ฮาโลเจน ฟลูออรีน F, คลอรีน C1, โบรมีน Br, ไอโอดีน I เป็นองค์ประกอบของกลุ่ม VILA การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของเปลือกเวเลนซ์ของอะตอมฮาโลเจนในสถานะพื้น ns 2 np 5 .การมีอยู่ของอิเล็กตรอน 5 ตัวใน p ออร์บิทัลด้านนอก ซึ่งรวมถึงอิเล็กตรอนที่ไม่ได้รับการจับคู่ด้วย 1 ตัว เป็นสาเหตุของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนในระดับสูงของฮาโลเจน การเติมอิเล็กตรอนทำให้เกิดการก่อตัวของเฮไลด์แอนไอออน (F-, Cl-, Br-, I-) โดยมีเปลือก 8 อิเล็กตรอนที่เสถียรของก๊าซมีตระกูลที่ใกล้ที่สุด ฮาโลเจนเป็นอโลหะที่แตกต่างกัน
ธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีมากที่สุดคือฟลูออรีน มีสถานะออกซิเดชันเพียงสถานะเดียวในสารประกอบ - 1 เนื่องจากเป็นตัวรับอิเล็กตรอนเสมอ ฮาโลเจนอื่นๆ ในสารประกอบสามารถมีสถานะออกซิเดชันได้ตั้งแต่ -1 ถึง +7 สถานะออกซิเดชันเชิงบวกของฮาโลเจนเกิดจากการเปลี่ยนเวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันไปเป็น d-orbitals อิสระที่ระดับภายนอก (ข้อ 2.1.3) เมื่อสร้างพันธะที่มีองค์ประกอบอิเล็กโทรเนกาติตีมากขึ้น
โมเลกุลของฮาโลเจนเป็นแบบไดอะตอมมิก: F 2, C1 2, Br 2, I 2 ภายใต้สภาวะมาตรฐาน ฟลูออรีนและคลอรีนเป็นก๊าซ โบรมีนเป็นของเหลวที่ระเหยได้ (Tbp = 59 °C) และไอโอดีนเป็นของแข็ง แต่ระเหยได้ง่าย (กลายเป็นสถานะก๊าซ โดยผ่านสถานะของเหลว)
คุณสมบัติรีดอกซ์ฮาโลเจนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ซึ่งทำปฏิกิริยากับโลหะเกือบทั้งหมดและอโลหะหลายชนิด:
ฟลูออรีนมีฤทธิ์ทางเคมีสูงเป็นพิเศษ ซึ่งเมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยาแม้กับก๊าซมีตระกูล ซีนอน คริปทอน และเรดอน:
กิจกรรมทางเคมีของฮาโลเจนลดลงจากฟลูออรีนเป็นไอโอดีน เนื่องจากเมื่อรัศมีอะตอมเพิ่มขึ้นความสามารถของฮาโลเจนในการยึดเกาะอิเล็กตรอนจะลดลง:
ฮาโลเจนที่มีฤทธิ์มากกว่าจะแทนที่โลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่าจากสารประกอบของมันเสมอ ดังนั้น ฟลูออรีนจะแทนที่ฮาโลเจนอื่นๆ ทั้งหมดจากเฮไลด์ของพวกมัน และโบรมีนจะแทนที่ไอโอดีนจากไอโอไดด์เท่านั้น:
คุณสมบัติออกซิเดชั่นที่แตกต่างกันของฮาโลเจนนั้นก็แสดงออกมาต่อร่างกายเช่นกัน ก๊าซคลอรีนและฟลูออรีนมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงมาก เป็นสารพิษที่ทรงพลังซึ่งสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อปอดและเยื่อเมือกของดวงตา จมูก และกล่องเสียง ไอโอดีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าซึ่งมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์
ความแตกต่างของคุณสมบัติรีดอกซ์ของฮาโลเจนก็ปรากฏขึ้นเช่นกันเมื่อมีปฏิกิริยากับน้ำ ฟลูออรีนออกซิไดซ์น้ำ โดยตัวรีดิวซ์จะเป็นอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลของน้ำ:
ปฏิกิริยาระหว่างฮาโลเจนอื่นๆ กับน้ำจะมาพร้อมกับการสลายอะตอมของสารรีดอกซ์ ดังนั้นเมื่อคลอรีนทำปฏิกิริยากับน้ำ อะตอมหนึ่งของโมเลกุลคลอรีนที่ได้รับอิเล็กตรอนจากอะตอมอื่นจะลดลง และอะตอมของคลอรีนอีกอะตอมหนึ่งซึ่งให้อิเล็กตรอนออกไปจะถูกออกซิไดซ์ สิ่งนี้สร้าง น้ำคลอรีน,ประกอบด้วยไฮโดรเจนคลอไรด์ (กรดไฮโดรคลอริก) และกรดไฮโปคลอรัส (ไฮโปคลอรัส):
ปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้ และสมดุลของมันจะเลื่อนไปทางซ้ายอย่างมาก กรดไฮโปคลอรัสไม่เสถียรและสลายตัวได้ง่ายโดยเฉพาะในแสงโดยมีการก่อตัวของสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก - ออกซิเจนอะตอมมิก:
ดังนั้นน้ำคลอรีนจึงมีสารออกซิไดซ์สามตัวที่มีความเข้มข้นต่างกันซึ่งมีความสามารถในการออกซิไดซ์ที่แตกต่างกัน: คลอรีนโมเลกุล, กรดไฮโปคลอรัสและออกซิเจนอะตอมมิก ซึ่งผลรวมมักเรียกว่า "แอคทีฟคลอรีน".
ออกซิเจนอะตอมมิกที่เกิดขึ้นจะฟอกสีย้อมและฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ ซึ่งอธิบายถึงผลการฟอกขาวและฆ่าเชื้อแบคทีเรียของน้ำคลอรีน
กรดไฮโปคลอรัสเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่าก๊าซคลอรีน มันทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์ RH ทั้งในฐานะตัวออกซิไดซ์และเป็นตัวทำปฏิกิริยาคลอรีน:
ดังนั้นเมื่อน้ำดื่มที่มีสารอินทรีย์เป็นสารเจือปนถูกคลอรีน ก็สามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบออร์กาโนคลอรีนที่เป็นพิษมากขึ้น RC1 สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาอย่างแน่นอนเมื่อพัฒนาวิธีการทำน้ำให้บริสุทธิ์และการใช้งาน
เมื่อเติมอัลคาไลลงในน้ำคลอรีน สมดุลจะเลื่อนไปทางขวาเนื่องจากการทำให้กรดไฮโปคลอรัสและกรดไฮโดรคลอริกเป็นกลาง:
จึงเกิดเป็นสารละลายที่มีส่วนผสมของเกลือเรียกว่า น้ำ Javelใช้เป็นสารฟอกขาวและยาฆ่าเชื้อ คุณสมบัติเหล่านี้เกิดจากการที่โพแทสเซียมไฮโปคลอไรต์ภายใต้อิทธิพลของ CO2 + H 2 0 และจากการไฮโดรไลซิสจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดไฮโปคลอรัสที่ไม่เสถียรซึ่งก่อให้เกิดออกซิเจนอะตอมมิก เป็นผลให้น้ำ Javel ทำลายสีย้อมและฆ่าเชื้อจุลินทรีย์
เมื่อก๊าซคลอรีนทำปฏิกิริยากับปูนขาว Ca(OH) 2 ที่เปียก จะได้ส่วนผสมของเกลือ CaCl 2 และ Ca(0C1) 2 เรียกว่า สารฟอกขาว:
คลอไรด์ของมะนาวถือได้ว่าเป็นเกลือแคลเซียมผสมของกรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโปคลอรัส CaCl(OCl) ในอากาศชื้น สารฟอกขาวที่ทำปฏิกิริยากับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ จะค่อยๆ ปล่อยกรดไฮโปคลอรัส ซึ่งให้คุณสมบัติในการฟอกสี สารฆ่าเชื้อ และการกำจัดแก๊ส:
เมื่อสารฟอกขาวสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริก คลอรีนอิสระจะถูกปล่อยออกมา:
เมื่อถูกความร้อน กรดไฮโปคลอรัสจะสลายตัวอันเป็นผลมาจากการแบ่งสัดส่วนรีดอกซ์จนเกิดเป็นกรดไฮโดรคลอริกและเปอร์คลอริก:
เมื่อคลอรีนถูกส่งผ่านสารละลายอัลคาไลร้อน เช่น KOH จะเกิดโพแทสเซียมคลอไรด์และโพแทสเซียมคลอเรต KClO 3 (เกลือเบอร์ทอลเล็ต) เกิดขึ้น:
ความสามารถในการออกซิไดซ์ของแอนไอออนของกรดคลอรีนที่ประกอบด้วยออกซิเจนในสารละลายน้ำในซีรีส์ СlO - - СlO4(-) ลดลงแม้ว่าระดับออกซิเดชันของคลอรีนจะเพิ่มขึ้นก็ตาม:
สิ่งนี้อธิบายได้จากความเสถียรที่เพิ่มขึ้นของแอนไอออนในชุดนี้ เนื่องจากการจัดสรรประจุลบของพวกมันเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน LiC10 4 และ KClO 4 เปอร์คลอเรตในสถานะแห้งที่อุณหภูมิสูงเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง และใช้สำหรับการทำให้เป็นแร่ของวัสดุชีวภาพต่างๆ เมื่อพิจารณาส่วนประกอบอนินทรีย์ที่มีอยู่
แอนไอออนของฮาโลเจน (ยกเว้น F-) มีความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนได้ ดังนั้นจึงเป็นตัวรีดิวซ์ เมื่อรัศมีเพิ่มขึ้น ความสามารถในการรีดิวซ์ของแอนไอออนของเฮไลด์จะเพิ่มขึ้นจากไอออนคลอไรด์เป็นไอออนไอโอไดด์:
ดังนั้นกรดไฮโดรไอโอดิกจึงถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศที่อุณหภูมิปกติ:
กรดไฮโดรคลอริกไม่ได้ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจน ดังนั้นคลอไรด์แอนไอออนจึงมีความเสถียรภายใต้สภาวะของร่างกาย ซึ่งมีความสำคัญมากในแง่ของสรีรวิทยาและการแพทย์
คุณสมบัติของกรดเบสไฮโดรเจนเฮไลด์ HF, HC1, HBr, HI เนื่องจากขั้วของโมเลกุลของพวกมันจึงละลายได้ในน้ำสูง ในกรณีนี้ไฮเดรชั่นของโมเลกุลเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่การแยกตัวออกจากกันด้วยการก่อตัวของโปรตอนไฮเดรตและแอนไอออนของเฮไลด์ ความแข็งแรงของกรดในซีรีย์ HF, HC1, HBr, HI เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของรัศมีและความสามารถในการโพลาไรซ์ของไอออนจาก F- ถึง I-
กรดไฮโดรคลอริกซึ่งเป็นส่วนประกอบของน้ำย่อยมีบทบาทสำคัญในกระบวนการย่อยอาหาร สาเหตุหลักมาจากกรดไฮโดรคลอริกซึ่งสัดส่วนมวลในน้ำย่อยคือ 0.3% ค่า pH ของมันจะยังคงอยู่ในช่วง 1 ถึง 3 กรดไฮโดรคลอริกส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์เปปซินไปเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ซึ่งช่วยให้มั่นใจในการย่อยโปรตีน เนื่องจากความแตกแยกของไฮโดรไลติกของพันธะเปปไทด์ด้วยการก่อตัวของกรดอะมิโนต่างๆ:
การพิจารณาปริมาณกรดไฮโดรคลอริกและกรดอื่นๆ ในน้ำย่อยจะถูกกล่าวถึงในบทนี้ 8.3.3.
