министерство общего и профессионального

образования Российской Федерации

Ростовский ордена трудового красного знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для студентов I-го курса дневного отделения

биолого-почвенного факультета

О Б Щ А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А

Г А Л О Г Е Н О В

г. Ростов на Дону

2002 г.

Бикяшев Э.А., Лисневская И.В.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для студентов I-го курса дневного отделения

биолого-почвенного факультета

О Б Щ А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А

Г А Л О Г Е Н О В

Печатается по решению кафедры общей и неорганической

химии Ростовского ордена Трудового Красного Знамени госу-

дарственного университета.

Протокол N 2 от 18 февраля 2002г.

Рецензент – доктор хим.наук, е.Трубников И.Л.

Ответственный редактор - д-р.хим.наук, проф.Лупейко Т.Г.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1 Положение элементов в периодической системе..............................4

2 Электронное строение атомов, валентные возможности,

степени окисления ..................................................................................5

3 Изменение радиусов атомов ..............................................................6

4 Изменение устойчивости отрицательной степени окисления ..........7

5 Изменеие устойчивости положительных степеней окисления .......10

6 Сравнительная характеристика однотипных содинений

галогенов ..........................................................................................13

6.1 Характеристика свойств простых веществ ....................................13

6.2 Характеристика свойств галогенидов ............................................16

6.3 Характеристика свойств однотипных кислородсодержащих

кислот и их солей ........................................ ....................................19

Приложение .....................................................................................22

1 Положение элементов

В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Галогенами называют элементы главной подгруппы VII группы периодической системы: фтор, хлор, бром, иод и астат. Поскольку орбитальные атомные радиусы в периодах уменьшаются, валентные электроны очень прочно удерживаются ядрами атомов галогенов. По этой причине галогены имеют самые высокие потенциалы ионизации в своих периодах (если не принимать во внимание инертные элементы). Исключение составляет только астат, что является следствием уменьшения потенциалов ионизации в подгруппе галогенов. Высокие ионизационные потенциалы объясняют очень слабые восстановительные свойства галогенов (фтор вообще не обладает такими свойствами), полное отсутствие металличности. В то же время именно маленькие радиусы атомов и строение внешней электронной оболочки ns²np⁵ (n - номер периода) предопределяет высокое сродство галогенов к электрону (E_e): присоединяемый электрон достаточно сильно взаимодействует с ядром, к тому же, при этом происходит дополнительная стабилизация электронной конфигурации. В свою очередь, высокие значения E_е и электроотрицательности - одна из причин того, что галогены являются самыми сильными окислителями в своих периодах (фтор - самый сильный окислитель среди простых веществ).

Эти свойства галогенов, казалось бы, очень сильно отличают их от элементов побочной подгруппы, в которую входят типичные металлы. Однако в высшей, групповой (+7) степени окисления элементы обеих подгрупп нередко образуют сходные по свойствам однотипные соединения. С одной стороны, это обусловлено довольно высоким, а в случае Cl⁺⁷ и Mn⁺⁷ очень высоким поляризующим действием атомов соответствующих элементов, что, в свою очередь, предопределяет ковалентный характер связи, кислотные свойства оксидов и гидроксидов. С другой стороны, у марганца, так, как и у галогенов, высшая степень окисления не стабильна, что влечет за собой сильные окислительные свойства соответствующих соединений. Например:

Cl₂O₇ и Mn₂O₇ - неустойчивые вещества, взрывоопасные жидкости; кислотные оксиды; сильные окислители.

HClO₄ и HMnO₄ - очень сильные кислоты; малоустойчивые соединения: HMnO₄ существует только в водных растворах, HClO₄ выделена в свободном виде, но способна к разложению со взрывом. Сами кислоты и их соли являются сильными окислителями (ClO₄^- - ион в разбавленных водных растворах достаточно стабилен, а поэтому окислительные свойства проявляет плохо).