Тук читателят ще намери информация за халогените, химичните елементи от периодичната таблица на Д. И. Менделеев. Съдържанието на статията ще ви позволи да се запознаете с техните химични и физични свойства, местоположение в природата, начини на приложение и др.
Обща информация
Халогените са всички елементи от химическата таблица на Д. И. Менделеев, които са в седемнадесета група. Според по-строг метод на класификация, това са всички елементи от седмата група, основната подгрупа.
Халогените са елементи, способни да реагират с почти всички вещества от прост тип, с изключение на определено количество неметали. Всички те са енергийни окислители, следователно, в естествени условия, като правило, те са в смесена форма с други вещества. Индикаторът за химическа активност на халогените намалява с увеличаване на серийното им номериране.
Следните елементи се считат за халогени: флуор, хлор, бром, йод, астатин и изкуствено създаден тенесин.
Както беше споменато по-рано, всички халогени са окислители с подчертани свойства, а освен това всички те са неметали. Външното енергийно ниво има седем електрона. Взаимодействието с металите води до образуване на йонни връзки и соли. Почти всички халогени, с изключение на флуора, могат да действат като редуциращ агент, достигайки най-високата степен на окисление от +7, но това изисква те да взаимодействат с елементи, които имат висока степен на електроотрицателност.
Характеристики на етимологията
През 1841 г. шведският химик Й. Берцелиус предлага да се въведе терминът халогени, отнасяйки към тях известните тогава F, Br, I. Въпреки това, преди въвеждането на този термин по отношение на цялата група от такива елементи, през 1811 г., немският учен И. Швайгер нарича хлор със същата дума, самият термин е преведен от гръцки като „сол“.
Атомна структура и степени на окисление
Електронната конфигурация на външната атомна обвивка на халогените е както следва: астат - 6s26p5, йод - 5s 25p5, бром 4s24p5, хлор – 3s 23p5, флуор 2s22p5.
Халогените са елементи, които имат седем електрона върху електронната обвивка от външния тип, което им позволява "лесно" да прикрепят електрон, който не е достатъчен за завършване на обвивката. Обикновено степента на окисление се появява като -1. Cl, Br, I и At, реагирайки с елементи с по-висока степен, започват да показват положителна степен на окисление: +1, +3, +5, +7. Флуорът има постоянна степен на окисление от -1.
Разпространение
С оглед на негоСилно реактивните халогени обикновено се срещат като съединения. Нивото на разпределение в земната кора намалява в съответствие с увеличаването на атомния радиус от F до I. Астатът в земната кора се измерва в грамове, а тенесинът се създава изкуствено.
Халогените се срещат естествено най-често в халогенидни съединения, а йодът може също да бъде под формата на калиев или натриев йодат. Поради тяхната разтворимост във вода, те присъстват в океанските води и естествените саламирани води. F е слабо разтворим представител на халогените и се среща най-често в седиментните скали, а основният му източник е калциев флуорид.
Физически качествени характеристики
Халогените могат да бъдат много различни един от друг и имат следните физически свойства:
- Флуорът (F2) е светложълт газ с остър и дразнещ мирис и не се компресира при нормални температурни условия. Точката на топене е -220 °C, а точката на кипене е -188 °C.
- Хлорът (Cl2) е газ, който не се компресира при нормална температура, дори под налягане, има задушаваща, остра миризма и зелено-жълт цвят. Започва да се топи при -101 °С и кипи при -34 °С.
- Бромът (Br2) е летлива и тежка течност с кафяв цвят и остра, зловонна миризма. Топи се при -7°C и кипи при 58°C.
- Йод (I2) - Това твърдо вещество има тъмно сив цвят и има метален блясък, миризмата е доста остра. Процесът на топене започва придостига 113,5 °С и кипи при 184,885 °С.
- Рядък халоген е астатинът (At2), който е твърд и има черно-син цвят с метален блясък. Точката на топене съответства на 244 ° C, а кипенето започва след достигане на 309 ° C.
Химична природа на халогените
Халогените са елементи с много висока окислителна активност, която отслабва в посока от F към At. Флуорът, като най-активният представител на халогените, може да реагира с всички видове метали, без да се изключват известни. Повечето от представителите на металите, попадайки в атмосферата на флуор, са подложени на самозапалване, като същевременно отделят топлина в огромни количества.
