Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Галогены

Строение и свойства атомов. Элементы главной подгруппы VII группы Периодической системы, объединенные под общим названием галогены, фтор P, хлор Сl, бром Вr, иод I, астат Аt (редко встречающийся в природе) — типичные неметаллы. Это и понятно, ведь их атомы содержат на внешнем энергетическом уровне семь электронов, и им недостает лишь одного электрона, чтобы завершить его. Атомы этих элементов при взаимодействии с металлами принимают электрон от атомов металлов. При этом возникает ионная связь и образуются соли. Отсюда общее название «галогены», т. е. «рождающие соли».

Галогены — очень сильные окислители. Фтор в химических реакциях проявляет только окислительные свойства, и для него характерна степень окисления -1. Остальные галогены могут проявлять и восстановительные свойства при взаимодействии с более электроотрицательными элементами — фтором, кислородом, азотом, при этом степени их окисления могут принимать значения +1, +3, +5, +7. Восстановительные свойства галогенов усиливаются от хлора к иоду, что связано с ростом радиусов их атомов: атомы хлора примерно вдвое меньше, чем у иода.

Галогены — простые вещества. Все галогены существуют в свободном состоянии в виде двухатомных молекул с ковалент-ной неполярной химической связью между атомами. В твердом состоянии Р2, С12, Вг2,12 имеют молекулярные кристаллические решетки, что и подтверждается их физическими свойствами (табл. 7).

Физические свойства галогенов    Таблица 7

Как можно заметить, с увеличением молекулярной массы галогенов температуры плавления и кипения повышаются, возрастают плотности: бром — жидкость, иод — твердое вещество, фтор и хлор — газы. Это связано с тем, что с увеличением размеров атомов и молекул галогенов возрастают и силы межмолекулярного взаимодействия между ними.

От F2 к I2 усиливается интенсивность окраски галогенов.

Химическая активность галогенов, как неметаллов, от фтора к иоду ослабевает, у кристаллов иода появляется металлический блеск.

Каждый галоген является самым сильным окислителем в своем периоде. Окислительные свойства галогенов отчетливо проявляются при их взаимодействии с металлами. При этом, как вы уже знаете, образуются соли (отсюда и название подгруппы). Так, фтор уже при обычных условиях реагирует с большинством металлов, а при нагревании и с золотом, серебром, платиной, известными своей химической пассивностью. Алюминий и цинк в атмосфере фтора воспламеняются.

Остальные галогены реагируют с металлами в основном при нагревании. Так, в колбе, наполненной хлором, красиво вспыхивают и сгорают кристаллики измельченной сурьмы (рис. 17), образуя при этом смесь двух хлоридов сурьмы(ІІІ) и (V):

Нагретый порошок железа также загорается при взаимодействии с хлором. Опыт можно провести, как с сурьмой, но только железные опилки нужно предварительно накалить в железной ложечке, а затем высыпать их небольшими порциями в колбу с хлором. Так как хлор является сильным окислителем, то в результате реакции образуется хлорид железа(ІІІ).

В парах брома сгорает раскаленная медная проволока:

Реакция сопровождается выделением фиолетовых паров иода (почему?).

Об уменьшении окислительных и увеличении восстановительных свойств галогенов от фтора к иоду можно судить и по их способности вытеснять друг друга из растворов солей.

Так, хлор вытесняет бром и иод из растворов их солей.

Свободный бром вытесняет иод из солей:

Для фтора эта реакция не характерна, так как она протекает в растворе, а фтор взаимодействует с водой, вытесняя из нее кислород.

Здесь кислород выступает в непривычной для себя роли восстановителя, это единственный, пожалуй, случай, когда кислород является не одним из исходных веществ, а продуктом горения.

Ослабление окислительных свойств галогенов от фтора к иоду наглядно проявляется при взаимодействии их с водородом. Уравнение этой реакции можно записать в общем виде так:

Н2 + Г2 = 2НГ

(Г — условное химическое обозначение галогенов).

Если фтор взаимодействует с водородом в любых условиях со взрывом, то смесь хлора с водородом реагирует со взрывом только при поджигании или облучении прямым солнечным светом, бром взаимодействует с водородом при нагревании и без взрыва. Эти реакции экзотермические. Реакция же соединения иода с водородом слабо эндотермическая, она протекает медленно даже при нагревании.

В результате этих реакций образуются соответственно фтороводород НF, хлороводород НСl, бромоводород НВr и иодово-дород НI.

Открытие галогенов.Фтор в свободном виде получил впервые в 1866 г. французский химик Анри Муассан, который был удостоен за это Нобелевской премии. Свое название элемент получил от греч. фторос — разрушающий.

Хлор открыт шведским химиком К. Шееле в 1774 г. Элемент получил название за свой цвет (греч. хлорос — желто-зеленый).

Карл Вильгельм Шееле

(1742-1786)

Шведский химик. В 1772 г. установил, что воздух состоит из кислорода и азота. Открыл и получил много неорганических и ор-; ганических веществ (кислород, хлор, фторо-водородную кислоту, глицерин и др.).

Бром открыт в 1826 г. французским химиком А. Баларом. Элемент назван так за свой запах (греч. бромос — зловонный).

Иод получен в 1811 г. французским ученым Б. Куртуа, а название получил за цвет своих паров (греч. иодэс — фиолетовый).

1. Строение атомов галогенов и их степени окисления.

2. Физические свойства галогенов.

3. Химические свойства галогенов: взаимодействие с металлами, водородом, растворами солей.

4. Изменение окислительно-восстановительных свойств галогенов от фтора к иоду.

Рассчитайте, какую массу будет иметь 1 л фтора и хлора при н. у. Найдите их относительную плотность по водороду и воздуху.

Растворы хлора, брома и иода в воде соответственно называются хлорной, бромной и йодной водой. Почему нет фторной воды?

Проведите аналогию между реакциями щелочных металлов и галогенов с растворами солей.

Рассчитайте степени окисления атомов химических элементов в следующих соединениях: КСlO3 (бертолетова соль), НСlO (хлорноватистая кислота), НСlO4 (хлорная кислота). Напишите формулы оксидов, соответствующих кислотам.

Укажите, изменением каких условий можно сместить химическое равновесие процесса вправо:

H2 + I2 (гaз) <-> 2HI + Q

Рассмотрите зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ на примере взаимодействия галогенов с водородом.

Какой объем хлора (н. у.) потребуется для вытеснения всего иода из 300 г 15%-ного раствора иодида калия? Какое количество новой соли при этом образуется?

Какой объем хлороводорода образуется при взаимодействии 150 л хлора с 200 л водорода? Какой газ взят в избытке? Какой объем займет избыток этого газа?

Во многих странах фтор носит другое название — флюор, что в переводе с лат. означает «текучий». Найдите объяснение этому названию, используя химические словари и другую литературу.

_{анекдоты к уроку химии 9 класса, практикум к уроку химии, всё для учеников для подготовки домашнего задания}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников
 
Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 
 
Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.