Тема: р-Элементы VII группы

Ключевые слова: p-элементы, фтор, хлор, бром, иод, «галогены», двухатомные молекулы, типичные неметаллы, водородные связи, галиды,кислородные кислоты хлора, хлорная известь, хлораты, броматы, иодаты, химизм бактерицидного действия, хлорная вода, хлориды, фториды, бромиды, иодиды.

Характеристика элементов

9F	1s22s22p5
17Cl	[Ne] 3s23p5
35Br	[Ar] 3d104s24p5
53I	[Kr] 4d105s25p5
85At	[Xe] 4f145d106s26p5

5 элементов главной подгруппы VII группы имеют общее групповое название «Галогены» (Hal), что означает «солерождающие». Одинаковое строение внешнего электронного слоя (ns²np⁵) обусловливает большое сходство элементов.

Сходство элементов

• Типичные неметаллы, р-элементы

• Большая величина энергии сродства к ē

• Высокие значения электроотрицательности (ЭО)

• Стремление к присоединению 1 ē до завершения октета Hal⁰ + 1ē = Hal^-

• Устойчивость анионов Hal^-

• Высокая окислительная активность

• Наиболее устойчивая степень окисления атомов в соединениях -1 (валентность I)

З акономерное вертикальное изменение свойств элементов

F Заряд ядра ↑

Cl Число электронных слоев ↑

Br Радиус атома ↑

I Е сродства к ē ↓

At Электроотрицательность ↓

Неметалличность ↓

Простые вещества Hal₂

F₂ (газ) Т. пл. и т. кип. ↑

Cl₂ (газ) Растворимость в воде ↓ (к F₂ не относится)

Br₂ (ж) Прочность связи в молекулах ↓

I₂ (тв.) Неметаллические свойства ↓

Окислительная способность ↓

Химическая активность ↓

Валентные состояния атомов Cl, Br, I - ns²np⁵

nd

np

ns

При образовании ковалентных связей галогены чаще всего используют один неспаренный р-электрон, имеющийся в невозбужденном атоме, проявляя при этом В = 1.

Образуя связи с атомами более электроотрицательных элементов, атомы хлора, брома и йода могут переходить из основного валентного состояния в возбужденное, что сопровождается переходом электронов на вакантные орбитали d-подуровня. При этом число неспаренных электронов увеличивается, вследствие чего атомы Cl, Br, I могут образовывать большее число ковалентных связей:

Возбужденные состояния	Число неспаренных ē	Валентность
ns2np4nd1	3	III
ns2np3nd2	5	V
ns1np3nd3	7	VII

Отличие F от других галогенов

В атоме фтора валентные электроны находятся на 2-м энергетическом уровне, имеющем только s- и р-подуровень. Это исключает возможность перехода атомов F в возбужденные состояния, поэтому фтор во всех соединениях проявляет постоянную валентность, равную I. Кроме того, фтор – самый электроотрицательный элемент, вследствие чего имеет постоянную с.о. -1.

Важнейшие соединения галогенов

1. Галогеноводороды HHal

2. Галогениды металлов (соли галогеноводородных кислот) – самые многочисленные и устойчивые соединения галогенов.

3. Галогенорганические соединения.

4. Кислородсодержащие вещества:

- неустойчивые оксиды, из которых достоверным можно считать существование 6 оксидов (Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₇, Br₂O, BrO₂, I₂O₅).

- неустойчивые оксокислоты, из которых только 3 кислоты выделены как индивидуальные вещества (HClO₄, HIO₃, HIO₄).

- соли оксокислот, главным образом хлориты, хлораты и перхлораты.