Занятие 29:Галогены и их важнейшие соединения. Тест по теме «Галогены и их важнейшие соединения». Задачи и упражнения на галогены и их соединения.

ГАЛОГЕНЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

План:

1. Положение в таблице Д.И.Менделеева, строение атома

2. Краткая история открытия и происхождение названий

3. Физические свойства

4. Химические свойства (на примере хлора)

5. Нахождение в природе

6. Основные методы получения (на примере хлора)

7. Хлороводород и хлориды

8. Кислородсодержащие кислоты хлора и их соли

Галогены (солероды) расположены в VII-А подгруппе Периодической системы. К ним относятся фтор, хлор, бром, иод и астат. Все галогены относятся к р-элементам, имеют конфигурацию внешнего энергетического уровня ns²p⁵. Поскольку на внешнем уровне атомов галогенов находится 1 неспаренный р-электрон, характерная валентность равна I. Кроме фтора, у атомов всех галогенов в возбужденном состоянии может увеличиваться число неспаренных электронов, поэтому возможны валентности III, V и VII. Составьте электронно-графические формулы атомов фтора и хлора; объясните наличие у хлора положительных степеней окисления, составив электронно-графические формулы атома в возбужденном состоянии:

Галогены являются типичными неметаллами, проявляют окислительные свойства. Степень окисления галогенов в соединениях с металлами и водородом –1; во всех кислородосодержащих соединениях галогены (кроме фтора) проявляют степени окисления +1, +3, +5, +7. Приведите примеры соединений, содержащих атомы галогенов в различных степенях окисления:

Вниз по подгруппе изменяется агрегатное состояние галогенов, уменьшается растворимость в воде, увеличивается радиус атома, уменьшаются электроотрицательность, неметаллические свойства и окислительная способность (фтор – самый сильный окислитель). Для соединений: от Cl^- к I^- увеличивается восстановительная способность галогенид-ионов. В ряду бескислородных и кислородсодержащих кислот происходит усиление кислотных свойств. Составьте ряды галогеноводородных кислот и кислородосодержащих кислот хлора в порядке увеличения кислотных свойств:

Название фтора произошло от греч. слова "фторос" – разрушающий, поскольку плавиковая кислота, из которой пытались получить фтор, разъедает стекло. Хлор получил свое название благодаря окраске от греч. слова "клорос" – желто-зеленый цвет увядающей листвы. Бром назван по запаху жидкого брома от греч. слова "бромос" – зловонный. Название иода произошло от греч. слова "иодес" – фиолетовый по цвету парообразного иода.

Радиоактивный астат назван от греч. слова "астатос" – неустойчивый.

По физ. свойствам фтор – трудносжижаемый газ светло-зеленого цвета, хлор – легко сжижающийся газ желто-зеленого цвета, бром – тяжелая жидкость красно-бурого цвета, иод – твердое кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета с металлическим блеском, легко подвергается возгонке (сублимации). Все галогены, кроме иода, обладают резким удушливым запахом, токсичны.

Все галогены проявляют высокую химическую активность, которая уменьшается при переходе от фтора к иоду. Химические свойства галогенов рассмотрим на примере хлора. Проиллюстрируйте каждую реакцию на конкретных примерах, объясните условия их протекания:

Н₂ (+)

О₂ (-)

Металлы (+)

Неметаллы (+-)

Н₂О (+)

Основные оксиды (-)

Кислотные оксиды (-)

Основания[*] (+-)

Кислоты (+-)

Соли (+-)

В природе в свободном виде галогены не встречаются из-за высокой химической активности. Среди наиболее распространенных соединений хлора можно выделить каменную или поваренную соль (NaCl), сильвинит (KCl·NaCl), карналлит (KCl·MgCl₂). Большое количество хлоридов содержится в морской воде. Хлор входит в состав хлорофилла. Природный хлор состоит из двух изотопов Cl³⁵ и Cl³⁷. Подчеркнем, что в случае хлора число нейтронов в атоме возможно рассчитать только для каждого изотопа в отдельности. Рассчитайте число протонов, электронов и нейтронов для изотопов хлора Cl³⁵ и Cl³⁷:

В промышленности хлор получают электролизом водного раствора или расплава хлорида. Составьте уравнения электролиза хлорида натрия в виде его раствора и расплава:

Лабораторные методы получения (действие конц. соляной кислоты на различные окислители). Напишите уравнения реакций получения хлора при взаимодействии конц. соляной кислоты с диоксидом марганца, перманганатом калия, хлоратом калия, бихроматом калия, гипохлоритом кальция:

ХЛОРОВОДОРОД И ХЛОРИДЫ

Хлороводород (HCl) – бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха, хорошо растворим в воде (в 1 объеме воды растворяется 450 объемов хлороводорода). Молекула образована по типу ковалентной полярной связи. Водный раствор хлороводорода называется соляной кислотой. Конц. соляная кислота "дымит" на воздухе, максимальная концентрация хлороводорода в растворе составляет 35-36%. Это сильная кислота, проявляющая все характерные свойства кислот. Покажите кислотные свойства соляной кислоты на примере реакций диссоциации, взаимодействия с цинком, с оксидом кальция, с гидроксидом натрия, с карбонатом натрия:

Качественной реакцией на соляную кислоту и ее соли (хлориды) является реакция с раствором нитрата серебра. Составьте уравнение данной реакции в молекулярной и в ионной форме, укажите визуальный признак. Какие еще галогенид-ионы можно проверить с помощью раствора нитрата серебра?

Хлороводород можно получить:

Прямым синтезом из водорода и хлора (синтетический способ). Составьте уравнение реакции, укажите условия ее протекания:

Действием конц. серной кислоты на твердые хлориды – сульфатный способ (аналогично можно получить HF, но нельзя получить HBr и HI). Составьте уравнение реакции взаимодействия конц. серной кислоты и хлорида натрия:

Дата добавления: 2015-07-25