Тут читач знайде відомості про галогени, хімічні елементи періодичної таблиці Менделєєва Д. І Зміст статті дозволить вам ознайомитися з їх хімічними і фізичними властивостями, перебуванням у природі, способи застосування та ін.

Загальні відомості

Галогени – це всі елементи хімічної таблиці Менделєєва Д. І., що знаходяться в сімнадцятій групі. За більш строму способу класифікації це все елементи сьомої групи, головної підгрупи. Галогени – це елементи, здатні вступати в реакції практично з усіма речовинами простого типу за винятком деякої кількості неметалів. Всі вони є енергетичними окислювачами, бо в умовах природи, як правило, знаходяться в змішаній формі з іншими речовинами. Показник хімічну активність галогенів зменшується із зростанням їх порядкової нумерації.


Галогенами вважаються наступні елементи: фтор, хлор, бром, йод, астат і штучно створений теннесин. Як зазначалось раніше, всі галогени – це окислювачі з яскраво вираженими властивостями, до того ж всі вони є неметалами. Зовнішній енергетичний рівень має сім електронів. Взаємодія з металами призводить до утворення іонного зв'язку і солей. Майже всі галогени, за винятком фтору, можуть проявляти себе в як відновника, досягаючи вищої ступеня окисної +7 однак для цього необхідно, щоб вони взаємодіяли з елементами, що мають велику ступінь електронегативність.

Особливості етимології

У 1841 р. шведський учений-хімік Й. Берцеліус запропонував ввести термін галогенів, відносячи до них відомі в той час F, Br, I. Однак до введення цього терміна по відношенню до всієї групи таких елементів, 1811 р., німецький вчений В. Швейггер цим же словом називався хлор, сам термін перекладали з грецької мови як «солерод».

Атомна будова і окислювальні ступеня

Конфігурація електронів зовнішньої атомної оболонки галогенів має наступний вигляд: астат – 6s 2 6p 5 йод – 5s 2 5p 5 , бром 4s 2 4p 5 хлор – 3s 2 3p 5 , фтор 2s 2 2p 5 . Галогени – це елементи, що мають на електронній оболонці зовнішнього типу сім електронів, що дозволяє їм без особливих зусиль» приєднувати електрон, якого недостатньо для завершення оболонки. Зазвичай ступінь окислення проявляється у вигляді -1. Cl, Br, I і At вступаючи в реакцію з елементами, що мають більш високу ступінь, починають проявляти позитивну окислювальну ступінь: +1 +3 +5 +7. Фтор має постійну окислювальну ступінь -1.

Поширення

Через свою високу ступінь реакційної здатності галогени зазвичай знаходяться у вигляді сполук. Рівень поширення в корі землі убуває згідно із збільшенням атомного радіусу від F до I. Астат в корі землі вимірюється в грамах, а теннессин створюється штучно. Галогени зустрічаються в природі найчастіше в з'єднаннях галогенідів, а йод також може приймати форму йодату калію або натрію. У зв'язку зі своєю розчинністю у воді присутні в океанічних водах і розсолах природного походження. F – малорозчинний представник галогенів і найчастіше виявляється в породах осадового типу, а його головний джерело – це фторид кальцію.

Фізичні якісні характеристики

Галогени між собою можуть сильно відрізнятися, і вони мають такі фізичні властивості:

Фтор (F2) – це газ світло-жовтого кольору, має різкий і неприємний запах, а також не піддається стиску в звичайних температурних умовах. Температура плавлення дорівнює -220 °С, а кипіння -188 °С.

Хлор (Cl 2 ) являє собою газ не стискується при звичайній температурі, навіть перебуваючи під впливом тиску, має задушливий, різкий запах і зелено-жовтого забарвлення. Починає плавитися при -101 °С, а кипіти при -34 °С.

Бром (Br 2 ) – це летюча і важка рідина з буро-коричневим кольором і різким смердючим запахом. Плавиться при -7 °С, а кипить при 58 °С.

Йод (I 2 ) – це речовина твердого типу має темно-сіре забарвлення, і йому притаманний металевий блиск, запах досить різкий. Процес плавлення починається при досягненні 1135 °С, а кипить при 184885 °С.

Рідкісний галоген – це астат (At 2 ), який є твердим речовиною і має чорно-синій колір з металевим блиском. Температура плавлення відповідає позначці 244 °С, а кипіння починається після досягнення 309 °С.

