היווצרות, חינוך ובתי ספר תיכוניים
הלוגנים: תכונות פיסיקליות, תכונות כימיות. שימוש התרכובות בהלוגנים שלהם
ההלוגנים בטבלה המחזורית שמאלה של הגזים האצילים. יסודות מתכתיים רעילים חמישה אלה הכלולים בקבוצה 7 של הטבלה המחזורית. אלה כוללים פלואור, כלור, ברום, יוד אסטטין. אמנם רק אסטטין רדיואקטיבי ויש לו איזוטופים קצר מועד, הוא מתנהג כמו יוד ולעתים קרובות נחשב הלוגנים. כמו אלמנטי הלוגן שבעה אלקטרונים ערכיים, היא זקוקה רק אלקטרון אחד נוסף כדי ליצור שמינייה מוחלטת. מאפיין זה גורם להם יותר פעיל מאשר קבוצות אחרות של מתכות.
מאפיינים כלליים
הלוגנים ליצירת מולקולה diatomic (X 2 סוג כאשר X הוא הלוגן) - הלוגנים קיומו טופס-יציב כמו תאים בחינם. צור קשר מולקולה דו-אטומית הם פולרי, ו קוולנטי יחיד. התכונות הכימיות של הלוגנים לאפשר להם ליצור תרכובות בקלות עם רוב האלמנטים, ולכן הם לא מצאו בצורה המאוגדת בטבע. Fluoro - הלוגן אסטטין הפעילים ביותר - פחות.
כל קבוצת ההלוגנים אני טופס מלחים עם תכונות דומות. תרכובות אלה, הלידים נוכחים בתור אניון הליד עם מטען של -1 (לדוגמה, Cl -, Br -). סיום -id מעיד על קיומו של אניוני הליד; למשל: Cl - שנקרא "כלוריד".
יתר על כן, את תכונותיו הכימיות של הלוגנים לאפשר להם לפעול סוכני חמצון כמו - מתכות חמצון. רוב התגובות הכימיות מעורבים הלוגנים - חיזור בתמיסה מימית. הלוגנים ליצור קשרים אחד עם פחמן או חנקן ותרכובות אורגניות, שבו מידת החמצון (CO) שווה -1. כאשר יוחלף ע"י אטום הלוגן מחויב קוולנטית אטום מימן תרכובת אורגנית, קידומת הילה עשויה לשמש במובן רחב, או קידומות fluoro-, כלורופורם, bromo-, iodo- - הלוגנים ספציפיים. אלמנטי הלוגן עשויים להיות אג"ח שני וערב ליצירת מולקולה דו-אטומי עם קשרים יחידים קוולנטי קוטביים.
כלור (Cl 2) היה הלוגן הראשון נפתח בשנת 1774, בבית אז נפתח יוד (I 2), ברום (Br 2), פלואור (F 2) ו אסטטין (At, מצאו לאחרונה ב 1940 י.ג.). השם "הלוגן" נגזר hal- השורש היווני ( «מלח») ו -gen ( «טופס"). יחד, משמעות המילים האלה, "מלח-יוצרים", תוך שימת דגש על העובדה הלוגן מגיב עם מתכות כדי ליצור מלחים. Halite - השם של מלח סלעים, מינרלים טבעיים המורכב נתרן כלורי (NaCl). לבסוף, הלוגן להשתמש בבית - מכיל פלואוריד משחת שיניים, כלורו לחיטוי מי שתייה, יוד ומקדם פיתוח של הורמוני בלוטת התריס.
יסודות כימיים
Fluoro - אלמנט עם מספר 9 אטום, הוא כונה על ידי פ אלמנטרית פלואור התגלה לראשונה בשנת 1886 גרם על ידי בידוד בינו לבין החומצה הידרופלואורית.. במצב החופשי זה קיים בצורה של מולקולות diatomic fluoro (F 2) והוא ההלוגן הנפוץ ביותר, בקרום. Fluoro - אלמנט אלקטרו ביותר של הטבלה המחזורית. בטמפרטורת החדר, גז צהוב חיוור. פלואור יש גם רדיוס אטומי קטן יחסית. CO שלה - -1 למעט מדינת diatomic יסודות שבו מדינת החמצון שלו היא אפס. Fluoro מאוד מבחינה כימית פעילה אינטראקציה ישירות עם כל הרכיבים מלבד הליום (הוא), ניאון (Ne) וארגון (Ar). פתרון H 2 O, חומצה הידרופלואורית (HF) היא חומצה חלשה. למרות fluoro אלקטרו מאוד, אלקטרושליליות שלה לא לקבוע את החומציות; HF היא חומצה חלשה בשל העובדה כי יון פלואוריד הוא בסיסי (pH> 7). יתר על כן, fluoro מייצרת אוקסידנטים חזקים מאוד. לדוגמה, פלואור יכול להגיב עם קסנון גז אינרטי ויוצר difluoride קסנון מחמצן חזק (XeF 2). ביישומים רבים של פלואוריד.
