Главная подгруппа VII группы

У элементов главной подгруппы, которые называются " галогены", на внешнем электронном уровне, имеющем общее строение...ns²p⁵, не достает одного электрона до устойчивого восьмиэлектронного уровня. Энергия сродства к электрону достаточно велика и галогены очень активны по отношению к металлам и неметаллам. Бурно идут реакции с водородом, образующиеся галогеноводороды растворяясь в воде дают кислоты сила которых растет сверху вниз по группе. Фтор, не имеющий d-подуровня, проявляет в своих соединениях только степень окисления -1, остальные галогены могут проявлять степени окисления -1, +1, +3, +5, +7.

Фтор

В природе встречается в виде CaF₂ – флюорит, KHF₂ – бифторид. Простое вещество F₂ в промышленности получают электролизом расплава бифторида. F₂ - газ желтоватого цвета с удушающим запахом, крайне ядовит, химически чрезвычайно активен.

Химические свойства

1. Фтор взаимодействует со всеми простыми веществами, кроме гелия, неона и аргона:

3F₂ + Cl₂ = 2ClF₃;

3F₂ + S = SF₆;

5F₂ + 2P = 2PF₅;

2F₂ + C = CF₄

2. При взаимодействии F₂ со щелочами образуется фторид кислорода (OF₂):

2F₂ + 2NaOH = 2NaF + OF₂ ↑ + H₂O

OF₂ - бесцветный газ, по запаху напоминает озон, сильно ядовит. Это единственное соединение, где кислород имеет степень окисления +2.

3. Так как взаимодействие F₂ + H₂ = 2HF происходит со взрывом, фтористый водород получают не прямым синтезом, а по реакции:

CaF₂ + H₂SO_4(конц) = CaSO₄ + 2HF

HF - легко кипящая жидкость (Т_кип.= +20^оС), с водой смешивается в любых соотношениях. 40%-ный раствор HF в воде называется плавиковой кислотой. Плавиковая кислота – кислота средней силы. Это вещество одно из самых опасных по физиологическому воздействию: ядовита, при попадании на кожу вызывает долго не заживающие язвы, разрушает зубы. Органику обугливает эффективней серной кислоты.

В растворе молекулы плавиковой кислоты сильно ассоциированы за счет водородных связей. Наиболее прочны димеры, поэтому правильнее записывать формулу плавиковой кислоты следует в виде H₂F₂. Известны многочисленные соли этого димера (KHF₂ и др).

4. Практическое значение имеет реакция взаимодействия плавиковой кислоты с оксидом кремния (он входит в состав стекла):

SiO₂ + 4HF = SiF₄ + 2H₂O

Эта реакция лежит в основе нанесения узоров и рисунков на стекло.

Применение. F₂ используется при производстве фторорганических соединений, например фторопласта (тефлона). Тефлон - белый плотный полимер, устойчивый во всех агрессивных средах вплоть до +350^oС. Фтор придает высокую эластичность резине в интервале температур от -80^оС до +200^оС.

Хлор

В природе встречается в виде различных соединений, основным из которых является NaCl – поваренная соль, электролизом водного раствора которой на аноде получают хлор. Простое вещество Cl₂ - газ желто-зеленого цвета. При -34^оС легко сжижается. Ядовит. Плохо растворим в воде.