ในชุดของกรดที่ประกอบด้วยออกซิเจนของคลอรีน เมื่อสถานะออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของกรดจะเพิ่มขึ้น
นี่เป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของขั้วของพันธะ O-H เนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปเป็นอะตอมของคลอรีน เช่นเดียวกับการเพิ่มขึ้นของความเสถียรของแอนไอออน
คุณสมบัติเชิงซ้อนแอนไอออนของฮาโลเจนมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนเป็นลิแกนด์ ความเสถียรของสารเชิงซ้อนเฮไลด์มักจะลดลงตามลำดับ F- > Cl- > Br- > > I- เป็นกระบวนการของการเกิดภาวะเชิงซ้อนที่อธิบายผลที่เป็นพิษของฟลูออไรด์แอนไอออน ซึ่งโดยการสร้างสารประกอบเชิงซ้อนของฟลูออไรด์ที่มีแคตไอออนของโลหะรวมอยู่ในศูนย์กลางของเอนไซม์ที่ทำงานอยู่ จะระงับการทำงานของพวกมัน
โมเลกุลไอโอดีนแสดงคุณสมบัติการขึ้นรูปที่ซับซ้อนที่น่าสนใจ ดังนั้นความสามารถในการละลายของโมเลกุลไอโอดีนในน้ำจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อมีโพแทสเซียมไอโอไดด์ซึ่งสัมพันธ์กับการก่อตัวของไอออนเชิงซ้อน
ความเสถียรต่ำของไอออนเชิงซ้อนนี้ช่วยให้แน่ใจว่ามีโมเลกุลไอโอดีนอยู่ในสารละลาย ดังนั้นในทางการแพทย์จึงใช้สารละลายไอโอดีนในน้ำที่เติม KI เป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย นอกจากนี้โมเลกุลไอโอดีนยังก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนที่มีแป้ง (ข้อ 22.3) และโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (ไอโอดีนสีน้ำเงิน).ในสารเชิงซ้อนเหล่านี้ โมเลกุลไอโอดีนหรือสารที่เกี่ยวข้องกับไอโอไดด์แอนไอออนจะเติมช่องทางที่เกิดจากโครงสร้างเกลียวของพอลิเมอร์โพลีไฮดรอกซีที่สอดคล้องกัน คอมเพล็กซ์รวมไม่เสถียรมากและสามารถค่อยๆ ปล่อยไอโอดีนโมเลกุลออกมาได้ ดังนั้นยา เช่น บลูไอโอดีนจึงเป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพแต่ออกฤทธิ์ไม่รุนแรงและออกฤทธิ์ยาวนาน
บทบาททางชีวภาพและการใช้ฮาโลเจนและสารประกอบของฮาโลเจนในทางการแพทย์ฮาโลเจนในรูปของสารประกอบต่างๆ เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ในร่างกาย ฮาโลเจนทั้งหมดมีสถานะออกซิเดชันที่ 1 ในเวลาเดียวกัน คลอรีนและโบรมีนมีอยู่ในรูปของ Cl- และ Br-anions ไฮเดรต และฟลูออรีนและไอโอดีนเป็นส่วนหนึ่งของสารตั้งต้นทางชีวภาพที่ไม่ละลายน้ำ:
สารประกอบฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อกระดูก เล็บ และฟัน ผลกระทบทางชีวภาพของฟลูออไรด์สัมพันธ์กับปัญหาโรคทางทันตกรรมเป็นหลัก ฟลูออไรด์ไอออนซึ่งแทนที่ไฮดรอกไซด์ไอออนในไฮดรอกซีอะพาไทต์ จะสร้างชั้นเคลือบฟันป้องกันจากฟลูออราพาไทต์ที่เป็นของแข็ง:
ฟลูออไรด์ในน้ำดื่มให้มีความเข้มข้นของฟลูออไรด์ไอออน 1 มก./ล. และการเติมโซเดียมฟลูออไรด์ลงในยาสีฟันช่วยลดฟันผุในประชากรได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน เมื่อความเข้มข้นของฟลูออไรด์ไอออนในน้ำดื่มสูงกว่า 1.2 มก./ลิตร ความเปราะบางของกระดูกและเคลือบฟันจะเพิ่มขึ้น และความเหนื่อยล้าของร่างกายจะปรากฏขึ้น เรียกว่า ฟลูออโรซิส
แอนไอออนของคลอไรด์ให้ไอออนิกไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ มีส่วนร่วมในการรักษาสภาวะสมดุลออสโมติก และสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานและการกระตุ้นเอนไซม์โปรโตไลติกของน้ำย่อย
แอนไอออนของโบรไมด์ในร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่อยู่ในต่อมใต้สมองและต่อมไร้ท่ออื่นๆ การมีอยู่ของความสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างเนื้อหาของโบรไมด์และไอออนคลอไรด์ในร่างกายได้ถูกสร้างขึ้น ดังนั้นปริมาณโบรไมด์แอนไอออนในเลือดที่เพิ่มขึ้นจึงช่วยให้ไตปล่อยคลอไรด์แอนไอออนอย่างรวดเร็ว โบรไมด์ส่วนใหญ่อยู่ในของเหลวระหว่างเซลล์ พวกมันช่วยเพิ่มกระบวนการยับยั้งในเซลล์ประสาทของเปลือกสมอง ดังนั้นจึงมีการใช้โพแทสเซียม โซเดียม และโบรโมคัมฟอร์โบรไมด์ในเภสัชวิทยา
ไอโอดีนและสารประกอบของมันส่งผลต่อการสังเคราะห์โปรตีน ไขมัน และฮอร์โมน ไอโอดีนมากกว่าครึ่งหนึ่งอยู่ในต่อมไทรอยด์ในสภาวะที่ถูกผูกไว้ในรูปของฮอร์โมนไทรอยด์ เมื่อร่างกายได้รับไอโอดีนไม่เพียงพอจะเกิดโรคคอพอกประจำถิ่น เพื่อป้องกันโรคนี้ให้เติม NaI หรือ KI ลงในเกลือแกง (1-2 กรัมต่อ NaCl 1 กิโลกรัม) ดังนั้นฮาโลเจนทั้งหมดจึงมีความจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของสิ่งมีชีวิต
บทที่ 13
1. ลักษณะทั่วไปของฮาโลเจน - โครงสร้างอะตอมและสถานะออกซิเดชันของฮาโลเจนในสารประกอบ ธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในรัศมีอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน และอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ ในอนุกรม F - At ธรรมชาติของพันธะเคมีของฮาโลเจนกับโลหะและอโลหะ ความเสถียรของสถานะวาเลนซ์ที่สูงขึ้นของฮาโลเจน คุณสมบัติของฟลูออรีน
1. กับ. 367-371; 2. กับ. 338-347; 3. กับ. 415-416; 4. กับ. 270-271; 7. กับ. 340-345.
2. โครงสร้างโมเลกุลและสมบัติทางกายภาพของสารฮาโลเจนอย่างง่าย - ลักษณะของพันธะเคมีในโมเลกุลฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพของฮาโลเจน: สถานะของการรวมตัว, จุดหลอมเหลวและจุดเดือดในชุดฟลูออรีน - แอสทาทีน, ความสามารถในการละลายในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์
1. กับ. 370-372; 2. กับ. 340-347; 3. กับ. 415-416; 4. กับ. 271-287; 8. กับ. 367-370.
3. คุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจน - สาเหตุของกิจกรรมทางเคมีที่สูงของฮาโลเจนและการเปลี่ยนแปลงตามกลุ่ม ความสัมพันธ์กับน้ำ สารละลายอัลคาไล โลหะ และอโลหะ อิทธิพลของอุณหภูมิที่มีต่อองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สมส่วนของฮาโลเจนในสารละลายอัลคาไล คุณสมบัติของเคมีฟลูออรีน สารประกอบฮาโลเจนธรรมชาติ หลักวิธีทางอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการสำหรับการผลิตฮาโลเจน การใช้ฮาโลเจน ผลกระทบทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาของฮาโลเจนและสารประกอบที่มีต่อสิ่งมีชีวิต ความเป็นพิษของฮาโลเจนและข้อควรระวังเมื่อใช้งาน
1. กับ. 372-374, น. 387-388; 2. กับ. 342-347; 3. กับ. 416-419; 4. กับ. 276-287; 7. หน้า 340-345, น. 355; 8. กับ. 380-382.