Без излагане на флуора на топлина, той може да реагира с голям брой неметали, като H2, C, P, S, Si. Типът на реакциите в този случай е екзотермичен и може да бъде придружен от експлозия. При нагряване F принуждава останалите халогени да се окисляват, а когато е изложен на радиация, този елемент е в състояние напълно да реагира с тежки газове от инертен характер.
При взаимодействие с вещества от сложен тип, флуорът предизвиква високоенергийни реакции, например чрез окисление на вода може да предизвика експлозия.
Хлорът също може да бъде реактивен, особено в свободно състояние. Нивото му на активност е по-ниско от това на флуора, но е в състояние да реагира с почти всички прости вещества, но азотът, кислородът и благородните газове не реагират с него. Взаимодействайки с водорода, когато е нагрят или при добра светлина, хлорът създава бурна реакция, придружена от експлозия.
В допълнение и реакции на заместване, Cl може да реагира с голям брой вещества от сложен тип. Способен да измести Br и I в резултат на нагряване от съединенията, създадени от тях с метал или водород, и може също да реагира с алкални вещества.
Бромът е химически по-малко активен от хлора или флуора, но все пак се показва много ярко. Това се дължи на факта, че бромът Br най-често се използва като течност, тъй като в това състояние първоначалната степен на концентрация при други идентични условия е по-висока от тази на Cl. Широко използван в химията, особено органичната. Може да се разтвори в H2O и да реагира частично с него.
Халогенният елемент йод образува просто вещество I2 и е в състояние да реагира с H2O, разтваря се в йодидни разтвори, образуващи, докато сложни аниони. I се различава от повечето халогени по това, че не реагира с повечето представители на неметали и бавно реагира с метали, докато трябва да се нагрява. Той реагира с водород само когато е подложен на силно нагряване и реакцията е ендотермична.
Рядкият халоген астатин (At) е по-малко реактивен от йода, но може да реагира с метали. Дисоциацията произвежда както аниони, така и катиони.
Приложения
Халогенните съединения са широко използвани от човека в голямо разнообразие от области. естествен криолит(Na3AlF6) се използва за получаване на Al. Бромът и йодът често се използват като прости вещества от фармацевтични и химически компании. Халогените често се използват при производството на машинни части. Фаровете са едно от тези неща. Много е важно да изберете правилния материал за този компонент на автомобила, тъй като фаровете осветяват пътя през нощта и са начин за засичане както на вас, така и на другите шофьори. Ксенонът се счита за един от най-добрите композитни материали за създаване на фарове. Халогенът обаче не е много по-нисък по качество на този инертен газ.
Добър халоген е флуорът, добавка, широко използвана в пастата за зъби. Помага за предотвратяване на появата на зъбни заболявания - кариес.
Халогенният елемент като хлор (Cl) намира своето приложение в производството на HCl, често използван при синтеза на органични вещества като пластмаси, каучук, синтетични влакна, багрила и разтворители и др. Както и съединения хлорът се използва като белина за бельо, памук, хартия и като средство за борба с бактериите в питейната вода.
Внимание! Токсичен
Поради много високата си реактивност, халогените с право се наричат отровни. Способността за влизане в реакции е най-силно изразена при флуора. Халогените имат изразени задушаващи свойства и са способни да увредят тъканите при взаимодействие.
Флуорът в парите и аерозолите се счита за един от най-потенциалнитеопасни форми на халогени, които са вредни за околните живи същества. Това се дължи на факта, че се възприема лошо от обонянието и се усеща едва след достигане на висока концентрация.
Обобщаване
Както виждаме, халогените са много важна част от периодичната таблица на Менделеев, те имат много свойства, различават се по физични и химични качества, атомна структура, степен на окисление и способност да реагират с метали и неметали. В индустрията те се използват по различни начини, вариращи от добавки в продуктите за лична хигиена до синтеза на органични химикали или избелващи средства. Въпреки че ксенонът е един от най-добрите начини за поддържане и създаване на светлина в автомобилни фарове, халогенът все още е почти толкова добър, колкото ксенона и също е широко използван и има своите предимства.
Сега знаете какво е халоген. Сканворд с всякакви въпроси за тези вещества вече не е пречка за вас.
