Семнадцатая группа Периодической системы д. И. Менделеева. Галогены: фтор, хлор

I. Фтор

1.1. Положение в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева

Фтор F

• порядковый номер – 9

• группа VII – А

• период - 2, малый.

1.2. Свойства атома фтора

R _ат = 0,017 нм

Сродство к электрону 3,52 КДж/моль

Потенциал ионизации 17,42

Стандартный электродный потенциал Е⁰ 2,87 В

1.3. Строение молекулы фтора

.. ..

:F : F:

¨ ¨

F—F

Молекула фтора образована ковалентной неполярной связью. Вследствие малого радиуса атома фтора неподелённые электронные пары в молекуле фтора взаимно отталкиваются и ослабляют связь F-F . Энергия диссоциации молекулы фтора равна 158,34 кДж/моль. Энтальпия гидратации ∆Н⁰ - 472,34 кДж/г. Активность молекулы фтора по сравнению с хлором выше.

1.4. Нахождение фтора в природе

Фтор в природе содержится в виде 1 изотопа с массой 19. Его содержание в литосфере составляет 0,066 масс. %. В свободном виде он не встречается ввиду своей химической активности. Фтор встречается в природе чаще всего в виде минералов криолита 3NaF · AlF₃ и плавикового шпата, или флюорита, CаF₂, получившего своё название потому, что его прибавляют иногда к железным рудам для образования легкоплавких шлаков при выплавке чугуна. Значительное количество фтора содержится также в фосфорных минералах: фосфорите и особенно апатите. Содержится он в организме человека и животных, например в составе костей и зубной эмали.

1.5. Физические свойства фтора:

• агрегатное состояние – газ

• цвет: зеленовато - жёлтый

• запах – резкий, раздражающий

• в воде не растворяется, т. к. окисляет её

• температура плавления - -218⁰С

• температура кипения - -188⁰С

• трудно сжижающийся

• удельный вес 1,11

1.6. Химические свойства фтора

• Очень энергичный окислитель:

• Взаимодействует с водой - вода загорается в струе фтора бледно – фиолетовым пламенем

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

• Взаимодействует с кислородом

O₂ + 2F₂ → 2OF₂

• Взаимодействует с инертными газами

2 F₂ + Xe → XeF₄

• Взаимодействует с водородом со взрывом

F₂ + H₂ → 2HF

• Вытесняет другие галогены из расплавов их солей

F₂ + 2KBr → Br₂ + 2KF

• Взаимодействует с оксидом кремния (IV)

SiO₂ + 2F₂ → SiF₄ +O₂

• Взаимодействует со щелочами и азотной кислотой

2F₂ + 2KOH → OF₂ +2KF + H₂O

2F₂ + 2HNO₃→ 2HF+ 2NO₂F (триоксидфторид азота)

1.7. Получение фтора

• Электролиз

2KF ∙ 2HF_{(при 70˚)} → 2K + H₂ + 2F₂

К (-): 2Н⁺ + 2е → Н₂ ↑

А (+): 2 F ^- - 2e → F₂↑

1.8. Правила техники безопасности при работе с фтором и его соединениями

Фтор обладает очень резким запахом. Вдыхание даже небольших количеств вызывает раздражение дыхательных путей и воспаление слизистой оболочки горла и носа. Более значительное количество фтора могут вызвать тяжёлое отравление организма.

1.9. Применение фтора

• в составе хладагентов;

• в состав полимеров (фторопласт – 4);

• в состав лекарств;

• в состав моющих средств;

• в состав ядохимикатов;

• в состав красителей;

• в состав компонентов искусственной крови;

• соединения фтора используются для производства зубных паст;

• боевые отравляющие вещества нервно – паралитического действия – зарин и зоман;

• в качестве окислителя ракетного топлива.