สารเชิงเดี่ยว ฮาโลเจน ซึ่งมีฤทธิ์มากต่างจากไฮโดรเจน มีคุณสมบัติโดดเด่นมากที่สุดด้วยคุณสมบัติการออกซิไดซ์ ซึ่งจะค่อยๆ ลดลงในซีรีส์ F 2 – ที่ 2 ฮาโลเจนที่กระฉับกระเฉงที่สุดคือฟลูออรีน แม้แต่น้ำและทรายก็ยังติดไฟในชั้นบรรยากาศได้เอง! ฮาโลเจนทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับโลหะส่วนใหญ่ อโลหะ และสารที่ซับซ้อน
4. การผลิตและการใช้ฮาโลเจน .
1. กับ. 371-372; 2. กับ. 345-347; 3. กับ. 416-419; 4. กับ. 275-287; 7. หน้า 340-345; 8. กับ. 380-382.
วิธีการผลิตฮาโลเจนทั้งหมดขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอนไอออนของเฮไลด์กับสารออกซิไดซ์ต่างๆ: 2Gal -1 -2e - = Gal
ในอุตสาหกรรม ฮาโลเจนได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของการหลอม (F 2 และ Cl 2) หรือสารละลายในน้ำ (Cl 2) ของเฮไลด์ การแทนที่ฮาโลเจนที่มีฤทธิ์น้อยกว่าโดยฮาโลเจนที่มีฤทธิ์มากกว่าจากเฮไลด์ที่เกี่ยวข้อง (I 2 - โบรมีน; I 2 หรือ Br 2 - คลอรีน)
ฮาโลเจนในห้องปฏิบัติการได้มาจากการเกิดออกซิเดชันของไฮโดรเจนเฮไลด์ (HCl, HBr) ในสารละลายด้วยสารออกซิไดซ์ที่แรง (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, PbO 2, MnO 2, KClO 3) ออกซิเดชันของเฮไลด์ (NaBr, KI) ด้วยสารออกซิไดซ์ที่ระบุในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (H 2 SO 4)
สารประกอบฮาโลเจนไบนารี
1. สารประกอบไฮโดรเจน (ไฮโดรเจนเฮไลด์) - ลักษณะของพันธะเคมีในโมเลกุล ขั้วของโมเลกุล คุณสมบัติทางกายภาพ สถานะการรวมตัว ความสามารถในการละลายน้ำ ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหลอมละลายและจุดเดือดในซีรี่ส์ HF – HI การรวมตัวของโมเลกุลไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ความคงตัวทางความร้อนของไฮโดรเจนเฮไลด์ ปฏิกิริยา คุณสมบัติของกรดคุณสมบัติของกรดไฮโดรฟลูออริก คุณสมบัติการบูรณะ หลักการทั่วไปในการผลิตไฮโดรเจนเฮไลด์: การสังเคราะห์จากสารเชิงเดี่ยวและจากเฮไลด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์และกรดไฮโดรคลอริก คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี วิธีการได้รับ การใช้กรดไฮโดรคลอริก บทบาทของกรดไฮโดรคลอริกและคลอไรด์ในกระบวนการชีวิต เฮไลด์
1. กับ. 375-382; 2. กับ. 347-353; 3. กับ. 419-420; 4. กับ. 272-275, น. 289-292; 7. หน้า 354-545; 8. กับ. 370-373, น. 374-375.
2 . สารประกอบของฮาโลเจนกับออกซิเจน
1. กับ. 377-380; 2. กับ. 353-359; 3. กับ. 420-423; 4. กับ. 292-296; 7. หน้า 350-354; 8. กับ. 375-376, น. 379.
3. สารประกอบกับอโลหะอื่นๆ
1. กับ. 375-381; 2. กับ. 342-345; 4. กับ. 292-296; 7. หน้า 350-355
4 . การเชื่อมต่อกับโลหะ .
2. กับ. 342; 4. กับ. 292-296; 7. หน้า 350-355
สารประกอบฮาโลเจนหลายองค์ประกอบ
1. กรดคลอรีนที่มีออกซิเจนและเกลือของพวกมัน กรดไฮโปคลอรัส คลอรัส เปอร์คลอริก และเปอร์คลอริก การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของกรด ความคงตัว และคุณสมบัติออกซิไดซ์ในชุด HClO – HClO 4 - หลักการได้มาซึ่งกรดเหล่านี้ ไฮโปคลอไรต์ คลอไรต์ คลอเรต และเปอร์คลอเรต ความคงตัวทางความร้อนและคุณสมบัติออกซิเดชั่น หลักการทั่วไปในการรับเกลือ การใช้เกลือ สารฟอกขาว เกลือของเบอร์ทอลเล็ต แอมโมเนียมเปอร์คลอเรต
1. กับ. 382-387; 2. กับ. 353-359; 3. กับ. 423; 4. กับ. 292-296; 7. หน้า 350-354; 8. กับ. 375-378.
2 . กรดที่ประกอบด้วยออกซิเจนของโบรมีนและไอโอดีนและเกลือของพวกมัน .
1. กับ. 382-387; 2. กับ. 353-359; 3. กับ. 423; 4. กับ. 292-296; 7. หน้า 350-354; 8. กับ. 379-380.
3 . การใช้ฮาโลเจนและสารประกอบที่สำคัญที่สุด
1. กับ. 387-388; 2. กับ. 345-347; 3. กับ. 419-423; 4. กับ. 272-296; 8. กับ. 380-382.
4 . บทบาททางชีวภาพของสารประกอบฮาโลเจน
1. กับ. 387-388; 2. กับ. 340-347; 3. กับ. 419-423; 4. กับ. 272-296; 8. กับ. 380-382.
ความสัมพันธ์สารประกอบคลอรีนที่สำคัญที่สุด:
ฮาโลเจนจะอยู่ทางด้านซ้ายของก๊าซมีตระกูลในตารางธาตุ ธาตุอโลหะที่เป็นพิษทั้ง 5 ชนิดนี้อยู่ในกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุ ซึ่งรวมถึงฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และแอสทาทีน แม้ว่าแอสทาทีนจะมีกัมมันตภาพรังสีและมีไอโซโทปอายุสั้นเท่านั้น แต่ก็มีพฤติกรรมเหมือนไอโอดีนและมักถูกจัดประเภทเป็นฮาโลเจน เนื่องจากธาตุฮาโลเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 7 ตัว จึงต้องการอิเล็กตรอนเพิ่มเพียง 1 ตัวเท่านั้นจึงจะสร้างออคเต็ตที่สมบูรณ์ได้ ลักษณะนี้ทำให้พวกมันมีปฏิกิริยามากกว่าอโลหะกลุ่มอื่น
ลักษณะทั่วไป
ฮาโลเจนก่อให้เกิดโมเลกุลไดอะตอมมิก (ประเภท X 2 โดยที่ X หมายถึงอะตอมของฮาโลเจน) ซึ่งเป็นรูปแบบการดำรงอยู่ของฮาโลเจนที่เสถียรในรูปแบบขององค์ประกอบอิสระ พันธะของโมเลกุลไดอะตอมมิกเหล่านี้ไม่มีขั้ว โควาเลนต์ และเป็นพันธะเดี่ยว ปล่อยให้พวกมันรวมเข้ากับองค์ประกอบส่วนใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงไม่เคยพบว่าพวกมันไม่รวมกันอยู่ในธรรมชาติ ฟลูออรีนเป็นฮาโลเจนที่มีฤทธิ์มากที่สุด และแอสทาทีนมีน้อยที่สุด
ฮาโลเจนทั้งหมดก่อตัวเป็นเกลือกลุ่ม I ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน ในสารประกอบเหล่านี้ ฮาโลเจนจะอยู่ในรูปของแอนไอออนของเฮไลด์โดยมีค่า -1 (เช่น Cl -, Br -) การลงท้ายด้วย -id บ่งบอกถึงการมีอยู่ของแอนไอออนของเฮไลด์ เช่น Cl - เรียกว่า "คลอไรด์"
นอกจากนี้คุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจนยังช่วยให้พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ - โลหะออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่ฮาโลเจนมีส่วนร่วมคือปฏิกิริยารีดอกซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำ ฮาโลเจนสร้างพันธะเดี่ยวกับคาร์บอนหรือไนโตรเจนโดยมีเลขออกซิเดชัน (CO) เท่ากับ -1 เมื่ออะตอมฮาโลเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมไฮโดรเจนที่มีพันธะโควาเลนต์ในสารประกอบอินทรีย์ อาจใช้คำนำหน้าฮาโล- ในความหมายทั่วไป หรือคำนำหน้าฟลูออโร-, คลอโร-, โบรโม-, ไอโอโด- - สำหรับฮาโลเจนจำเพาะ ธาตุฮาโลเจนสามารถเชื่อมโยงข้ามเพื่อสร้างโมเลกุลไดอะตอมมิกด้วยพันธะเดี่ยวที่มีขั้วโควาเลนต์
คลอรีน (Cl2) เป็นฮาโลเจนชนิดแรกที่ค้นพบในปี พ.ศ. 2317 ตามด้วยไอโอดีน (I2) โบรมีน (Br2) ฟลูออรีน (F2) และแอสทาทีน (ที่ค้นพบครั้งล่าสุดในปี พ.ศ. 2483) ชื่อ "ฮาโลเจน" มาจากรากศัพท์ภาษากรีก hal- ("เกลือ") และ -gen ("รูปแบบ") คำเหล่านี้รวมกันหมายถึง "การก่อตัวเป็นเกลือ" โดยเน้นความจริงที่ว่าฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อก่อตัวเป็นเกลือ Halite เป็นชื่อของเกลือสินเธาว์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และในที่สุด ฮาโลเจนก็ถูกใช้ในชีวิตประจำวัน - พบฟลูออไรด์ในยาสีฟัน คลอรีนฆ่าเชื้อในน้ำดื่ม และไอโอดีนส่งเสริมการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์
องค์ประกอบทางเคมี
ฟลูออรีนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 9 ถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ F ธาตุฟลูออรีนถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2429 โดยแยกออกจากกรดไฮโดรฟลูออริก ในสถานะอิสระ ฟลูออรีนมีอยู่เป็นโมเลกุลไดอะตอมมิก (F2) และเป็นฮาโลเจนที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก ฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตมากที่สุดในตารางธาตุ ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซสีเหลืองอ่อน ฟลูออรีนยังมีรัศมีอะตอมค่อนข้างเล็ก CO ของมันคือ -1 ยกเว้นในสถานะไดอะตอมมิกขององค์ประกอบ ซึ่งสถานะออกซิเดชันของมันคือศูนย์ ฟลูออรีนมีปฏิกิริยาสูงและทำปฏิกิริยาโดยตรงกับองค์ประกอบทั้งหมด ยกเว้นฮีเลียม (He) นีออน (Ne) และอาร์กอน (Ar) ในสารละลาย H2O กรดไฮโดรฟลูออริก (HF) เป็นกรดอ่อน แม้ว่าฟลูออรีนจะมีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้สูง แต่อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของฟลูออรีนไม่ได้กำหนดความเป็นกรด HF เป็นกรดอ่อนเนื่องจากฟลูออไรด์ไอออนเป็นเบส (pH > 7) นอกจากนี้ฟลูออรีนยังผลิตสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังมาก ตัวอย่างเช่น ฟลูออรีนสามารถทำปฏิกิริยากับซีนอนของก๊าซเฉื่อยเพื่อสร้างสารออกซิไดซ์ที่แรง ซีนอน ไดฟลูออไรด์ (XeF2) ฟลูออไรด์มีประโยชน์หลายอย่าง
คลอรีนเป็นองค์ประกอบที่มีเลขอะตอม 17 และมีสัญลักษณ์ทางเคมี Cl ค้นพบในปี พ.ศ. 2317 โดยแยกออกจากกรดไฮโดรคลอริก ในสถานะองค์ประกอบจะก่อให้เกิดโมเลกุลไดอะตอมมิก Cl 2 . คลอรีนมี CO หลายตัว: -1, +1, 3, 5 และ 7 ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซสีเขียวอ่อน เนื่องจากพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคลอรีนสองอะตอมนั้นอ่อนแอ โมเลกุล Cl 2 จึงมีความสามารถสูงมากในการสร้างสารประกอบ คลอรีนทำปฏิกิริยากับโลหะจนเกิดเป็นเกลือที่เรียกว่าคลอไรด์ ไอออนคลอรีนเป็นไอออนที่พบมากที่สุดในน้ำทะเล คลอรีนยังมีไอโซโทปสองชนิด: 35 Cl และ 37 Cl โซเดียมคลอไรด์เป็นสารประกอบที่พบมากที่สุดในบรรดาคลอไรด์ทั้งหมด
โบรมีน เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 35 และมีสัญลักษณ์ Br มันถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2369 โบรมีนเป็นโมเลกุลไดอะตอมมิก Br 2 ในรูปแบบธาตุ ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นของเหลวสีน้ำตาลแดง CO ของมันคือ -1, + 1, 3, 4 และ 5 โบรมีนออกฤทธิ์มากกว่าไอโอดีน แต่มีฤทธิ์น้อยกว่าคลอรีน นอกจากนี้ โบรมีนยังมีไอโซโทป 2 ไอโซโทป: 79 Br และ 81 Br โบรมีนพบได้ในโบรไมด์ที่ละลายในน้ำทะเล การผลิตโบรไมด์ทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากมีจำหน่ายและอายุการเก็บรักษาที่ยาวนาน เช่นเดียวกับฮาโลเจนอื่นๆ โบรมีนเป็นสารออกซิไดซ์และเป็นพิษมาก
ไอโอดีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 53 และมีสัญลักษณ์ I ไอโอดีนมีสถานะออกซิเดชัน: -1, +1, +5 และ +7 มีอยู่ในรูปของโมเลกุลไดอะตอมมิก I 2. ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นของแข็งสีม่วง ไอโอดีนมีไอโซโทปเสถียรหนึ่งตัว - 127 I. ค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2354 โดยใช้สาหร่ายทะเลและกรดซัลฟิวริก ปัจจุบันไอโอดีนไอออนสามารถแยกได้ในน้ำทะเล แม้ว่าไอโอดีนจะไม่ละลายในน้ำมากนัก แต่ความสามารถในการละลายของไอโอดีนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้ไอโอไดด์แต่ละตัว ไอโอดีนมีบทบาทสำคัญในร่างกายโดยมีส่วนร่วมในการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์
แอสทาทีนเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีเลขอะตอม 85 และมีสัญลักษณ์ At สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้คือ -1, +1, 3, 5 และ 7 ฮาโลเจนชนิดเดียวที่ไม่ใช่โมเลกุลไดอะตอมมิก ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นของแข็งโลหะสีดำ แอสทาทีนเป็นธาตุที่หายากมาก จึงไม่ค่อยมีใครทราบเรื่องนี้ นอกจากนี้แอสทาทีนยังมีครึ่งชีวิตสั้นมาก ไม่เกินสองสามชั่วโมง ได้รับในปี 1940 อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ เชื่อกันว่าแอสทาทีนมีความคล้ายคลึงกับไอโอดีน แตกต่าง
ตารางด้านล่างแสดงโครงสร้างของอะตอมฮาโลเจนและโครงสร้างของชั้นนอกของอิเล็กตรอน
โครงสร้างชั้นนอกของอิเล็กตรอนนี้หมายความว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของฮาโลเจนมีความคล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบเหล่านี้ ก็จะพบความแตกต่างด้วย
คุณสมบัติเป็นคาบในกลุ่มฮาโลเจน
คุณสมบัติทางกายภาพของสารฮาโลเจนอย่างง่ายเปลี่ยนแปลงไปตามเลขอะตอมของธาตุที่เพิ่มขึ้น เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นและความชัดเจนยิ่งขึ้น เราขอเสนอตารางหลายรายการให้กับคุณ
จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของกลุ่มเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดโมเลกุลเพิ่มขึ้น (F ตารางที่ 1. ฮาโลเจน. คุณสมบัติทางกายภาพ: จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ฮาโลเจน อุณหภูมิหลอมเหลว (°C) จุดเดือด (°C) ขนาดเคอร์เนลเพิ่มขึ้น (F< Cl < Br < I < At), так как увеличивается число протонов и нейтронов. Кроме того, с каждым периодом добавляется всё больше уровней энергии. Это приводит к большей орбитали, и, следовательно, к увеличению радиуса атома. ตารางที่ 2. ฮาโลเจน. คุณสมบัติทางกายภาพ: รัศมีอะตอม รัศมีโควาเลนต์ (น.) รัศมีไอออนิก (X -) (น.) ถ้าเวเลนซ์อิเล็กตรอนด้านนอกไม่ได้ตั้งอยู่ใกล้นิวเคลียส ก็จะใช้พลังงานไม่มากในการเอาพวกมันออกจากนิวเคลียส ดังนั้นพลังงานที่ต้องใช้ในการขับอิเล็กตรอนชั้นนอกออกมาจึงไม่สูงเท่ากับส่วนล่างของกลุ่มธาตุ เนื่องจากมีระดับพลังงานอยู่ที่นั่นมากกว่า นอกจากนี้ พลังงานไอออไนเซชันที่สูงยังทำให้องค์ประกอบแสดงคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ ไอโอดีนและแอสทาทีนดิสเพลย์แสดงคุณสมบัติเป็นโลหะเนื่องจากพลังงานไอออไนเซชันลดลง (ที่< I < Br < Cl < F). ตารางที่ 3. ฮาโลเจน. คุณสมบัติทางกายภาพ: พลังงานไอออไนเซชัน จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมจะเพิ่มขึ้นตามระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้นในระดับที่ต่ำลงเรื่อยๆ อิเล็กตรอนจะอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นนิวเคลียสและอิเล็กตรอนจึงไม่ถูกดึงดูดซึ่งกันและกัน พบว่ามีการป้องกันเพิ่มขึ้น ดังนั้น อิเล็กโทรเนกาติวีตี้จะลดลงตามคาบที่เพิ่มขึ้น (ที่< I < Br < Cl < F). ตารางที่ 4. ฮาโลเจน. คุณสมบัติทางกายภาพ: อิเลคโตรเนกาติวีตี้ เมื่อขนาดอะตอมเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนมีแนวโน้มลดลง (B< I < Br < F < Cl). Исключение - фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором. ตารางที่ 5. ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของฮาโลเจน ปฏิกิริยาของฮาโลเจนจะลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (ที่ เฮไลด์เกิดขึ้นเมื่อฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นที่มีอิเล็กโทรเนกาติวีตน้อยกว่าจนเกิดเป็นสารประกอบไบนารี ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนทำให้เกิดเฮไลด์ในรูปแบบ HX: ไฮโดรเจนเฮไลด์ละลายในน้ำได้ง่ายจนเกิดกรดไฮโดรฮาลิก (ไฮโดรฟลูออริก ไฮโดรคลอริก ไฮโดรโบรมิก ไฮโดรไอโอดิก) คุณสมบัติของกรดเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง กรดเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อไปนี้: HX (aq) + H 2 O (l) → X - (aq) + H 3 O + (aq) ไฮโดรเจนเฮไลด์ทั้งหมดเกิดเป็นกรดแก่ ยกเว้น HF ความเป็นกรดของกรดไฮโดรฮาลิกเพิ่มขึ้น: HF กรดไฮโดรฟลูออริกสามารถกัดกร่อนแก้วและฟลูออไรด์อนินทรีย์บางชนิดได้เป็นเวลานาน อาจดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณว่า HF เป็นกรดไฮโดรฮาลิกที่อ่อนแอที่สุดเนื่องจากฟลูออรีนมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงสุด อย่างไรก็ตาม พันธะ HF มีความแข็งแรงมาก ส่งผลให้กรดอ่อนมาก พันธะที่แข็งแกร่งถูกกำหนดโดยความยาวพันธะสั้นและพลังงานการแยกตัวสูง ในบรรดาไฮโดรเจนเฮไลด์ทั้งหมด HF มีความยาวพันธะสั้นที่สุดและมีพลังงานการแยกตัวของพันธะสูงที่สุด กรดฮาโลเจนออกโซเป็นกรดที่มีอะตอมของไฮโดรเจน ออกซิเจน และฮาโลเจน ความเป็นกรดสามารถกำหนดได้โดยการวิเคราะห์เชิงโครงสร้าง กรดฮาโลเจนออกโซมีดังต่อไปนี้: ในกรดแต่ละชนิด โปรตอนจะเกิดพันธะกับอะตอมออกซิเจน ดังนั้นการเปรียบเทียบความยาวพันธะของโปรตอนจึงไม่มีประโยชน์ในที่นี้ อิเลคโตรเนกาติวีตี้มีบทบาทสำคัญที่นี่ กิจกรรมของกรดจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนอะตอมออกซิเจนที่เกี่ยวข้องกับอะตอมกลาง คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของฮาโลเจนสามารถสรุปได้ในตารางต่อไปนี้ สถานะของสสาร (ที่อุณหภูมิห้อง) ฮาโลเจน รูปร่าง สีม่วง สีน้ำตาลแดง ก๊าซ สีเหลืองน้ำตาลอ่อน สีเขียวอ่อน สีของฮาโลเจนเป็นผลมาจากการดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้ด้วยโมเลกุล ซึ่งกระตุ้นอิเล็กตรอน ฟลูออรีนดูดซับแสงสีม่วงจึงปรากฏเป็นสีเหลืองอ่อน ในทางกลับกัน ไอโอดีนจะดูดซับแสงสีเหลืองและปรากฏเป็นสีม่วง (สีเหลืองและสีม่วงเป็นสีคู่กัน) สีของฮาโลเจนจะเข้มขึ้นตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น ในภาชนะปิด โบรมีนเหลวและไอโอดีนที่เป็นของแข็งจะอยู่ในสภาวะสมดุลกับไอระเหย ซึ่งสามารถสังเกตได้ในรูปของก๊าซสี แม้ว่าจะไม่ทราบสีของแอสทาทีน แต่ก็ถือว่ามีสีเข้มกว่าไอโอดีน (เช่น สีดำ) ตามรูปแบบที่สังเกตได้ ตอนนี้ หากคุณถูกถามว่า “ระบุคุณลักษณะทางกายภาพของฮาโลเจน” คุณจะมีบางอย่างที่จะพูด เลขออกซิเดชันมักใช้แทนแนวคิดเรื่องเวเลนซ์ฮาโลเจน โดยทั่วไปสถานะออกซิเดชันคือ -1 แต่หากฮาโลเจนถูกสร้างพันธะกับออกซิเจนหรือฮาโลเจนอื่น ฮาโลเจนก็อาจอยู่ในสถานะอื่นได้: ออกซิเจน CO -2 จะมาก่อน ในกรณีของอะตอมฮาโลเจนที่แตกต่างกันสองอะตอมที่ถูกพันธะเข้าด้วยกัน อะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีมากกว่าจะมีชัยและยอมรับ CO -1 ตัวอย่างเช่น ในไอโอดีนคลอไรด์ (ICl) คลอรีนมี CO -1 และไอโอดีน +1 คลอรีนมีอิเลคโตรเนกาติวิตี้มากกว่าไอโอดีน ดังนั้น CO จึงเป็น -1 ในกรดโบรมิก (HBrO 4) ออกซิเจนมี CO -8 (-2 x 4 อะตอม = -8) ไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันโดยรวมอยู่ที่ +1 การเพิ่มค่าเหล่านี้จะทำให้ CO เป็น -7 เนื่องจาก CO สุดท้ายของสารประกอบต้องเป็นศูนย์ CO ของโบรมีนจึงเป็น +7 ข้อยกเว้นประการที่สามสำหรับกฎนี้คือสถานะออกซิเดชันของฮาโลเจนในรูปแบบองค์ประกอบ (X 2) โดยที่ CO จะเป็นศูนย์ ฮาโลเจน CO ในสารประกอบ 1, +1, +3, +5, +7 1, +1, +3, +4, +5 1, +1, +3, +5, +7 อิเล็กโทรเนกาติวีตี้เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น ฟลูออรีนจึงมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด โดยเห็นได้จากตำแหน่งบนตารางธาตุ การจัดเรียงอิเล็กตรอนของมันคือ 1s 2 2s 2 2p 5 ถ้าฟลูออรีนได้รับอิเล็กตรอนอีกตัว p ออร์บิทัลที่อยู่นอกสุดจะถูกเติมเต็มจนเต็มและเกิดเป็นออคเต็ตเต็ม เนื่องจากฟลูออรีนมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูง จึงสามารถดึงอิเล็กตรอนจากอะตอมข้างเคียงได้อย่างง่ายดาย ฟลูออรีนในกรณีนี้คือไอโซอิเล็กทรอนิกส์กับก๊าซเฉื่อย (โดยมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 8 ตัว) ซึ่งเติมออร์บิทัลด้านนอกทั้งหมด ในสถานะนี้ ฟลูออรีนจะเสถียรกว่ามาก โดยธรรมชาติแล้ว ฮาโลเจนจะอยู่ในสถานะของแอนไอออน ดังนั้นฮาโลเจนอิสระจึงได้มาจากการออกซิเดชันโดยอิเล็กโทรลิซิส หรือใช้สารออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น คลอรีนผลิตโดยไฮโดรไลซิสของสารละลายเกลือแกง การใช้ฮาโลเจนและสารประกอบของพวกมันมีความหลากหลาย เคมีขององค์ประกอบ อโลหะของกลุ่มย่อย VIIA องค์ประกอบของหมู่ย่อย VIIA เป็นธาตุอโลหะทั่วไปที่มีค่าสูง อิเลคโตรเนกาติวีตี้มีชื่อกลุ่ม - "ฮาโลเจน" ประเด็นหลักที่จะกล่าวถึงในการบรรยาย ลักษณะทั่วไปของอโลหะของกลุ่มย่อย VIIA โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะสำคัญที่สุดของอะตอม สเต- บทลงโทษจากการเกิดออกซิเดชัน คุณสมบัติของเคมีของฮาโลเจน สารธรรมดา. สารประกอบธรรมชาติ สารประกอบฮาโลเจน กรดไฮโดรฮาลิกและเกลือของมัน เกลือและกรดไฮโดรฟลูออริก ช่อง ใบเสร็จรับเงิน และการสมัคร คอมเพล็กซ์เฮไลด์ สารประกอบออกซิเจนไบนารีของฮาโลเจน ความไม่แน่นอนโดยประมาณ คุณสมบัติรีดอกซ์ของสารเชิงเดี่ยวและสารร่วม ความสามัคคี ปฏิกิริยาการไม่สมส่วน ไดอะแกรมลาติเมอร์ ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ เคมีขององค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIA ลักษณะทั่วไป แมงกานีส เทคนีเชียม กลุ่ม VIIA เกิดจากองค์ประกอบ p: ฟลูออรีน F, คลอรีน Cl, โบรมีน Br, ไอโอดีน I และแอสทาทีน สูตรทั่วไปสำหรับเวเลนซ์อิเล็กตรอนคือ ns 2 np 5 องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม VIIA นั้นเป็นอโลหะโดยทั่วไป ดังจะเห็นได้จากการกระจายตัว เวเลนซ์อิเล็กตรอน ตามวงโคจรของอะตอม ขาดอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว สำหรับการก่อตัวของเปลือกแปดอิเล็กตรอนที่เสถียร กล่อง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงมีมีแนวโน้มที่รุนแรงต่อ การเติมอิเล็กตรอน องค์ประกอบทั้งหมดก่อให้เกิดการชาร์จเพียงครั้งเดียวอย่างง่ายดาย แอนไอออน G – . ในรูปแบบของแอนไอออนธรรมดา องค์ประกอบของหมู่ VIIA จะพบได้ในน้ำธรรมชาติและในผลึกเกลือธรรมชาติ เช่น Halite NaCl, ซิลไวต์ KCl, ฟลูออไรต์ CaF2. ชื่อกลุ่มทั่วไปขององค์ประกอบ VIIA- กลุ่ม "ฮาโลเจน" เช่น "ให้กำเนิดเกลือ" เกิดจากการที่สารประกอบส่วนใหญ่กับโลหะอยู่ก่อน เป็นเกลือทั่วไป (CaF2, NaCl, MgBr2, KI) ซึ่ง ซึ่งสามารถได้รับจากการโต้ตอบโดยตรง ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับฮาโลเจน ฮาโลเจนอิสระได้มาจากเกลือธรรมชาติ ดังนั้นชื่อ "ฮาโลเจน" จึงแปลว่า "เกิดจากเกลือ" ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำ (–1) มีความเสถียรที่สุด สำหรับฮาโลเจนทั้งหมด คุณสมบัติบางประการของอะตอมของธาตุหมู่ VIIA มีระบุไว้ในนั้น ลักษณะที่สำคัญที่สุดของอะตอมของธาตุหมู่ VIIA ญาติ- ความสัมพันธ์ ไฟฟ้า เชิงลบ ไอออไนซ์, ความเป็นอยู่ (ตาม การเลือกตั้ง) เพิ่มจำนวน ชั้นอิเล็กทรอนิกส์ เพิ่มขนาด การลดการใช้ไฟฟ้า การปฏิเสธสามเท่า ฮาโลเจนมีความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนสูง (สูงสุดที่ Cl) และพลังงานไอออไนเซชันที่สูงมาก (สูงสุดที่ F) และสูงสุด อิเลคโตรเนกาติวีตี้ที่เป็นไปได้ในแต่ละช่วงเวลา ฟลูออรีนมีมากที่สุด อิเล็กโทรเนกาติวิตีขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด การมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัวในอะตอมของฮาโลเจนจะเป็นตัวกำหนด แสดงถึงการรวมกันของอะตอมในสารอย่างง่าย ๆ ให้เป็นโมเลกุลไดอะตอมมิกГ2 สำหรับสารอย่างง่าย ฮาโลเจน สารออกซิไดซ์ที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดคือ คุณสมบัติซึ่งแข็งแกร่งที่สุดใน F2 และอ่อนตัวลงเมื่อย้ายไปที่ I2 ฮาโลเจนมีลักษณะเฉพาะคือปฏิกิริยาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะทั้งหมด ฟลูออรีนมีความโดดเด่นแม้กระทั่งในหมู่ฮาโลเจน