Տեսեք, թե ինչ է «ֆտորը» այլ բառարաններում: Հալոգենների ռեակտիվությունը Հալոգենների փոխազդեցությունը ջրի հետ

Մեծահասակների արձագանքները Շատ ծնողներ միշտ չէ, որ գիտեն, թե ինչպես արձագանքել գործողություններին և իրենց որոշ երեխաներին: Երբ մենք բախվում ենք խնդիրների, մենք արձագանքում ենք երեք տարբեր ձևերով:1. Մենք ձևացնում ենք, թե ոչինչ չի եղել:2. Մենք ճանաչում ենք թշնամուն և հարձակվում.3. Մենք իրական ենք

Ջրածնի ատոմն ունի արտաքին (և միակ) էլեկտրոնային մակարդակի 1-ի էլեկտրոնային բանաձևը ս 1 . Մի կողմից, արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում մեկ էլեկտրոնի առկայության առումով ջրածնի ատոմը նման է ալկալային մետաղի ատոմներին: Այնուամենայնիվ, ինչպես հալոգենները, նրան անհրաժեշտ է միայն մեկ էլեկտրոն արտաքին էլեկտրոնային մակարդակը լրացնելու համար, քանի որ առաջին էլեկտրոնային մակարդակը կարող է պարունակել ոչ ավելի, քան 2 էլեկտրոն: Ստացվում է, որ ջրածինը կարող է միաժամանակ տեղադրվել պարբերական համակարգի և՛ առաջին, և՛ նախավերջին (յոթերորդ) խմբում, ինչը երբեմն արվում է պարբերական համակարգի տարբեր տարբերակներում.

Ջրածնի որպես պարզ նյութի հատկությունների տեսանկյունից այն դեռ ավելի շատ ընդհանրություններ ունի հալոգենների հետ։ Ջրածինը, ինչպես հալոգենները, ոչ մետաղ է և նրանց նման ձևավորում է երկատոմային մոլեկուլներ (H 2):

Նորմալ պայմաններում ջրածինը գազային, ցածր ակտիվ նյութ է։ Ջրածնի ցածր ակտիվությունը բացատրվում է մոլեկուլում ջրածնի ատոմների միջև կապերի բարձր ուժով, որոնց խզումը պահանջում է կա՛մ ուժեղ տաքացում, կա՛մ կատալիզատորների կիրառում, կա՛մ երկուսն էլ։

Ջրածնի փոխազդեցությունը պարզ նյութերի հետ

մետաղներով

Մետաղներից ջրածինը փոխազդում է միայն ալկալային և հողալկալիական մետաղների հետ։ Ալկալիական մետաղները ներառում են I խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղները (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), իսկ հողալկալիական մետաղները ներառում են II խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղները, բացառությամբ բերիլիումի և մագնեզիումի (Ca, Sr, Ba, Ռա)

Ակտիվ մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ ջրածինը ցուցաբերում է օքսիդացնող հատկություններ, այսինքն. նվազեցնում է դրա օքսիդացման վիճակը. Այս դեպքում առաջանում են ալկալային և հողալկալիական մետաղների հիդրիդներ, որոնք ունեն իոնային կառուցվածք։ Ռեակցիան տեղի է ունենում, երբ տաքացվում է.

Հարկ է նշել, որ ակտիվ մետաղների հետ փոխազդեցությունը միակ դեպքն է, երբ մոլեկուլային ջրածինը H2-ը օքսիդացնող նյութ է։

ոչ մետաղներով

Ոչ մետաղներից ջրածինը փոխազդում է միայն ածխածնի, ազոտի, թթվածնի, ծծմբի, սելենի և հալոգենների հետ։

Ածխածինը պետք է հասկանալ որպես գրաֆիտ կամ ամորֆ ածխածին, քանի որ ադամանդը ածխածնի չափազանց իներտ ալոտրոպ մոդիֆիկացիան է:

Ոչ մետաղների հետ փոխազդեցության ժամանակ ջրածինը կարող է կատարել միայն վերականգնող նյութի ֆունկցիա, այսինքն՝ միայն բարձրացնել իր օքսիդացման վիճակը.

