Химические свойства.

Галогены обладают высокой ЭО и для них характерны окислительные свойства. Эти окислительные свойства проявляются в реакциях с металлами и водородом.

Сl₂ + Na → NaCl

Br₂ + Mg → MgBr₂

I₂ + Al → AlI₃

Обратите внимание на тепловые эффекты реакций галогенов с водородом.

H₂ + F₂ = 2HF + 128 ккал

Н₂ + Cl₂ = 2HCl + 44 ккал

Н₂ + I₂ = 2HI - 53 ккал

Непосредственное соединение фтора с водородом сопровождается очень большим выделением тепла. Реакция протекает обычно со взрывом, который происходит даже при сильном охлаждении газов и в темноте. Фтор взаимодействует практически со всеми металлами и неметаллами. Взаимодействие хлора с водородом при обычных условиях протекает крайне медленно, но при нагревании смеси газов или ее сильном освещении (прямым солнечным светом, горящим магнием и т. д.) реакция сопровождается взрывом. Взаимодействие с водородом брома происходит лишь при нагревании, а иода–только при более сильном нагревании и не полностью (так как начинает идти обратная реакция – разложение йодистого водорода).

Детальное изучение реакции образования хлороводорода позволило выяснить характер протекания ее отдельных стадий (т. н. элементарных процессов). Прежде всего, за счет энергии ультрафиолетовых лучей (или нагревания) молекула хлора диссоциирует на атомы, которые затем реагируют с молекулами водорода, образуя НСl и атом водорода. Последний, в свою очередь, реагирует с молекулой хлора, образуя НСl и атом хлора, и т. д. Весь процесс может быть изображен следующей схемой:

Таким образом получается, как бы цепь последовательных реакций, причем за счет каждой первоначально возбужденной молекулы Сl₂ образуется до миллиона молекул НСl. Реакции подобного типа называются цепными. Они играют большую роль при протекании многих химических процессов.

Т.е. окислительные способности хлора меньше, чем у фтора. Тем не менее химическая активность хло­ра очень велика - он непосредственно соеди­няется почти со всеми обычными металлами и со всеми неметаллами, кроме углерода, азота и кисло­рода. И бром и иод тоже являются весьма активными окислителями. Со многими металлами и некоторыми неметаллами (например, фосфором) они способны взаимодействовать при обычных температурах. При этом бром по активности не очень сильно уступает хлору, тогда как иод отличается от него уже значительно. Эта разница в окислительной способности галогенов используется для получения менее активных галогенов из их соединений. Например:

Cl₂ + KI → KCl +I₂ (т.е. более активные галогены вытесняют менее активные из их соединений)

Так как непосредственно с кислородом хлор (и другие галогены) не взаимодействует, его кислородные соединения могут быть получены лишь косвенными методами. Например, реакцией между хлором и водой:

Сl₂ + Н₂ О = НСl + НОСl

Аналогично протекают процессы взаимодействия брома с водой. Фтор воду окисляет со взрывом. А иод как вы видели в воде практически не растворим и с ней не взаимодействует. При обычных условиях в насыщенном растворе хлора около половины всего растворенного хлора превратится в кислоты. Из образующихся при гидролизе хлора двух кислот – соляной и хлорноватистой (НОСl) –первая является очень сильной, а вторая – очень слабой (К = 3 ·10^–8).

Подобным образом (диспропорционирование) галогены могут взаимодействовать и со щелочами.

Cl₂ + NaOH → NaCl + NaOCl – на холоду

Cl₂ + KOH → KCl + KClO₃ + H₂O – при нагревании

4. Нахождение в природе.

Галогены в природе встречаются в виде солей.

Общее содержание фтора в земной коре составляет 0,02%. Основная масса фтора распылена по различным горным породам. Наиболее важен минерал флюорит (полевой шпат)– CaF₂. По распространенности в природе хлор близок к фтору – на его долю тоже приходится 0,02% от общего числа атомов земной коры. Небольшие количества этого элемента входят в состав самых различных минеральных пород земной коры. Большинство соединений хлора хорошо растворимы. В результате работы воды, на протяжении многих миллионов лет разрушавшей горные породы и вымывавшей из них растворимые составные части, соединения хлора скоплялись в морях. Соленость морской воды в среднем 35%_о (промилле - тысячные доли). Соленость средиземного моря 37-40%_о, а Мертвого моря – 240%о. Высыхание водоемов привело к образованию во многих местах земного шара мощных залежей NaCl (каменная соль, галит) и менее мощных но не менее важных КCl∙NaCl (сильвинит), которые и служат основным исходным сырьем для получения хлора. Содержание в земной коре брома составляет 3·10^–5%, а иода 4·10^–6%. По характеру распределения в природе оба элемента похожи на хлор, но образование скоплений для них не характерно. Основными источниками промышленного получения брома являются воды некоторых соляных озер и морская вода. Важным источником иода являются морские водоросли, зола которых содержит обычно до 0,5% I.