כלור - אלמנט עם מספר אטומי 17 וסמל כימי Cl. התגלה בשנת 1774 על ידי ג '. להבדיל בינה לבין חומצה הידרוכלורית. במצב היסודות שלה הוא יוצר מולקולה דו-אטומית Cl 2. יש כלור כמה SB -1, 1, 3, 5 ו -7 בטמפרטורת החדר הוא גז ירוק בהיר. מאז הקשר שנוצר בין שני אטומי כלור, הוא חלש, מולקולת Cl 2 יש יכולת גבוהה מאוד להיכנס לתוך הקשר. כלור מגיב עם מתכות כדי ליצור מלחים, אשר נקראים כלורידים. יונים כלוריד הם היונים בשכיחותו כלול הים. כלור יש גם שני איזוטופים: 35 Cl ו- 37 Cl. נתרן כלורי הוא החיבור הנפוץ ביותר של כל כלורידים.
ברום - יסוד כימי עם Br מספר 35 ו סמל האטום. זה התגלה לראשונה בשנת 1826 בצורה של ברום אלמנטרי היא מולקולה דו-אטומית, Br 2. בטמפרטורת החדר, הוא נוזל חום אדמדם. CO שלה - -1, + 1, 3, 4 ו 5. Bromo פעיל יותר יוד, אבל הם פחות פעילים מאשר כלור. יתר על כן, איזוטופ bromo יש שני 79 Br ו- 81 Br. ברום מתרחש בצורה של מלחים ברומיד, המומסים במי ים. בשנים האחרונות, את הייצור של ברומיד בעולם גדל באופן משמעותי בשל זמינותו, וחיים ארוכים. כמו ברום הלוגנים אחרים ואת החמצון שהוא רעיל מאוד.
יוד - יסוד כימי עם מספר אטומי 53 ואת I. סמל יש חמצון יוד: -1, 1, 5 ו 7. יש בצורת מולקולה diatomic, ואני 2. בטמפרטורת חדר החומר המוצק סגול. יש יוד אחת איזוטופ יציבה - 127 I. התגלה לראשונה בשנת 1811, בעזרת אצות וחומצה גופרתית. נכון לעכשיו, ניתן לבודד יוני יוד במי הים. למרות העובדה כי יוד אינה מסיסה מאוד במים, מסיסותו עשויה להיות מוגברת בעת שימוש iodides הנפרד. יוד ממלאת תפקיד חשוב בגוף, העוסק בייצור הורמוני בלוטת תריס.
אסטטין - יסוד רדיואקטיבי עם מספר אטומי 85 וסמל בשעה. החמצון האפשרי שלה קובע -1, 1, 3, 5 ו 7. ההלוגן רק שאינו מולקולה דו-אטומי. בתנאים רגילים, מתכתי קשה חומר שחור. אסטטין הוא אלמנט מאוד נדיר, כל כך מעט ידוע עליו. בנוסף, אסטטין יש זמן מחצית חיים קצר מאוד, לא יותר מכמה שעות. שהתקבלו ב 1940 כתוצאה סינתזה. הוא האמין כי אסטטין דומה יוד. מאופיין מאפיינים מתכתיים.
הטבלה שלהלן מציגה את המבנה האטום ההלוגן, המבנה של השכבה החיצונית של אלקטרונים.
הלוגן | התצורה של האלקטרון |
פלוּאוֹר | 1s 2s 2 2 2p 5 |
כלור | 2 -3 3P 5 |
ברום | 3D 10 4s 2 4P 5 |
יוד | 4d 2 10 5S 5P 5 |
אסטטין | 4F 14 5D 10 6s 2 6P 5 |
מבנה כזה גורם השכבה החיצונית של אלקטרונים כי התכונות הפיסיקליות והכימיות דומה הלוגנים. עם זאת, כאשר משווים האלמנטים האלה ואת ההבדלים שנצפו.