Ջրածնի փոխազդեցությունը բարդ նյութերի հետ

մետաղական օքսիդներով

Ջրածինը չի փոխազդում մետաղների օքսիդների հետ, որոնք գտնվում են մետաղների ակտիվության շարքում մինչև ալյումին (ներառյալ), այնուամենայնիվ, այն ունակ է ջեռուցելիս շատ մետաղական օքսիդներ նվազեցնել ալյումինից աջ.

ոչ մետաղական օքսիդներով

Ոչ մետաղական օքսիդներից ջրածինը փոխազդում է ազոտի, հալոգենների և ածխածնի օքսիդների հետ տաքանալիս։ Ջրածնի ոչ մետաղական օքսիդների հետ բոլոր փոխազդեցություններից հատկապես ուշագրավ է նրա արձագանքը ածխածնի օքսիդ CO-ի հետ։

CO-ի և H2-ի խառնուրդը նույնիսկ ունի իր անունը՝ «սինթեզ գազ», քանի որ, կախված պայմաններից, դրանից կարելի է ձեռք բերել այնպիսի հայտնի արդյունաբերական արտադրանք, ինչպիսիք են մեթանոլը, ֆորմալդեհիդը և նույնիսկ սինթետիկ ածխաջրածինները.

թթուներով

Ջրածինը չի փոխազդում անօրգանական թթուների հետ:

Օրգանական թթուներից ջրածինը փոխազդում է միայն չհագեցած թթուների, ինչպես նաև թթուների հետ, որոնք պարունակում են ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք կարող են վերականգնվել ջրածնով, մասնավորապես ալդեհիդային, կետո կամ նիտրո խմբերով:

աղերով

Աղերի ջրային լուծույթների դեպքում դրանց փոխազդեցությունը ջրածնի հետ չի առաջանում։ Այնուամենայնիվ, երբ ջրածինը անցնում է միջին և ցածր ակտիվության որոշ մետաղների պինդ աղերի վրայով, հնարավոր է դրանց մասնակի կամ ամբողջական կրճատումը, օրինակ.

Հալոգենների քիմիական հատկությունները

Հալոգենները VIIA խմբի քիմիական տարրերն են (F, Cl, Br, I, At), ինչպես նաև դրանց առաջացրած պարզ նյութերը։ Այստեղ և հետագա տեքստում, եթե այլ բան նշված չէ, հալոգենները կհասկանան որպես պարզ նյութեր:

Բոլոր հալոգեններն ունեն մոլեկուլային կառուցվածք, որը որոշում է այս նյութերի ցածր հալման և եռման կետերը։ Հալոգենի մոլեկուլները երկատոմիկ են, այսինքն. դրանց բանաձևը կարելի է ընդհանուր ձևով գրել որպես Hal 2:

Պետք է նշել յոդի այնպիսի հատուկ ֆիզիկական հատկություն, ինչպիսին է նրա կարողությունը սուբլիմացիակամ, այլ կերպ ասած, սուբլիմացիա. Սուբլիմացիա, երևույթ է, երբ պինդ վիճակում գտնվող նյութը տաքացնելիս չի հալվում, այլ, շրջանցելով հեղուկ փուլը, անմիջապես անցնում է գազային վիճակի։

Ցանկացած հալոգենի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակի էլեկտրոնային կառուցվածքը ունի ns 2 np 5 ձև, որտեղ n-ը պարբերական աղյուսակի ժամանակաշրջանի թիվն է, որում գտնվում է հալոգենը: Ինչպես տեսնում եք, հալոգենի ատոմներին անհրաժեշտ է ընդամենը մեկ էլեկտրոն ութ էլեկտրոնից բաղկացած արտաքին թաղանթ հասնելու համար: Այստեղից տրամաբանական է ենթադրել ազատ հալոգենների գերակշռող օքսիդացնող հատկությունները, ինչը հաստատվում է գործնականում։ Ինչպես հայտնի է, ոչ մետաղների էլեկտրաբացասականությունը նվազում է ենթախմբից ներքև շարժվելիս, և, հետևաբար, հալոգենների ակտիվությունը նվազում է շարքերում.