Хімічна природа галогенів

Галогени – це елементи з дуже високою окисної активністю, яка слабшає в напрямку від F до At. Фтор, будучи самим активним представником галогенів, може реагувати з усіма видами металів, не виключаючи ні один відомий. Більшість представників металів, потрапляючи в атмосферу фтору, піддаються самозаймання, при цьому виділяючи теплоту у величезних кількостях. Без подвергания фтору нагрівання він може реагувати з великою кількістю неметалів, наприклад H2 C, P, S, Si. Тип реакцій у такому випадку є екзотермічним і може супроводжуватися вибухом. Нагріваючись, F примушує окислюватися інші галогени, а піддаючись опромінення, цей елемент здатний і зовсім реагувати з важкими газами інертною природи.
Вступаючи у взаємодію з речовинами складного типу, фтор викликає високо енергетичні реакції, наприклад, окислюючи воду, він може викликати вибух. Реакционноспособним може бути і хлор, особливо у вільному стані. Рівень активності його менше, ніж у фтору, але він здатний реагувати майже з усіма простими речовин, але азот, кисень і благородні гази в реакцію не вступають з ним. Взаємодіючи з воднем, при нагріванні або хорошому освітленні хлор створює бурнопротекающую реакцію, що супроводжується вибухом. В реакціях приєднання і заміщення Cl може реагувати з великою кількістю речовин складного типу. Здатний витісняти Br та I в результаті нагрівання сполук, створених ними з металом або воднем, а також може вступати в реакцію з лужними речовинами. Бром хімічно менш активний, ніж хлор або фтор, але все ж досить яскраво себе проявляє. Це обумовлено тим, що найчастіше бром Br використовується в якості рідини, адже в такому стані вихідна ступінь концентрації при інших однакових умовах вища, ніж у Cl. Широко використовується в хімії, особливо органічної. Може розчинятися в H 2 O і реагувати з нею частково. Галоген-елемент йод утворює просту речовину I 2 і здатний вступати в реакції з H 2 O, розчиняється в йодидах розчинів, утворюючи при цьому комплексні аніони. Від більшості галогенів I відрізняється тим, що він не вступає в реакції з більшістю представників неметалів і не поспішаючи реагує з металами, при цьому його необхідно нагрівати. З воднем реагує, лише піддаючись сильному нагріванню, а реакція є ендотермічної. Рідкісний галоген астат (At) виявляє реакційні здатності менше йоду, однак може реагувати з металами. В результаті дисоціації виникають як аніони, так і катіони.

Області застосування

Сполуки галогенів широко застосовуються людиною в самих різноманітних областях діяльності. Кріоліт природний (Na 3 AlF 6 ) використовують для одержання Al. Бром і йод в якості простих речовин часто використовують фармацевтичні та хімічні компанії. При виробництві запчастин для машин часто використовують галогени. Фари – це одна з таких деталей. Якісно вибрати матеріал для даної складової частини машини дуже важливо, так як фари освітлюють дорогу в нічний час і є способом виявлення як вас, так і інших автомобілістів. Одним з кращих складових матеріалів для створення фар вважається ксенон. Галоген тим не менш ненабагато поступається за якістю цього инертному газу. Хороший галоген – це фтор, добавка, що широко використовується при виробництві зубних паст. Він допомагає запобігати виникненню захворювання зубів – карієсу. Такий елемент-галоген, як хлор (Cl), знаходить своє застосування в отриманні HCl, часто використовується при синтезі органічних речовин, таких як пластмаса, каучук, синтетичні волокна, барвники і розчинники і т. д. А також сполуки хлору використовують як відбілювачів лляної і бавовняної матеріалу, паперу і як засіб для боротьби з бактеріями в питній воді.

Увага! Токсична!

Зважаючи на наявність дуже високої реакційної здатності галогени по праву називаються отруйними. Найбільш яскраво здатність до вступу в реакції виражена у фтору. Галогени мають яскраво виражені задушливі властивості і здатні вражати тканини при взаємодії. Фтор в парах і аерозолях вважається одним з найбільш потенційно небезпечних форм галогенів, шкідливих для оточуючих живих істот. Це пов'язано з тим, що він слабо сприймається нюхом і відчувається лише по досягненні великої концентрації.

Підводячи підсумки

Як ми бачимо, галогени є дуже важливою частиною періодичної таблиці Менделєєва, вони мають безліч властивостей, відрізняються між собою за фізичними і хімічними властивостями, атомному будовою, ступеня окислення і здатності реагувати з металами і неметалами. У промисловості використовуються різноманітним чином, починаючи від добавок в засоби особистої гігієни та закінчуючи синтезом речовин органічної хімії або відбілювачами. Незважаючи на те, що одним із кращих способів підтримки і створення світу в фарі автомобіля є ксенон, галоген тим не менш, йому практично не поступається і також широко використовується і має свої переваги. Тепер ви знаєте, що таке галоген. Сканворд з будь-якими питаннями про цих речовинах для вас вже не перешкода.