6. Домашнее задание.

1. Используя модель Гиллеспи, определите геометрию следующих частиц:

XeO₃, SO₂, SO₂Cl₂, ICl₂^-, ICl₄^-, XeO₃F^-, IO₂F₄^-.

2. Постройте энергетическую диаграмму МО для молекулы С₂ и ионов С₂⁺ и С₂^-.

Для каждой из трех частиц рассчитайте:

а) порядок связи;

б) эффективный магнитный момент;

3. Как и почему в ряду С₂⁺ С₂ С₂^- изменяются

а) длина связи;

б) энергия связи?

Семинар 11. Галогены – 1

План семинара.

1. Общая характеристика.

2. Нахождение в природе и получение.

3. Физические и химические свойства простых веществ.

4. Соединения галогенов с водородом.

5. Межгалогенные соединения.

6. Задачи.

1. Общая характеристика.

₉F ₁₇Cl ₃₅Br ₅₃I ₈₅At конфигурация [благородный газ]ns²np⁵

атомные и ионные радиусы

первая энергия ионизации

электроотрицательность

Особенности химии галогенов:

а) простые вещества – типичные неметаллы, существуют в виде двухатомных молекул, демонстрируют окислительные свойства (уменьшающиеся сверху вниз по группе), склонны к переходу в степень окисления –1;

б) характерны нечетные степени окисления;

в) соединения галогенов в положительных степенях окисления – сильные окислители;

г) кислородные соединения брома малоустойчивы и являются более сильными окислителями, чем соответствующие соединения хлора и иода;

д) рост координационного числа и степени ионности связи в соединениях иода по сравнению с другими галогенами.

2. Нахождение в природе и получение.

Из-за высокой химической активности в свободном виде не встречаются, только в виде солей.

Основные минералы

Фтор: CaF₂ флюорит, 3Ca₃(PO₄)₂●CaF₂ фторапатит

Хлор: NaCl галит, KCl сильвин, NaCl●KCl сильвинит, KCl●MgCl₂●6H₂O карналлит

Бром и иод: морская вода, горько-соленые озера (в виде растворенных бромидов и иодидов).

Астат: радиоактивен, следовые количества в минералах урана и тория

Получение простых веществ

Таблица 11.1. Получение простых веществ галогенов

Галоген	В промышленности	В лаборатории
F	Электролиз расплава KF 2KF = 2K + F2 Для понижения температуры плавления добавляют HF до состава KF●HF или KF●2HF	tC 2CoF3 = 2CoF2 + F2
Cl	Электролиз водного раствора NaCl 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2	Действие на HCl (конц.) сильных окислителей (KMnO4, MnO2, K2Cr2O7, PbO2, KClO3)
Br, I	Вытеснение из солей действием хлора 2KX + Cl2 = 2KCl + X2 (X=Br, I)	MnO2 + 2H2SO4 + 2KX = X2 + + MnSO4 + K2SO4 + 2H2O (X=Br, I) 2CuSO4 + 4KI = 2CuI + I2 + + 2K2SO4

3. Физические и химические свойства простых веществ

Форма существования – двухатомные молекулы X₂: кратность связи 1, нет неспаренных электронов.

3.1. Физические свойства

F₂ Cl₂ Br₂ I₂

T плавления и кипения (Ван-дер-Ваальсовы связи)

окислительные свойства

Окраска: F₂ – бледно-желтый, Cl₂ – желто-зеленый, Br₂ – красно-бурый, I₂ – фиолетовый.

Таблица 11.2. Энергия связи «галоген – галоген» (кДж/моль)

	F	Cl	Br	I
X-X	155	238	190	149

Выводы:

1) С ростом атомного номера галогена увеличивается атомный радиус, возрастает длина связи Х-Х и, как следствие, уменьшается энергия связи.

2) Самой прочной является связь Cl-Cl, связь F-F заметно слабее из-за межэлектронного отталкивания, которое возникает вследствие очень маленького радиуса атома фтора и большого числа электронов на внешнем уровне.

3.2. Химические свойства

Взаимодействие с водородом: H₂ + X₂ = 2HX

X = F – в темноте и со взрывом

X = Cl – на свету и со взрывом

X = Br – выше 200°C в присутствии катализатора

X = I – реакция не протекает до конца, устанавливается равновесие