F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

Հալոգենների փոխազդեցությունը պարզ նյութերի հետ

Բոլոր հալոգենները բարձր ռեակտիվ նյութեր են և փոխազդում են պարզ նյութերի մեծ մասի հետ: Այնուամենայնիվ, հարկ է նշել, որ ֆտորը, իր չափազանց բարձր ռեակտիվության շնորհիվ, կարող է արձագանքել նույնիսկ այն պարզ նյութերի հետ, որոնց հետ այլ հալոգենները չեն կարող արձագանքել: Նման պարզ նյութերը ներառում են թթվածին, ածխածին (ադամանդ), ազոտ, պլատին, ոսկի և որոշ ազնիվ գազեր (քսենոն և կրիպտոն): Նրանք. իրականում, Ֆտորը չի արձագանքում միայն որոշ ազնիվ գազերի հետ։

Մնացած հալոգենները, այսինքն. քլորը, բրոմը և յոդը նույնպես ակտիվ նյութեր են, բայց ավելի քիչ ակտիվ, քան ֆտորը: Նրանք արձագանքում են գրեթե բոլոր պարզ նյութերին, բացառությամբ թթվածնի, ազոտի, ածխածնի՝ ադամանդի, պլատինի, ոսկու և ազնիվ գազերի տեսքով։

Հալոգենների փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ

ջրածինը

Երբ բոլոր հալոգենները փոխազդում են ջրածնի հետ, դրանք ձևավորվում են ջրածնի հալոգենիդներընդհանուր բանաձեւով HHal. Այս դեպքում ֆտորի ռեակցիան ջրածնի հետ ինքնաբերաբար սկսվում է նույնիսկ մթության մեջ և ընթանում է պայթյունով՝ համաձայն հավասարման.

Քլորի արձագանքը ջրածնի հետ կարող է սկսվել ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կամ ջերմության միջոցով: Ընթանում է նաև պայթյունով.

Բրոմը և յոդը ջրածնի հետ փոխազդում են միայն տաքացնելիս, և միևնույն ժամանակ, յոդի հետ ռեակցիան շրջելի է.

ֆոսֆոր

Ֆտորի փոխազդեցությունը ֆոսֆորի հետ հանգեցնում է ֆոսֆորի օքսիդացմանը մինչև ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը (+5): Այս դեպքում ձևավորվում է ֆոսֆորի պենտաֆտորիդ.

Երբ քլորը և բրոմը փոխազդում են ֆոսֆորի հետ, հնարավոր է ֆոսֆորի հալոգենիդներ ստանալ ինչպես օքսիդացման + 3, այնպես էլ օքսիդացման +5 վիճակում, ինչը կախված է արձագանքող նյութերի համամասնություններից.

Ավելին, սպիտակ ֆոսֆորի դեպքում ֆտորի, քլորի կամ հեղուկ բրոմի մթնոլորտում ռեակցիան սկսվում է ինքնաբուխ։

Ֆոսֆորի փոխազդեցությունը յոդի հետ կարող է հանգեցնել միայն ֆոսֆորի տրիոդիդի ձևավորմանը, քանի որ դրա օքսիդացման ունակության զգալիորեն ցածր է, քան մյուս հալոգենները.

մոխրագույն

Ֆտորը օքսիդացնում է ծծումբը մինչև +6 ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը՝ առաջացնելով ծծմբի հեքսաֆտորիդ.

Քլորը և բրոմը փոխազդում են ծծմբի հետ՝ առաջացնելով ծծումբ պարունակող միացություններ օքսիդացման +1 և +2 վիճակներում, որոնք նրա համար չափազանց անսովոր են։ Այս փոխազդեցությունները շատ կոնկրետ են, և քիմիայից միասնական պետական ​​քննություն հանձնելու համար այդ փոխազդեցությունների համար հավասարումներ գրելու ունակությունը պարտադիր չէ: Հետևաբար, հղման համար տրված են հետևյալ երեք հավասարումները.