มีกิจกรรมที่สูงมาก องค์ประกอบของช่วงที่สองคือฟลูออรีนมีความแตกต่างอย่างมากจากช่วงอื่น องค์ประกอบอื่นๆ ของกลุ่มย่อย- นี่เป็นรูปแบบทั่วไปสำหรับอโลหะทั้งหมด ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ ฟลูออรีนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตมากที่สุด ไม่แสดงเพศ สถานะออกซิเดชันที่อยู่อาศัย- ในความเกี่ยวข้องใดๆ รวมถึงกับ ki- ออกซิเจน ฟลูออรีนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน (-1) ฮาโลเจนอื่นๆ ทั้งหมดมีระดับออกซิเดชันที่เป็นบวก เลนิยาสูงสุด +7 สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะที่สุดของฮาโลเจน: ฉ: -1, 0; Cl, Br, I: -1, 0, +1, +3, +5, +7 Cl รู้จักออกไซด์ซึ่งพบได้ในสถานะออกซิเดชัน: +4 และ +6 สารประกอบฮาโลเจนที่สำคัญที่สุดในสถานะบวก บทลงโทษของการเกิดออกซิเดชันคือกรดที่มีออกซิเจนและเกลือของพวกมัน สารประกอบฮาโลเจนทั้งหมดในสถานะออกซิเดชันเชิงบวกคือ เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ระดับออกซิเดชันที่แย่มากความไม่สมส่วนได้รับการส่งเสริมโดยสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง การประยุกต์สารเชิงเดี่ยวและสารประกอบออกซิเจนในทางปฏิบัติ การลดลงของฮาโลเจนส่วนใหญ่เกิดจากการออกซิไดซ์ สารที่ง่ายที่สุดคือ Cl2 สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้จริงอย่างกว้างขวางที่สุด และ F2 คลอรีนและฟลูออรีนปริมาณมากที่สุดถูกใช้ในอุตสาหกรรม การสังเคราะห์สารอินทรีย์: ในการผลิตพลาสติก สารทำความเย็น ตัวทำละลาย ยาฆ่าแมลงยาเสพติด คลอรีนและไอโอดีนในปริมาณมากถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้โลหะและการกลั่น คลอรีนก็ใช้เช่นกัน สำหรับการฟอกเซลลูโลส ฆ่าเชื้อในน้ำดื่ม และในกระบวนการผลิต น้ำฟอกขาวและกรดไฮโดรคลอริก เกลือของออกโซแอซิดใช้ในการผลิตวัตถุระเบิด ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ กรด—กรดไฮโดรคลอริกและกรดหลอมเหลว—มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ ฟลูออรีนและคลอรีนเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดยี่สิบองค์ประกอบ ที่นั่นมีโบรมีนและไอโอดีนในธรรมชาติน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด ฮาโลเจนทั้งหมดเกิดขึ้นในธรรมชาติในสถานะออกซิเดชัน(–1) ไอโอดีนเท่านั้นที่เกิดขึ้นในรูปของเกลือ KIO3 ซึ่งรวมอยู่ในสิ่งเจือปนในดินประสิวชิลี (KNO3) แอสทาทีนเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่ผลิตขึ้นโดยธรรมชาติ (ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ) ความไม่แน่นอนของ At สะท้อนให้เห็นในชื่อที่มาจากภาษากรีก "astatos" - "ไม่เสถียร" แอสทาทีนเป็นตัวปล่อยที่สะดวกสำหรับการรักษาด้วยรังสีรักษาเนื้องอกมะเร็ง สารธรรมดา สารอย่างง่ายของฮาโลเจนนั้นเกิดจากโมเลกุลไดอะตอมมิก G2 ในสารเชิงเดี่ยวระหว่างการเปลี่ยนจาก F2 เป็น I2 โดยมีจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ชั้นบัลลังก์และการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการโพลาไรซ์ของอะตอมก็เพิ่มขึ้น อันตรกิริยาระหว่างโมเลกุล นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงมวลรวม ยืนอยู่ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน ฟลูออรีน (ภายใต้สภาวะปกติ) จะเป็นก๊าซสีเหลือง ที่อุณหภูมิ –181o C จะกลายเป็นก๊าซ สถานะของเหลว คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวที่เปลี่ยนเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ –34o C โดยมีสีของเฮ- ชื่อ Cl มีความเกี่ยวข้องโดยมาจากภาษากรีก "คลอรอส" - "สีเหลือง - สีเขียว". จุดเดือดของ Cl2 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับ F2 บ่งชี้ถึงการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น โบรมีนเป็นของเหลวสีแดงเข้ม ระเหยง่าย มีเดือดที่อุณหภูมิ 58.8o C ชื่อของธาตุนั้นสัมพันธ์กับกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ของก๊าซและได้มาจาก "โบรโมส" - "ส่งกลิ่น" ไอโอดีน – ผลึกสีม่วงเข้ม มี “โลหะ” จางๆ ก้อนซึ่งเมื่อถูกความร้อนระเหิดได้ง่ายก่อตัวเป็นไอสีม่วง พร้อมความเย็นอย่างรวดเร็ว ไอระเหยสูงถึง 114o C ของเหลวเกิดขึ้น อุณหภูมิ ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ จุดเดือดของไอโอดีนคือ 183 ° C ชื่อของมันมาจากสีของไอโอดีน - "ไอโอโดส" - "สีม่วง" สารธรรมดาทุกชนิดมีกลิ่นฉุนและเป็นพิษ การสูดดมไอระเหยทำให้เกิดการระคายเคืองต่อเยื่อเมือกและอวัยวะทางเดินหายใจและที่ความเข้มข้นสูงจะทำให้หายใจไม่ออก ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง คลอรีนถูกใช้เป็นสารพิษ ก๊าซฟลูออรีนและโบรมีนเหลวทำให้ผิวหนังไหม้ ร่วมงานกับฮา- Logens ควรใช้ความระมัดระวัง เนื่องจากสารฮาโลเจนอย่างง่ายนั้นเกิดจากโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว เย็นตัวลง โดยละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีขั้ว: แอลกอฮอล์ เบนซิน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ ฯลฯ คลอรีน โบรมีน และไอโอดีนละลายได้ในน้ำเพียงเล็กน้อย สารละลายที่เป็นน้ำเรียกว่าน้ำคลอรีน โบรมีน และไอโอดีน Br2 ละลายได้ดีกว่าตัวอื่น ความเข้มข้นของโบรมีนเป็น sat สารละลายมีความเข้มข้นถึง 0.2 โมล/ลิตร และคลอรีนอยู่ที่ 0.1 โมล/ลิตร ฟลูออไรด์สลายน้ำ: 2F2 + 2H2 O = O2 + 4HF ฮาโลเจนมีฤทธิ์ออกซิเดชันและการเปลี่ยนแปลงสูง กลายเป็นเฮไลด์แอนไอออน Г2 + 2e– 2Г– ฟลูออรีนมีฤทธิ์ออกซิเดชั่นสูงเป็นพิเศษ ฟลูออรีนออกซิไดซ์โลหะมีตระกูล (Au, Pt) พอยต์ + 3F2 = พอยต์F6 มันยังทำปฏิกิริยากับก๊าซเฉื่อยบางชนิดด้วย (คริปทอน ซีนอนและเรดอน) ตัวอย่างเช่น Xe + 2F2 = XeF4 สารประกอบที่มีความเสถียรมากหลายชนิดจะเผาไหม้ในบรรยากาศ F2 เช่น น้ำควอทซ์ (SiO2) SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2 ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ ในการทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนแม้แต่สารออกซิไดซ์ที่แรงเช่นไนโตรเจนและซัลเฟอร์ กรดนิคทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ในขณะที่ฟลูออรีนออกซิไดซ์อินพุต ที่มี O(–2) อยู่ในองค์ประกอบ 2HNO3 + 4F2 = 2NF3 + 2HF + 3O2 H2 SO4 + 4F2 = SF6 + 2HF + 2O2 ปฏิกิริยาที่สูงของ F2 ทำให้เกิดปัญหาในการเลือกส่วนผสม วัสดุโครงสร้างสำหรับการทำงานร่วมกับมัน โดยปกติแล้วเราจะใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ ประกอบด้วยนิกเกิลและทองแดง ซึ่งเมื่อออกซิไดซ์จะก่อให้เกิดฟิล์มป้องกันฟลูออไรด์หนาแน่นบนพื้นผิว ชื่อ F เกิดจากการกระทำที่ก้าวร้าว ฉันกินมันมาจากภาษากรีก “ฟลูออรอส” – “ทำลายล้าง” ในซีรีย์ F2, Cl2, Br2, I2 ความสามารถในการออกซิไดซ์ลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้น การเพิ่มขนาดของอะตอมและลดอิเลคโตรเนกาติวีตี้ ในสารละลายที่เป็นน้ำ คุณสมบัติออกซิเดชันและรีดักชันของสสาร โดยทั่วไปแล้วสารจะมีลักษณะเฉพาะโดยใช้ศักย์ไฟฟ้า ตารางแสดงศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน (Eo, V) สำหรับการลดปฏิกิริยาครึ่งหนึ่ง การก่อตัวของฮาโลเจน สำหรับการเปรียบเทียบ ค่า Eo สำหรับ ki- คาร์บอนเป็นสารออกซิไดซ์ที่พบบ่อยที่สุด ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานสำหรับสารฮาโลเจนอย่างง่าย Eo, B สำหรับปฏิกิริยา O2 + 4e– + 4H+ 2H2 O อีโอ, วี สำหรับอิเล็กโทรด 2Г– +2е – = Г2 กิจกรรมออกซิเดชั่นลดลง ดังที่เห็นได้จากตาราง F2 เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงกว่ามาก มากกว่า O2 ดังนั้น F2 จึงไม่อยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ มันออกซิไดซ์น้ำ ฟื้นตัวเป็น F– ตัดสินโดยค่าEоความสามารถในการออกซิไดซ์ของ Cl2 ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ สูงกว่า O2 อีกด้วย แท้จริงแล้ว ในระหว่างการเก็บรักษาน้ำคลอรีนในระยะยาว น้ำจะสลายตัวเมื่อมีการปล่อยออกซิเจนและการเกิด HCl แต่ปฏิกิริยากลับช้า (โมเลกุล Cl2 แรงกว่าโมเลกุล F2 อย่างเห็นได้ชัด และ พลังงานกระตุ้นการทำปฏิกิริยากับคลอรีนจะสูงขึ้น) ความไม่สมดุล การแบ่งส่วน: Cl2 + H2 O HCl + HOCl ในน้ำไปไม่ถึงจุดสิ้นสุด (K = 3.9 . 