Što su halogeni? Kemijska svojstva, karakteristike, značajke dobivanja

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Halogeni se izgovaraju kao nemetali. To uključuje fluor, astatin, jod, brom, klor i umjetni element koji se zove ununseptium (tenesin). Ove tvari imaju širok raspon kemijskih funkcija i o njima vrijedi detaljnije govoriti.

Visoka oksidativna aktivnost

Ovo je prvo naglašeno svojstvo koje se spominje. Svi halogeni imaju visoku oksidativnu aktivnost, ali je fluor najaktivniji. Daljnji silazni: klor, brom, jod, astatin, ununseptium. Ali fluor reagira sa svim metalima bez iznimke. Štoviše, većina njih se, nalazeći se u atmosferi ovog elementa, samozapali, a ovaj proces je popraćen oslobađanjem velike količine topline.

Ako se fluor ne zagrijava, tada će u ovom slučaju reagirati s mnogim nemetalnim tvarima. Na primjer, sa sumporom, ugljikom, silicijem, fosforom. Dobivaju se reakcijevrlo egzotermno i može biti popraćeno eksplozijom.

Vrijedi napomenuti i da fluor, kada se zagrijava, oksidira sve ostale halogene. Shema je sljedeća: Hal₂ + F₂=2HalF. A ovdje je Hal klor, brom i jod. Štoviše, u takvim spojevima stupanj njihove oksidacije iznosi +1.

I još jedno kemijsko svojstvo halogena-fluora je njegova reakcija s teškim inertnim plinovima pod utjecajem zračenja. Nazivaju se i plemenitim. Ti plinovi uključuju helij, neon, argon, kripton, ksenon, radon i nedavno otkriveni oganesson.

Interakcija sa složenim tvarima

Ovo je još jedno kemijsko svojstvo halogena. Složene tvari, kao što je poznato, uključuju spojeve koji se sastoje od dva ili više elemenata. Isti fluor se u takvim reakcijama očituje vrlo snažno. Prati ih eksplozija. Ali, na primjer, ovako izgleda njegova reakcija s vodom u obliku formule: 2F₂ + 2H₂O → 4HF + O ₂.

Klor je također reaktivan, iako je njegova aktivnost manja od aktivnosti fluora. Ali reagira sa svim jednostavnim tvarima osim plemenitih plinova, dušika i kisika. Evo jednog primjera: Si + 2Cl₂ → SiCl₄ + 662kJ.

Ali posebno je zanimljiva reakcija klora s vodikom. Ako nema odgovarajuće rasvjete i temperature, onda se između njih ništa ne događa. Ali ako povećate svjetlinu i zagrijete ih, tada će doći do eksplozije, osim toga, lančanim mehanizmom. Reakcija se odvija pod utjecajem fotona, kvanta elektromagnetskog zračenja, kojidisocira Cl₂ molekule u atome. Zatim se događa cijeli lanac reakcija, a u svakoj se dobiva čestica koja inicira početak sljedeće faze.

brom

Kao što možete vidjeti, većina se govori o fluoru, a nešto manje o kloru. To je zato što se kemijska svojstva halogena dosljedno smanjuju od fluora do astatina.

Brom je neka vrsta sredine u njihovoj seriji. Topljiviji je u vodi od ostalih halogena. Dobivena otopina poznata je kao bromna voda, snažna tvar koja može oksidirati nikal, željezo, krom, kob alt i mangan.

Ako govorimo o kemijskim svojstvima halogena, onda je vrijedno spomenuti da po svojoj aktivnosti zauzima srednje mjesto između ozloglašenog klora i joda. Inače, kada reagira s otopinama jodida, oslobađa se slobodni jod. To izgleda ovako: Br₂ + 2Kl → I₂ + 2KBr.

Također, brom može reagirati s nemetalima (telurijem i selenom), au tekućem stanju stupa u interakciju sa zlatom, što rezultira stvaranjem tribromida AuBr₃. Također je u stanju spojiti organske molekule trostrukom vezom. Ako se zagrije u prisutnosti katalizatora, može reagirati s benzenom da nastane bromobenzen C₆H₅Br, što se naziva supstitucijska reakcija.

jod

Sljedeća najaktivnija kemijska svojstva halogena u tablici je jod. Njegova posebnost leži u činjenici da stvara niz različitih kiselina. To uključuje:

• Jod. Bezbojna tekućina oštrog mirisa. Jaka kiselina koja je snažno redukcijsko sredstvo.
• Jod. Nestabilan, može postojati samo u jako razrijeđenim otopinama.
• Jod. Karakteristike su iste kao i prethodni. Tvori joditne soli.
• Jod. Kristalna bezbojna tvar staklastog sjaja. Topiv u vodi, sklon polimerizaciji. Ima oksidirajuća svojstva.
• Jod. Higroskopna kristalna tvar. Koristi se u analitičkoj kemiji kao oksidacijsko sredstvo.

