19. Общая характеристика элементов главной подгруппы VII группы. Медико-биологическое значение галогенов.

К подгруппе галогенов относятся фтор, хлор, бром, иод и астат. Первые 4 элемента встречаются в природе, последний получен искусственно и поэтому изучен значительно меньше остальных галогенов. Слово "галоген" означает солеобразующий. Это название элементы подгруппы получили благодаря легкости, с которой они реагируют со многими металлами, образуя соли.

Все галогены имеют структуру внешней электронной оболочки s2p5. Поэтому они легко принимают электрон, образуя устойчивую благородногазовую электронную оболочку (s2р6). Наименьший радиус атома в подгруппе - у фтора, у остальных он увеличивается в ряду F < Cl < Br < I < Аt и составляет соответственно 133; 181; 196; 220 и 270 нм. В таком же порядке уменьшается сродство атомов элементов к электрону.

Они могут отнимать электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Например фтор вытесняет хлор из хлоридов, бром из бромидов, а иод из иодидов.

Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше 1-го неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. В атомах других галогенов d-уровень не заполнен, что дает им возможность иметь различное количество неспаренных электронов и проявлять валентность -1, +1, +3, +5 и +7, наблюдающуюся в кислородных соединениях хлора, брома и иода.

Все галогены в степени окисления равной нулю токсичны, особенно фтор и йод. Cl2 находит применение в качестве обеззараживающего средства (хлорирование воды), йод применяется в виде спиртовых растворов, как антисептическое средство. Так же находят широкое применение соли галогенов. Соли фтора используется в стоматологии. Хлорид натрия применим в виде 0,9% водного раствора (изотонический раствор), как вспомогательное вещество в лекарственных формах, калий хлорид применяется при лечении нарушения сердечного ритма, водный раствор хлорид водорода (соляная кислота) применялась при пониженной кислотности желудка в концентрации 8,2-8,4%. Гипохлорит натрия, хлорная известь, «хлорамин-б» и т. д. применяются как обеззараживающие средства. Соли брома применялись седативно-снотворных средств но так как они имеют свойства куммулироваться, и вызывать эффект бромизма (токсическое действие) в настоящее время мало применим. Соли йода используются при лечение дефицита йода и лучевой болезни. Дефицит йода приводит к заболеванием щитовидной железы. С точки зрения биологического значения наибольшее значение нужно уделить хлориду натрия, калия, кальция так как они выполняют роль электролитов в мембранных процессах, без которых клеточная деятельность была бы невозможна.

20 Хлор, хлороводород и соляная кислота. Получение, свойства. Хлориды

Молекула хлора подобно молекулам водорода и фтора двухатомна, но в отличие от H₂ и F₂ в молекуле Cl₂ полагают дополнительное π-связование, которое возникает по донорно-акцепторному механизму за счёт НЭП одного атома и свободной 3d орбитали другого. π-Связь заметно упрочняет молекулу, и поэтому энергия диссоциации Cl₂ оказывается больше (243 кдж/моль), чем у F₂ (151 кдж/моль). Распад Cl₂ на атомы становиться заметным с 1000°С.

В обычных условиях хлор – газ жёлто-зелёного цвета, т пл. – 101°С, т кип. – 34,2°С. Ограничено растворим в воде один объём воды растворяет около двух объёмов хлора, при охлаждение из водных растворов выделяются кристаллогидраты примерного состава: Cl₂ 6H₂O, Cl₂ 8H₂O.

Хлор – активный окислитель он весьма энергично взаимодействует с металлами и большинством неметаллов (за исключением O₂, N₂ и инертных газов). Восстановительные свойства проявляет лишь во взаимодействие со фтором. Вступает в реакции самоокисления – самовосстановления, для их протекания наиболее благоприятна щелочная среда, способствующая образованию простых и сложных анионов:

Cl₂+ 2 OH^–→ ClO^–+ Cl^–+ H₂O

Получают свободный хлор окислением хлоридов, электролизом хлорида натрия.

2 NaCl + 2 H₂O → Cl₂ + H₂ + 2 NaOH

Ктод: 2 H⁺ + 2 e− → H₂ (g)

Анод: 2 Cl⁻ → Cl₂ (g) + 2 e−

Соля́ная кислота́ (хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная, хлористый водород) — HCl, раствор хлороводорода в воде; сильная одноосновная кислота. Бесцветная (техническая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Cl₂и др.), «дымящая» на воздухе, едкая жидкость. Максимальная концентрация при 20 C равна 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Молярная масса 36,46 г/моль. Соли соляной кислоты называются хлоридами.