10–4) ดังนั้น Cl2 จึงมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ Br2 และ I2 มีคุณลักษณะเฉพาะคือความเสถียรในน้ำมากยิ่งขึ้น ความไม่สมส่วนเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะมาก ปฏิกิริยารีดักชันของฮาโลเจน การขยายเสียงไม่สมส่วน เทในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ความไม่สมส่วนของ Cl2 ในอัลคาไลทำให้เกิดการก่อตัวของแอนไอออน Cl– และ ClO– ค่าคงที่ความไม่สมส่วนคือ 7.5 1015. Cl2 + 2NaOH = โซเดียมคลอไรด์ + NaClO + H2O เมื่อไอโอดีนไม่สมส่วนในอัลคาไล จะเกิด I– และ IO3– อานา- ตามหลักเหตุผลแล้ว Br2 ทำให้ไอโอดีนไม่สมส่วน การเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ไม่สมส่วน ประเทศชาติเกิดจากความจริงที่ว่าแอนไอออน GO– และ GO2– ใน Br และ I นั้นไม่เสถียร ปฏิกิริยาคลอรีนไม่สมส่วนถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม ความสามารถในการรับไฮโปคลอไรต์ออกซิไดเซอร์ที่แรงและออกฤทธิ์เร็ว มะนาวฟอกขาว, เกลือเบิร์ตโทเลต์ 3Cl2 + 6 KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2 O ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ ปฏิกิริยาระหว่างฮาโลเจนกับโลหะ ฮาโลเจนทำปฏิกิริยารุนแรงกับโลหะหลายชนิด เช่น Mg + Cl2 = MgCl2 Ti + 2I2 TiI4 Na + เฮไลด์ ซึ่งโลหะมีสถานะออกซิเดชันต่ำ (+1, +2) - เหล่านี้เป็นสารประกอบคล้ายเกลือที่มีพันธะไอออนิกเป็นส่วนใหญ่. วิธี แท้จริงแล้ว ไอออนิกเฮไลด์เป็นของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูง โลหะเฮไลด์ซึ่งโลหะมีระดับออกซิเดชันสูง tions เป็นสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์เป็นส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งหลอมละลายภายใต้สภาวะปกติ ตัวอย่างเช่น WF6 เป็นก๊าซ MoF6 เป็นของเหลว TiCl4 เป็นของเหลว ปฏิกิริยาระหว่างฮาโลเจนกับอโลหะ ฮาโลเจนมีปฏิกิริยาโดยตรงกับอโลหะหลายชนิด: ไฮโดรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ เป็นต้น ตัวอย่างเช่น H2 + Cl2 = 2HCl 2P + 3Br2 = 2PBr3 ส + 3F2 = SF6 พันธะในเฮไลด์ของอโลหะส่วนใหญ่เป็นโควาเลนต์ โดยทั่วไปสารประกอบเหล่านี้จะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เมื่อเปลี่ยนจากฟลูออรีนไปเป็นไอโอดีน ธรรมชาติของโควาเลนต์ของเฮไลด์จะเพิ่มขึ้น โควาเลนต์เฮไลด์ของอโลหะทั่วไปเป็นสารประกอบที่เป็นกรด เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะไฮโดรไลซ์ให้เกิดกรด ตัวอย่างเช่น: PBr3 + 3H2 O = 3HBr + H3 PO3 PI3 + 3H2 O = 3HI + H3 PO3 PCl5 + 4H2 O = 5HCl + H3 PO4 ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ ปฏิกิริยาสองประการแรกใช้ในการผลิตโบรมีนและไฮโดรเจนไอโอไดด์ กรดโนอิก อินเทอร์ฮาไลด์ ฮาโลเจนเมื่อรวมเข้าด้วยกันจะเกิดเป็น โอกาสในการขาย ในสารประกอบเหล่านี้ ฮาโลเจนที่เบากว่าและมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะอยู่ในสถานะออกซิเดชัน (–1) และฮาโลเจนที่หนักกว่าจะอยู่ในสถานะบวก บทลงโทษจากการเกิดออกซิเดชัน เนื่องจากปฏิสัมพันธ์โดยตรงของฮาโลเจนเมื่อได้รับความร้อน จึงได้สิ่งต่อไปนี้: ClF, BrF, BrCl, ICl นอกจากนี้ยังมีอินเทอร์เฮไลด์ที่ซับซ้อนกว่าอีกด้วย: ClF3, BrF3, BrF5, IF5, IF7, ICl3 อินเทอร์ฮาไลด์ทั้งหมดภายใต้สภาวะปกติเป็นสารของเหลวที่มีจุดเดือดต่ำ อินเทอร์ฮาไลด์มีฤทธิ์ออกซิเดชันสูง กิจกรรม. ตัวอย่างเช่น สารที่มีความเสถียรทางเคมี เช่น SiO2, Al2 O3, MgO ฯลฯ จะเผาไหม้ในไอระเหย ClF3 2Al2 O3 + 4ClF3 = 4 อัลF3 + 3O2 + 2Cl2 ฟลูออไรด์ ClF 3 เป็นรีเอเจนต์ฟลูออริเนตเชิงรุกที่ออกฤทธิ์เร็ว ลาน F2. ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และเพื่อให้ได้ฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของอุปกรณ์นิกเกิลสำหรับการทำงานกับฟลูออรีน ในน้ำ สารอินเทอร์ฮาไลด์จะไฮโดรไลซ์จนเกิดเป็นกรด ตัวอย่างเช่น, ClF5 + 3H2 O = HClO3 + 5HF ฮาโลเจนในธรรมชาติ ได้มาซึ่งสารธรรมดา ในอุตสาหกรรม ฮาโลเจนได้มาจากสารประกอบธรรมชาติ ทั้งหมด กระบวนการในการรับฮาโลเจนอิสระนั้นขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชันของฮาโลเจน นิดไอออน 2Г – Г2 + 2e– ฮาโลเจนจำนวนมากพบได้ในน้ำธรรมชาติในรูปของแอนไอออน: Cl–, F–, Br–, I– น้ำทะเลสามารถมี NaCl ได้ถึง 2.5% โบรมีนและไอโอดีนได้มาจากน้ำในบ่อน้ำมันและน้ำทะเล ผู้ดำเนินการ: หมายเลขเหตุการณ์ ฟลูออรีนสามารถเป็นเพียงสารออกซิไดซ์เท่านั้นซึ่งสามารถอธิบายได้ง่ายโดยตำแหน่งของมันในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D.I. มันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ออกซิไดซ์ได้แม้กระทั่งก๊าซมีตระกูลบางชนิด: 2F 2 +Xe=XeF 4 ควรอธิบายกิจกรรมทางเคมีที่สูงของฟลูออรีน การทำลายโมเลกุลฟลูออรีนต้องใช้พลังงานน้อยกว่าที่ปล่อยออกมาระหว่างการสร้างพันธะใหม่มาก ดังนั้น เนื่องจากรัศมีเล็ก ๆ ของอะตอมฟลูออรีน คู่อิเล็กตรอนเดี่ยวในโมเลกุลฟลูออรีนจึงชนกันและอ่อนตัวลง ฮาโลเจนมีปฏิกิริยากับสารธรรมดาเกือบทั้งหมด 1. ปฏิกิริยากับโลหะเกิดขึ้นอย่างแรงที่สุด เมื่อถูกความร้อน ฟลูออรีนจะทำปฏิกิริยากับโลหะทุกชนิด (รวมทั้งทองคำและแพลทินัม) ในความเย็นจะทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล, ตะกั่ว, เหล็ก สำหรับทองแดงและนิกเกิล ปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นในความเย็น เนื่องจากมีชั้นป้องกันฟลูออไรด์เกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะ ปกป้องโลหะจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม คลอรีนทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับโลหะอัลคาไล และกับทองแดง เหล็ก และดีบุก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน โบรมีนและไอโอดีนมีพฤติกรรมคล้ายกัน ปฏิกิริยาระหว่างฮาโลเจนกับโลหะเป็นกระบวนการคายความร้อนและสามารถแสดงได้ด้วยสมการ: 2M+nHaI 2 =2 MHaI DH<0 โลหะเฮไลด์เป็นเกลือทั่วไป ฮาโลเจนในปฏิกิริยานี้แสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่แรง ในกรณีนี้ อะตอมของโลหะจะให้อิเล็กตรอน และอะตอมของฮาโลเจนก็ยอมรับ ตัวอย่างเช่น: 2. ภายใต้สภาวะปกติ ฟลูออรีนจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในที่มืดด้วยการระเบิด ปฏิกิริยาของคลอรีนกับไฮโดรเจนเกิดขึ้นในแสงแดดจ้า โบรมีนและไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากันเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น และไอโอดีนจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนภายใต้ความร้อนแรง (สูงถึง 350°C) แต่กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้ H 2 + Cl 2 = 2 HCl H 2 + Br 2 = 2 HBr Н 2 +I 2 « 350° 2HI ฮาโลเจนเป็นสารออกซิไดซ์ในปฏิกิริยานี้ ผลการวิจัยพบว่าปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนกับคลอรีนในแสงมีกลไกดังนี้ โมเลกุล Cl 2 ดูดซับควอนตัม hv แสงและสลายตัวเป็นอนุมูล Cl อนินทรีย์ - สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของปฏิกิริยา (การกระตุ้นเริ่มต้นของปฏิกิริยา) จากนั้นมันก็ดำเนินต่อไปด้วยตัวของมันเอง คลอรีนหัวรุนแรง Cl ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลไฮโดรเจน ในกรณีนี้จะเกิดอนุมูลไฮโดรเจน H และ HCl ในทางกลับกัน อนุมูลไฮโดรเจน H. จะทำปฏิกิริยากับโมเลกุล Cl 2 ทำให้เกิด HCl และ Cl ฯลฯ ซ2 +hv=ซล. +คลีนิก Cl. +H 2 =HCl+H ยังไม่มีข้อความ +Cl 2 =HCl+C1 ความตื่นเต้นครั้งแรกทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ ผลที่ได้คือไฮโดรเจนคลอไรด์ 3. ฮาโลเจนไม่มีปฏิกิริยาโดยตรงกับออกซิเจนและไนโตรเจน 4. ฮาโลเจนทำปฏิกิริยาได้ดีกับอโลหะอื่นๆ เช่น 2P+3Cl 2 =2PCl 3 2P+5Cl 2 =2PCl 5 Si+2F 2 =SiF 4 ฮาโลเจน (ยกเว้นฟลูออรีน) ไม่ทำปฏิกิริยากับก๊าซเฉื่อย ฤทธิ์ทางเคมีของโบรมีนและไอโอดีนต่ออโลหะมีความเด่นชัดน้อยกว่ากิจกรรมของฟลูออรีนและคลอรีน ในปฏิกิริยาข้างต้นทั้งหมด ฮาโลเจนแสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาระหว่างฮาโลเจนกับสารเชิงซ้อน 5. ด้วยน้ำ ฟลูออรีนทำปฏิกิริยาระเบิดกับน้ำเพื่อสร้างอะตอมออกซิเจน: ฮ 2 โอ+ฟ 2 =2HF+โอ ฮาโลเจนที่เหลือจะทำปฏิกิริยากับน้ำตามรูปแบบต่อไปนี้: Gal 0 2 +H 2 O «NGal -1 +NGal +1 O ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วนโดยที่ฮาโลเจนเป็นทั้งตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น Cl 2 +H 2 O«HCl+HClO Cl 2 +H 2 O«H + +Cl - +HClO Сl°+1e - ®Сl - Cl°-1e - ®Сl + โดยที่ HCl คือกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น HClO - กรดไฮโปคลอรัสอ่อน 6. ฮาโลเจนสามารถกำจัดไฮโดรเจนออกจากสารอื่นได้ น้ำมันสน + C1 2 = HC1 + คาร์บอน คลอรีนแทนที่ไฮโดรเจนในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว: CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl และเชื่อมสารประกอบไม่อิ่มตัวเข้าด้วยกัน: ค 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2 7. ปฏิกิริยาของฮาโลเจนลดลงในซีรีย์ F-Cl - Br - I ดังนั้นองค์ประกอบก่อนหน้านี้จะแทนที่องค์ประกอบที่ตามมาจากกรดประเภท NG (G - ฮาโลเจน) และเกลือของพวกมัน ในกรณีนี้ กิจกรรมลดลง: F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 แอปพลิเคชัน คลอรีนใช้ในการฆ่าเชื้อน้ำดื่ม ผ้าฟอกขาว และเยื่อกระดาษ มีการใช้ฟลูออรีนในปริมาณมากเพื่อผลิตกรดไฮโดรคลอริก สารฟอกขาว ฯลฯ ฟลูออรีนพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในการสังเคราะห์วัสดุโพลีเมอร์ เช่น ฟลูออโรพลาสติก ซึ่งมีความทนทานต่อสารเคมีสูง และยังเป็นตัวออกซิไดเซอร์สำหรับเชื้อเพลิงจรวดอีกด้วย สารประกอบฟลูออไรด์บางชนิดใช้ในการแพทย์ โบรมีนและไอโอดีนเป็นสารออกซิไดซ์อย่างแรง และใช้ในการสังเคราะห์และวิเคราะห์สารต่างๆ โบรมีนและไอโอดีนจำนวนมากใช้ในการผลิตยา ไฮโดรเจนเฮไลด์ สารประกอบของฮาโลเจนกับไฮโดรเจน HX โดยที่ X คือฮาโลเจนใดๆ เรียกว่าไฮโดรเจนเฮไลด์ เนื่องจากฮาโลเจนมีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูง คู่อิเล็กตรอนที่มีพันธะจึงเลื่อนเข้าหาพวกมัน ดังนั้นโมเลกุลของสารประกอบเหล่านี้จึงมีขั้ว ไฮโดรเจนเฮไลด์เป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นฉุน และละลายในน้ำได้ง่าย ที่ 0°C ละลาย HC1 500 ปริมาตร HBr 600 ปริมาตร และ HI 450 ปริมาตรในน้ำ 1 ปริมาตร ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ผสมกับน้ำในอัตราส่วนเท่าใดก็ได้ ความสามารถในการละลายสูงของสารประกอบเหล่านี้ในน้ำทำให้สามารถรับความเข้มข้นได้ ตารางที่ 16. องศาการแยกตัวของกรดไฮโดรฮาลิก โซลูชั่นการอาบน้ำ เมื่อละลายในน้ำ ไฮโดรเจนเฮไลด์จะแยกตัวออกเหมือนกรด HF เป็นสารประกอบที่แยกตัวออกอย่างอ่อน ซึ่งอธิบายได้จากความแข็งแรงของพันธะพิเศษในสารหล่อเย็น สารละลายไฮโดรเจนเฮไลด์ที่เหลือจัดเป็นกรดแก่ HF - กรดไฮโดรฟลูออริก HC1 - กรดไฮโดรคลอริก HBr - กรดไฮโดรโบรมิก HI - กรดไฮโดรโอดิก ความแข็งแรงของกรดในซีรีย์ HF - HCl - HBr - HI เพิ่มขึ้นซึ่งอธิบายได้จากการลดลงของพลังงานยึดเหนี่ยวในทิศทางเดียวกันและการเพิ่มขึ้นของระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ HI เป็นกรดที่แรงที่สุดจากชุดกรดไฮโดรฮาลิก (ดูตารางที่ 16) ความสามารถในการโพลาไรซ์เพิ่มขึ้นเนื่องจากการที่น้ำมีโพลาไรซ์ การเชื่อมต่อที่ใหญ่กว่าคือการเชื่อมต่อที่มีความยาวมากกว่า I เกลือของกรดไฮโดรฮาลิกมีชื่อดังต่อไปนี้ตามลำดับ: ฟลูออไรด์, คลอไรด์, โบรไมด์, ไอโอไดด์ คุณสมบัติทางเคมีของกรดไฮโดรฮาลิก ในรูปแบบแห้ง ไฮโดรเจนเฮไลด์จะไม่ส่งผลต่อโลหะส่วนใหญ่ 1. สารละลายไฮโดรเจนเฮไลด์ที่เป็นน้ำมีคุณสมบัติเป็นกรดปราศจากออกซิเจน ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับโลหะหลายชนิด ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของพวกมัน ไม่ส่งผลกระทบต่อโลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าของโลหะหลังไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับเกลือและก๊าซบางชนิด กรดไฮโดรฟลูออริกทำลายแก้วและซิลิเกต: SiO 2 +4HF=SiF 4 +2H 2 O ดังนั้นจึงไม่สามารถเก็บไว้ในภาชนะแก้วได้ 2. ในปฏิกิริยารีดอกซ์กรดไฮโดรฮาลิกทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์และกิจกรรมรีดอกซ์ในชุด Cl - , Br - , I - เพิ่มขึ้น ใบเสร็จ ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ผลิตโดยการกระทำของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นบนฟลูออร์สปาร์: CaF 2 +H 2 SO 4 =CaSO 4 +2HF ไฮโดรเจนคลอไรด์ผลิตโดยปฏิกิริยาโดยตรงของไฮโดรเจนกับคลอรีน: H 2 + Cl 2 = 2HCl นี่เป็นวิธีการผลิตแบบสังเคราะห์ วิธีซัลเฟตขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่มีความเข้มข้น กรดซัลฟูริกกับ NaCl เมื่อให้ความร้อนเล็กน้อย ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของ HCl และ NaHSO 4 NaCl+H 2 SO 4 = NaHSO 4 +HCl ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ขั้นตอนที่สองของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น: NaCl+NaHSO 4 =นา 2 SO 4 +HCl แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับ HBr และ HI ในลักษณะเดียวกันเพราะว่า สารประกอบกับโลหะเมื่อทำปฏิกิริยากับความเข้มข้น ถูกออกซิไดซ์ด้วยกรดซัลฟิวริกเพราะว่า I - และ Br - เป็นตัวรีดิวซ์ที่รุนแรง 2NaBr -1 +2H 2 S +6 O 4(k) =Br 0 2 +S +4 O 2 +นา 2 SO 4 +2H 2 O ไฮโดรเจนโบรไมด์และไฮโดรเจนไอโอไดด์ได้มาจากการไฮโดรไลซิสของ PBr 3 และ PI 3: PBr 3 +3H 2 O=3HBr+H 3 PO 3 PI 3 +3H 2 O=3HI+H 3 PO 3 เฮไลด์ โลหะเฮไลด์เป็นเกลือทั่วไป มีลักษณะพิเศษคือพันธะไอออนิก โดยที่ไอออนของโลหะมีประจุบวก และไอออนของฮาโลเจนมีประจุลบ พวกเขามีตาข่ายคริสตัล ความสามารถในการรีดิวซ์ของเฮไลด์เพิ่มขึ้นตามลำดับ Cl - , Br - , I - (ดู§2.2) ความสามารถในการละลายของเกลือที่ละลายน้ำได้เล็กน้อยจะลดลงในชุด AgCl - AgBr - AgI; ในทางตรงกันข้าม เกลือ AgF สามารถละลายน้ำได้สูง เกลือของกรดไฮโดรฮาลิกส่วนใหญ่ละลายในน้ำได้สูง
ไฮโดรเจน + ฮาโลเจน
ฮาโลเจนออกโซแอซิด
ลักษณะและสถานะของสาร
คำอธิบายลักษณะที่ปรากฏ
สถานะออกซิเดชันของฮาโลเจนในสารประกอบ
ทำไม CO ฟลูออรีนถึง -1 เสมอ?
การผลิตและการใช้ฮาโลเจน