Opća kemijska svojstva halogen-joda uključuju visoku aktivnost. Iako je manji od klora s bromom, a još više nije usporediv s fluorom. Najpoznatija reakcija je interakcija joda sa škrobom, što rezultira plavom bojom potonjeg.

Astatine

Također je vrijedno reći nekoliko riječi o tome u nastavku rasprave o općim karakteristikama halogena. Fizikalna i kemijska svojstva astatina bliska su onima zloglasnog joda i polonija (radioaktivnog elementa). Evo njegovog kratkog opisa:

• Proizvodi netopivu AgAt sol, kao i svi halogeni.
• Može se oksidirati u At, poput joda.
• Tvori spojeve s metalima, pokazujući oksidacijsko stanje od -1. Ipak, kao i svi halogeni.
• Reagira s jodom i bromom u obliku interhalogenih spojeva. Astatin jodid i bromid, točnije (AtI i AtBr).
• Otapa se u dušiku i klorovodikukiseline.
• Ako na njega djelujete vodikom, tada nastaje plinoviti vodikov astatid - nestabilna plinovita kiselina.
• Kao i svi halogeni, može zamijeniti vodik u molekuli metana.
• Ima karakteristično alfa zračenje. Njegovom prisutnošću utvrđuje se prisutnost astatina.

Usput, unošenje astatina u obliku otopine u ljudski organizam liječi štitnjaču. U radioterapiji se ovaj element aktivno koristi.

Tennesin

I treba obratiti pažnju, budući da govorimo o kemijskim svojstvima halogena. Malo je poznatih spojeva s tenesinom, jer su do sada njegove točne karakteristike ostale predmet rasprave, budući da je uvršten u tablicu tek 2014. godine.

Najvjerojatnije je polumetal. Ne pokazuje gotovo nikakvu oksidacijsku moć, pa je tako najslabiji od halogena, budući da su njegovi elektroni predaleko od jezgre. Ali vrlo je vjerojatno da će tenesin biti halogen, čije će redukcijsko svojstvo biti veće od oksidacijskog.

Pokusno provedena reakcija s vodikom. TsH je najjednostavnija veza. Rezultirajući tenesinski vodik nastavlja većinu trendova za vodikovi halogenidi.

Fizička svojstva

Treba ih ukratko spomenuti. Dakle:

• Fluor je otrovni svijetložuti plin oštrog mirisa.
• Klor je svijetlozeleni plin. Također ima jak miris i otrovniji je od fluora.
• Brom je crveno-smeđa teška tekućina. Njegovopare su vrlo otrovne.
• Jod je tamno siva krutina s metalnim sjajem.
• Astatin je plavo-crna krutina. Izgleda kao jod.

Dobivanje halogena

Ovo je posljednja stvar. Kemijska svojstva i proizvodnja halogena izravno su povezani. Prvo uvjetuje drugo. Evo nekoliko načina da dobijete ove tvari:

• Kroz elektrolizu talina ili otopina halogenida - njihovih spojeva s drugim elementima ili radikalima.
• Kroz interakciju njihovih čvrstih soli i koncentrirane sumporne kiseline. Ali ovo se odnosi samo na HF i HCl.
• HBr i HI mogu se dobiti hidrolizom fosfornih halogenida.
• Oksidacija halogenovodičnih kiselina.
• HClO se dobiva hidrolizom u vodenim otopinama klora.
• HOBr nastaje interakcijom vode i halogena.

Ali općenito postoji mnogo više načina za dobivanje, ovo su samo primjeri. Uostalom, halogeni se široko koriste u industriji. Fluor se koristi za proizvodnju maziva, klor se koristi za izbjeljivanje i dezinfekciju, brom se koristi u medicini i proizvodnji fotografskih materijala, a o jodu ne vrijedi ni govoriti.