קבוצת הלוגן מאפיינים תקופתיים
תכונות פיסיקליות של חומרים פשוטים של הלוגן השתנו עם הגדלת המספר הסידורי של הרכיב. לקליטה טובה יותר ובהיר יותר, אנחנו מציעים לכם כמה שולחנות.
רותח נקודות רתיחה של הקבוצה גדל עם הגדלת גודל המולקולה (F טבלה 1. הלוגנים. תכונות פיזיקליות: היתוך ונקודת רתיחה הלוגן T התכה (C) הרתיחה T (C) פלוּאוֹר -220 -188 כלור -101 -35 ברום -7.2 58.8 יוד 114 184 אסטטין 302 337 מגדילה גודל הקרנל (F טבלה 2: הלוגן. תכונות פיזיקליות: רדיוס אטומי הלוגן רדיוס קוולנטי (PM) יון (X -) טווח (PM) פלוּאוֹר 71 133 כלור 99 181 ברום 114 196 יוד 133 220 אסטטין 150 אם אלקטרונים ערכיים חיצוניים אינם ממוקמים קרובים לגרעין, עבור ההסרה שלהם אינו דורש הרבה אנרגיה ממנו. לפיכך, את האנרגיה הדרושה לניתוק של האלקטרון החיצוני הוא לא כל כך גבוה בחלק התחתון של קבוצת אלמנטים, שכן יש יותר רמות אנרגיה. בנוסף, יינון אנרגיה גבוהה גורמת הרכיב שיוצגו איכות מתכתיים. מאפיינים מתכתיים בגלל אנרגית היינון מצטמצמת (ב-
לוח 3. הלוגנים. תכונות פיזיקליות: אנרגיית יינון הלוגן אנרגית היינון (kJ / mol) פלוּאוֹר 1681 כלור 1251 ברום 1140 יוד 1008 אסטטין 890 ± 40 מספר האלקטרונים ערכיים באופן עליות אטומה עם הגדלת רמות אנרגיה ברמות נמוכות בהדרגה. האלקטרונים הם בהדרגה יותר ויותר מן הליבה; לפיכך, את הגרעין ואת האלקטרונים אינם נמשכים כמו זה לזה. גידול ההקרנה. לכן אלקטרונגטיביות פוחתת עם הגדלת התקופה (ב-
טבלה 4. הלוגנים. תכונות פיזיקליות: אלקטרושליליות הלוגן אלקטרושליליות פלוּאוֹר 4.0 כלור 3.0 ברום 2.8 יוד 2.5 אסטטין 2.2 מאז הגודל של עליות אטומות עם זמן, הזיקה האלקטרונית מצטמצמת בדרך כלל (B <לי אלקטרון הלוגן זיקה בטבלה 5. הלוגן זיקה אלקטרונית (KJ / mol) פלוּאוֹר -328.0 כלור -349.0 ברום -324.6 יוד -295.2 אסטטין -270.1 תגובתיות של הלוגן פוחתת עם הגדלת התקופה (ב-
הליד נוצר כאשר הלוגן הוא הגיב עם, אחר פחות אלמנט אלקטרו ליצירת תרכובת בינארי. מימן מגיב עם הלוגנים ליצירת סוג HX הלידים: הלידים מימניים הם מומסים בקלות במים ליצירת hydrohalic (הידרופלואורית, הידרוכלורית, hydrobromic, חומצה hydroiodic). המאפיינים של חומצות אלה הם כדלקמן. חומצות שהוקמה על ידי התגובה הבאה: HX (aq) + H 2 O (l) → X - (aq) + H 3 O + (aq). כל הליד מימן ליצירת חומצה חזקה, למעט HF. עליות חומציות חומצות hydrohalic: HF חומצה הידרופלואורית יכול לחרוט את הכוס ופלוארידים אורגניים מסוימים זמן רב. זה אולי נראה לא הגיוני כי HF הוא החומצה hydrohalic החלשה, מאז פלואור עצמו יש אלקטרושליליות גבוהה. עם זאת הקשר H-F הוא מאוד חזק, וכתוצאה מכך חומצה חלשה מאוד. קשר חזק מוגדר על ידי אורך הקשר קצר אנרגית ניתוק גדולה. מבין כל הלידים מימניים HF יש אורך החיבור הקצר ואת האנרגיה ניתוק האג"ח הגדולה. חומצות OXO הלוגן הן חומצות עם אטומי מימן, חמצן הלוגן. החומציות שלהם יכולה להיקבע על ידי ניתוח