + FeCl2 = 2FeCl3

С Солями

Хлор в органике

Хлор является активным реагентом в органическом синтезе. Его атомы входят в состав молекул соединений, относящихся к различным классам органических веществ.

1. CnH2n+2 + Cl2 (на свету) = CnH2n+1Cl + HCl [р. Семенова]
2. CnH2n + Cl2 = CnH2nCl2
3. CnH2n-2 + Cl2 – в несколько стадий
4. C6H6 + Cl2 (AlCl3) = C6H5Cl + HCl

C6H6 + Cl2 (на свету) = гексахлоран

Гомологи бензола + Cl2 (на свету) = замещение

по радикальному механизму (Cl к альфа-H)

5. R-CH2-COOH + Cl2 (PCl5) = R-CHCl-COOH + HCl

​

• Для обеззараживания воды — «хлорирования».

• В химическом производстве соляной кислоты, хлорной извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений.

• Производство хлорорганических инсектицидов — веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасных для растений. На получение средств защиты растений расходуется значительная часть производимого хлора.

• Использовался как оружие массового поражения и в производстве других отравляющих веществ массового поражения: иприт, фосген.

​

• Во всех кислородных соединениях галогены проявляют положительную степень окисления, достигшую семи у высших кислородных соединений хлора.

​

​

Хлорноватистая кислота

• Получение:

CI₂ + H₂O ↔ HCIO + HCI.

​

• Свойства :
• очень неустойчива :

2HCIO = 2HCI + O₂

- очень сильный окислитель; её образованием при взаимодействии хлора с водой объясняются белящие свойства хлора;

- образует соли – гипохлориты;

- взаимодействует с щелочью

HCI + HCIO + 2KOH = KCI + KCIO + 2H₂O.

​

​

- Смесь солей хлорноватистой и соляной кислот называется жавелевой водой и применяется для отбеливания:

2KOH + Cl₂ = KClO + KCl + Н₂O.

- Гипохлорит кальция (Ca(CIO) ₂)- белильная или хлористая известь применяется для отбелки растительного волокна (тканей, бумаги), для дезинфекции выгребных ям, отхожих мест, сточных канав и т.д., для дегазации местности, заражённой отравляющими веществами.

​

Гипохлориты – соли хлорноватистой кислоты

Хлорноватая кислота

• Строение молекулы:

O

H-O-CI

O

• Физические свойства:

- жидкость.

• Химические свойства:

- сильный окислитель.

​

• Получение хлората калия:

3KCIO = KCIO₃ + 2KCI (при нагревании)

6KOH +3CI₂ = 5KCI + KCIO3 +3H₂O

(горячий р-р)

• Свойства хлората калия:

при нагревании разлагаются

2KCIO₃ = 2KCI + 3O₂ .

(бертолетова соль)

Образует смеси, сильно взрывающиеся при ударе, с горючими веществами (серой, углём, фосфором).

• Применение бертолетовой соли:
• в артиллерийском деле,
• пиротехнике,
• производстве спичек.

​

Хлораты -� соли хлорноватой кислоты

Хлорная кислота

• Строение молекулы

O

H-O- CI=O

O

• Физические свойства:

-жидкость,

- без цвета,

- замерзает при температуре -112˚С.

• Химические свойства:

- очень устойчивая,

- очень сильная кислота, α = 88%.

- Взаимодействует с фосфорным ангидридом с образованием хлорного ангидрида

2HCIO4 + P2O5 = 2HPO3 + CI2O7

​

• Выводы

С увеличением валентности хлора растёт устойчивость его кислородных кислот, а их окислительная способность уменьшается:

HCIO HCIO2 HCIO3 HCIO4

окислительные свойства уменьшаются.

Сила кислородных кислот хлора увеличивается с увеличением степени окисления последнего:

HCIO HCIO2 HCIO3 HCIO4

сила кислот увеличивается.

​

Соединения хлора

физические свойства хлороводорода

- газ;

- без цвета;

- с резким запахом;

- легко обращается в жидкость;

- хорошо растворяется в воде (в 1л воды 500л хлороводорода);

- температура плавления -112˚С;

- температура кипения -84˚С.

- К нагреванию менее устойчив по сравнению с фтороводородом, но более устойчив в сравнении с бромоводородом и йодоводородом.

Получение хлороводорода

• В промышленности:

действие концентрированной серной кислоты на соли галогеноводородных кислот

2NaCI + H2SO4 = NaН SO4 + 2HCI

(при очень сильном нагревании).

Соляная кислота

​

• Получение:

- растворением хлороводорода в воде;

- синтез путём сжигания водорода в струе хлора

H2 + CI2 = 2HCI + 183,1 кДж.

​

• Физические свойства:

-жидкость;

- бесцветная;

- с резким запахом.

​

• Химические свойства:

​

- легко вступает во взаимодействие с металлами, выделяя водород и образуя соли – хлориды

Zn + 2HCI = ZnCI2 + H2

- взаимодействует с основными оксидами

CuO + 2HCI = CuCI2 +H2O

- взаимодействует с основаниями

AI(OH)3 +3HCI = AICI3 +3H2O

-взаимодействует с солями

AgNO3 + HCI = AgCI +HNO3

- взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония

NH3 +HCI = NH4CI

- взаимодействует с хлорной известью

Ca(CIO)2 + 4HCI = CaCI2+2CI2 +2H2O

​

​