1.4 Водородные соединения галогенов

Водородные соединения представляют собой кислоты:

HF - фтороводородная (плавиковая) кис­лота,

НС1 - хлороводородная кислота (водный раствор – соляная),

НВг - бромоводородная кислота, HI - йодоводородная кислота.

НF должна быть одной из самых сильных кислот, но вследствие водородной связи является слабой кислотой Н–F·····Н–F·····Н–F.

Подтверждением водородной связи между молекулами Н–F является аномально высокая температура кипения Н–F. На рисунке 2 приведена графическая зависимость температур кипения кислот галогенов от их мольной массы.

Рисунок 2. Зависимость температур кипения водородных кислот галогенов от их мольной массы

Плавиковая кислота реагирует с SiО₂, входящим в состав стекла, поэтому HF нельзя получать и хранить в стеклянной посуде

SiО₂ + 4 HF_(ra3) = SiF₄↑ + 2Н₂О.

Образующийся SiF₄ реагирует с избытком HF с образованием гексафторокремниевой кислоты:

SiF₄ + 2 HF = H₂[SiF₆].

НСI, НВг, HI – сильные кислоты.

1 .5 Кислородсодержащие соединения галогенов

Хлор, бром и йод образуют кислородсодержащие кислоты и соответствующие им соли. Ниже, на примере хлора, приведены кислоты и соответствующие им соли:

_{+1 +3 +5 +7}

НСlО, НСlО₂, НСlО₃, НСlО₄;

хлорноватистая хлористая хлорноватая хлорная

КСlО, КСlО₂, КСlО₃, КСlО₄.

гипохлорит хлорит хлорат перхлорат

В приведенной схеме сила кислот увели­чивается с увеличением степени окисления кислотообразующего элемента, а окислительные свойства солей в данном ряду убывают. Хлорная и хлорноватая кислоты являются сильными, а хлористая и хлорноватистая – слабыми.

Из солей наибольший практический интерес представляют:

СаОС1₂) – «хлорная известь» представляет собой сме­шанную соль соляной и хлорноватистой кислот.

КСlО₃ - хлорат калия или техническое название - бертолетова соль.

1.6 Применение галогенов

Фтор и его соединения применяются для получения термоустойчивых пластмасс (тефлон), жидкостей для холодильных машин (фреоны).

Хлор используется в больших количествах для производства соляной кис­лоты синтетическим методом, хлорорганических инсектицидов, пластмасс, син­тетических волокон, хлорной извести, отбеливания тканей и бумаги, хлорирова­ния воды в целях обеззараживания.

Соединения брома и йода используются для производства лекарственных препаратов, фотоматериалов.

1.7 Положение в периодической таблице и общая характеристика р-элементов VIII группы

Данные элементы: гелий(Не), неон(Nе), аргон(Аr), криптон(Кr), ксенон(Хе) и радон(Rn) называют инертными газами, так как они обладают очень низкой химической активностью. На внеш­нем энергетическом уровне гелия находится два электрона, а у остальных элементов по восемь электронов, что соответствует замкнутой энергетически выгодной электронной конфигурации.

Гелий единственное термометрическое вещество пригодное для измерения температур ниже 1 К. Применение его основано на химической инертности и низкой температуре кипения (-268,9⁰).

Неоном и аргоном заполняют лампы накаливания. Сварка в среде аргона нержавеющих сталей, титана, алюминия и алюминиевых сплавов обеспечивает исключительно чистый и прочный сварной шов.

Криптон, ксенон и радон способны вступать в соединение с другими элементами и прежде всего с фтором. Данные соединения (ХеF₂, ХеF₆, ХеО₃ и др.) обладают сильными окислительными свойствами. Радон является радиоактивным элементом с периодом полураспада 3,8 суток. Однако в природе он постоянно образуется. Так как он в 7,65 раза тяжелее воздуха, поэтому скапливается в подвальных, непроветриваемых помещениях. За сутки концентрация радона в непроветриваемом помещении возрастает в 6 раз, а при пользовании душем в ванной комнате в 40 раз. Большую часть облучения человек получает от продуктов распада радона.