Հալոգենների փոխազդեցությունը մետաղների հետ

Ինչպես նշվեց վերևում, ֆտորը կարող է արձագանքել բոլոր մետաղների հետ, նույնիսկ այնպիսի ոչ ակտիվների, ինչպիսիք են պլատինը և ոսկին.

Մնացած հալոգենները փոխազդում են բոլոր մետաղների հետ, բացառությամբ պլատինի և ոսկու.

Հալոգենների ռեակցիաները բարդ նյութերի հետ

Հալոգեններով փոխարինման ռեակցիաներ

Ավելի ակտիվ հալոգեններ, այսինքն. Քիմիական տարրերը, որոնց քիմիական տարրերը գտնվում են պարբերական աղյուսակում ավելի բարձր, կարող են ավելի քիչ ակտիվ հալոգենները տեղահանել հիդրոհալաթթուներից և դրանցից կազմված մետաղական հալոգենիդներից.

Նմանապես, բրոմը և յոդը տեղահանում են ծծումբը սուլֆիդների և կամ ջրածնի սուլֆիդի լուծույթներից.

Քլորն ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութ է և իր ջրային լուծույթում ջրածնի սուլֆիդը օքսիդացնում է ոչ թե ծծմբի, այլ ծծմբաթթվի.

Հալոգենների արձագանքը ջրի հետ

Ջուրն այրվում է ֆտորում կապույտ բոցով, արձագանքման հավասարման համաձայն.

Բրոմը և քլորը ջրի հետ փոխազդում են տարբեր կերպ, քան ֆտորինը: Եթե ​​ֆտորը հանդես է եկել որպես օքսիդացնող նյութ, ապա քլորն ու բրոմը ջրի մեջ անհամաչափ են՝ առաջացնելով թթուների խառնուրդ։ Այս դեպքում ռեակցիաները շրջելի են.

Յոդի փոխազդեցությունը ջրի հետ տեղի է ունենում այնքան աննշան աստիճանի, որ կարելի է անտեսել և կարելի է ենթադրել, որ ռեակցիան ընդհանրապես տեղի չի ունենում։

Հալոգենների փոխազդեցությունը ալկալային լուծույթների հետ

Ֆտորը, երբ փոխազդում է ջրային ալկալային լուծույթի հետ, կրկին հանդես է գալիս որպես օքսիդացնող նյութ.

Այս հավասարումը գրելու ունակությունը պարտադիր չէ միասնական պետական ​​քննություն հանձնելու համար: Բավական է իմանալ նման փոխազդեցության հնարավորության և այս ռեակցիայում ֆտորի օքսիդատիվ դերի մասին փաստը։

Ի տարբերություն ֆտորի, ալկալային լուծույթներում պարունակվող այլ հալոգենները անհամաչափ են, այսինքն՝ միաժամանակ մեծացնում և նվազում են իրենց օքսիդացման աստիճանը։ Ընդ որում, քլորի և բրոմի դեպքում, կախված ջերմաստիճանից, հնարավոր է հոսք երկու տարբեր ուղղություններով։ Մասնավորապես, ցրտին ռեակցիաներն ընթանում են հետևյալ կերպ.

և երբ տաքացվում է.

Յոդը ալկալիների հետ արձագանքում է բացառապես երկրորդ տարբերակի համաձայն, այսինքն. յոդատի առաջացմամբ, քանի որ հիպոյոդիտը կայուն չէ ոչ միայն տաքացնելիս, այլև սովորական ջերմաստիճանում և նույնիսկ ցրտին:

Հալոգենները պարբերական աղյուսակի տարրերի ամենաակտիվ խումբն են։ Դրանք բաղկացած են կապի շատ ցածր դիսոցման էներգիայով մոլեկուլներից (տես Աղյուսակ 16.1), և նրանց ատոմներն իրենց արտաքին թաղանթում ունեն յոթ էլեկտրոններ և, հետևաբար, շատ էլեկտրաբացասական են: Ֆտորը պարբերական աղյուսակի ամենաէլեկտրբացասական և ամենաակտիվ ոչ մետաղական տարրն է։ Հալոգենների ռեակտիվությունը աստիճանաբար նվազում է, երբ նրանք շարժվում են դեպի խմբի հատակը: Հաջորդ բաժինը կքննարկի մետաղները և ոչ մետաղները օքսիդացնելու հալոգենների կարողությունը և ցույց կտա, թե ինչպես է այդ կարողությունը նվազում ֆտորից յոդ:

Հալոգենները որպես օքսիդացնող նյութեր

Երբ ջրածնի սուլֆիդ գազը անցնում է քլորաջրով, ծծումբը նստում է: Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման

Այս ռեակցիայի ժամանակ քլորը օքսիդացնում է ջրածնի սուլֆիդը՝ դրանից հեռացնելով ջրածինը։ Քլորը նույնպես օքսիդանում է, օրինակ, եթե քլորը խառնում եք սուլֆատի ջրային լուծույթին թափահարելով, առաջանում է սուլֆատ.

Օքսիդատիվ կես ռեակցիան, որը տեղի է ունենում, նկարագրվում է հավասարմամբ

Որպես քլորի օքսիդացնող ազդեցության մեկ այլ օրինակ՝ մենք տալիս ենք նատրիումի քլորիդի սինթեզը՝ քլորի մեջ նատրիումը այրելով.

Այս ռեակցիայի ժամանակ նատրիումը օքսիդացվում է, քանի որ յուրաքանչյուր նատրիումի ատոմ կորցնում է էլեկտրոն՝ ձևավորելով նատրիումի իոն.

Քլորը ստանում է այս էլեկտրոնները՝ քլորիդ իոններ ձևավորելու համար.

Աղյուսակ 16.3. Հալոգենների համար ստանդարտ էլեկտրոդների պոտենցիալները

Աղյուսակ 16.4. Նատրիումի հալոգենիդների առաջացման ստանդարտ էթալպիաներ

Բոլոր հալոգենները օքսիդացնող նյութեր են, որոնցից ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութը ֆտորն է։ Աղյուսակում 16.3-ը ցույց է տալիս հալոգենների համար էլեկտրոդների ստանդարտ պոտենցիալները: Այս աղյուսակից երևում է, որ հալոգենների օքսիդացման ուժը աստիճանաբար նվազում է դեպի խմբի հատակը։ Այս օրինաչափությունը կարելի է ցույց տալ՝ քլոր գազ պարունակող նավի մեջ կալիումի բրոմիդի լուծույթ ավելացնելով։ Քլորը օքսիդացնում է բրոմի իոնները, որի արդյունքում առաջանում է բրոմ; դա հանգեցնում է գույնի տեսքի նախկինում անգույն լուծույթում.

Այսպիսով, կարելի է տեսնել, որ քլորն ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութ է, քան բրոմը։ Նմանապես, եթե կալիումի յոդիդի լուծույթը խառնում եք բրոմի հետ, ձևավորվում է պինդ յոդի սև նստվածք։ Սա նշանակում է, որ բրոմը օքսիդացնում է յոդի իոնները.

Նկարագրված երկու ռեակցիաներն էլ տեղաշարժման (փոխարինման) ռեակցիաների օրինակներ են: Ամեն դեպքում, որքան ավելի ռեակտիվ հալոգենը, այսինքն՝ լինելով ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութ, լուծույթից դուրս է բերում ավելի քիչ ռեակտիվ հալոգենը։

Մետաղների օքսիդացում. Հալոգենները հեշտությամբ օքսիդացնում են մետաղները: Ֆտորը հեշտությամբ օքսիդացնում է բոլոր մետաղները, բացի ոսկուց և արծաթից: Մենք արդեն նշել ենք, որ քլորը օքսիդացնում է նատրիումը, առաջացնելով նատրիումի քլորիդ։ Մեկ այլ օրինակ բերելու համար, երբ քլորի գազի հոսքը անցնում է տաքացված երկաթի թիթեղների մակերևույթի վրայով, ձևավորվում է քլորիդ՝ շագանակագույն պինդ.