המבנה. oxoacids ההלוגן מוצג להלן: בכל אחד חומצות פרוטונים אלה מאוגדים אטומי החמצן, כך שההשוואה של אג"ח אורכי פרוטונים הם חסרי תועלת. תפקידה הדומיננטי הוא שיחק כאן על ידי אלקטרושליליות. עליות חומציות עם המספר אטום חמצן מלוכדות האטום המרכזי. המאפיינים הפיסיים הבסיסיים של ההלוגנים ניתן לבטא בקצרה בטבלה הבאה. מצב ואלכוהול (בטמפרטורת החדר) הלוגן המראה חברה יוד סגול אסטטין שחור נוזל ברום חוּם אֲדַמדַם גזיים פלוּאוֹר צהוב-חום בהיר כלור ירוק חיוור צבע הוא תוצאה של קליטת הלוגנים של אור הנראה על ידי מולקולות גרימת אלקטרונים מתרגשים. Fluoro סופג אור סגול, וכתוצאה מכך נראה צהוב חיוור. יוד, לעומת זאת, סופג אור צהוב זה נראה סגול (צהוב וסגול - צבעים משלימים). צבע הלוגן הופך כהה עם תקופת הגדלה. המכולות האטומות ברום נוזל יוד המוצקה נמצאות בשיווי משקל עם האד שלו, אשר ניתן לצפות כגז בצבע. למרות הלא נודע אסטטין צבע, הוא האמין כי זה צריך להיות יוד כהה (t. E. שחור) בהתאם לדפוס ציין. עכשיו, אם התבקשת: "תאר את המאפיינים הפיזיים של הלוגנים," תגיד. מידת החמצון קרובות משמשת במקום "ערכיות של הלוגנים." בדרך כלל, מצב החמצון שווה -1. אבל אם ההלוגן קשור חמצן או הלוגן אחרים, זה עלול לקחת מדינות אחרות: חמצן -2 SB יש עדיפות. במקרה של שני אטומי הלוגן שונים מלוכדים יחד יותר אטום אלקטרו שולט ולוקח CO -1. לדוגמה, ב כלוריד יוד (כי"ל) היא CO כלורו -1, 1 ו יוד. כלור הוא יותר אלקטרו-מ יוד, ולכן CO שווה -1. החומצה ברומיד (4 HBrO) חמצן יש CO -8 (-2 x 4 = -8 אטום). יש מימן מספר חמצון כולל 1. תוספת של שני הערכים הללו נותן CO -7. מאז במתחם הסופי SB אמור להיות אפס, והמפקד הוא שבע ברום. החריג השלישי לכלל זה הוא מידת החמצון של הלוגן בצורת אלמנטארי (X 2), שבו CO שלה שווה אפס. הלוגן במתחמים של CO פלוּאוֹר -1 כלור -1, 1, 3, 5, 7 ברום -1, 1, 3, 4, 5 יוד -1, 1, 5, 7 אסטטין -1, 1, 3, 5, 7 אלקטרונגטיביות מגדילה עם הזמן. לכן, פלואור יש אלקטרושליליות הגבוהה ביותר של כל האלמנטים, כפי שמעיד מעמדה בטבלה המחזורית. הקונפיגורציה האלקטרונית שלו 1s 2 2s 2 2p 5. אם פלואוריד מקבל עוד אלקטרונים, אורביטלים p הקיצוניים מלאים לחלוטין ויוצרים שמינייה מוחלטת. מכיוון פלואור יש אלקטרושליליות גבוהה, זה יכול לבחור אלקטרון בקלות מתוך אטומים שכנים. פלואוריד במקרה זה isoelectronic גז אינרטי (עם שמונה אלקטרונים ערכיים) וכל האורביטלים החיצוני שלה המלא. במצב דברים זה, פלואור היא הרבה יותר יציב. בטבע, ההלוגנים נמצאים אניון, כך ההלוגן החופשי מופק על ידי חמצון ידי אלקטרוליזה או על ידי חמצון. לדוגמה, כלור מופק על ידי הידרוליזה של פתרון נתרן כלורי. שימוש הלוגנים והתרכובות המגוונות שלהם.
כימיה אורגנית. הלוגנים מימן +
oxoacids הלוגן
המראה ואת מצב החומר
מראה הסבר
מידת החמצון של הלוגנים בתרכובות
למה עם פלואור תמיד הוא -1?
הכנת ושימוש הלוגנים
Similar articles
Trending Now