Նույնիսկ յոդն ի վիճակի է, թեև դանդաղ, օքսիդացնելու մետաղները, որոնք գտնվում են իր տակ գտնվող էլեկտրաքիմիական շարքում: Տարբեր հալոգեններով մետաղների օքսիդացման հեշտությունը նվազում է, երբ մարդը շարժվում է դեպի VII խմբի ստորին հատվածը: Սա կարելի է ստուգել՝ համեմատելով ելակետային տարրերից հալոգենիդների առաջացման էներգիաները։ Աղյուսակում Աղյուսակ 16.4-ում ներկայացված են նատրիումի հալոգենիդների առաջացման ստանդարտ էնթալպիաները՝ խմբի հատակին շարժվելու կարգով:

Ոչ մետաղների օքսիդացում. Բացառությամբ ազոտի և ազնիվ գազերի մեծ մասի, ֆտորը օքսիդացնում է բոլոր մյուս ոչ մետաղները: Քլորը փոխազդում է ֆոսֆորի և ծծմբի հետ։ Ածխածինը, ազոտը և թթվածինը ուղղակիորեն չեն փոխազդում քլորի, բրոմի կամ յոդի հետ: Հալոգենների հարաբերական ռեակտիվությունը ոչ մետաղների նկատմամբ կարելի է դատել՝ համեմատելով դրանց ռեակցիաները ջրածնի հետ (Աղյուսակ 16.5):

Ածխաջրածինների օքսիդացում. Որոշակի պայմաններում հալոգենները օքսիդացնում են ածխաջրածինները։

Աղյուսակ 16.5. Հալոգենների ռեակցիաները ջրածնի հետ

նախածննդյան Օրինակ, քլորը ամբողջությամբ վերացնում է ջրածինը տորպենտինի մոլեկուլից.

Ացետիլենի օքսիդացումը կարող է տեղի ունենալ պայթյունավտանգ.

Ռեակցիաներ ջրի և ալկալիների հետ

Ֆտորը փոխազդում է սառը ջրի հետ՝ առաջացնելով ջրածնի ֆտորիդ և թթվածին.

Քլորը դանդաղորեն լուծվում է ջրի մեջ՝ առաջացնելով քլորաջուր։ Քլորաջուրն ունի թեթև թթվայնություն՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ այն պարունակում է քլորի անհամաչափություն (տես բաժին 10.2) աղաթթվի և հիպոքլորային թթվի ձևավորման հետ.

Բրոմը և յոդը ջրի մեջ անհամաչափ են նույն կերպ, բայց ջրի անհամաչափության աստիճանը քլորից յոդ է նվազում:

Ալկալիներում անհամաչափ են նաև քլորը, բրոմը և յոդը: Օրինակ, սառը նոսր ալկալիներում բրոմը անհամաչափ է բրոմիդի իոնների և հիպոբրոմիտ իոնների (բրոմատի իոնների).

Երբ բրոմը փոխազդում է տաք խտացված ալկալիների հետ, անհամաչափությունը շարունակվում է.

Յոդատ(I) կամ հիպոյոդիտի իոնը անկայուն է նույնիսկ սառը նոսր ալկալիներում: Այն ինքնաբերաբար անհամաչափ է առաջանում յոդիդ իոն և յոդատ(I) իոն:

Ֆտորի ռեակցիան ալկալիների հետ, ինչպես նաև նրա ռեակցիան ջրի հետ, նման չէ այլ հալոգենների նմանատիպ ռեակցիաներին։ Սառը նոսր ալկալիում տեղի է ունենում հետևյալ ռեակցիան.

Տաք խտացված ալկալիում ֆտորի հետ ռեակցիան ընթանում է հետևյալ կերպ.

Հալոգենների և հալոգենների ներգրավման վերլուծություն

Հալոգենների որակական և քանակական վերլուծությունը սովորաբար կատարվում է արծաթի նիտրատի լուծույթի միջոցով: Օրինակ

Յոդի որակական և քանակական որոշման համար կարող է օգտագործվել օսլայի լուծույթ։ Քանի որ յոդը շատ քիչ է լուծվում ջրի մեջ, այն սովորաբար վերլուծվում է կալիումի յոդիդի առկայության դեպքում: Դա արվում է այն պատճառով, որ յոդը յոդիդ իոնի հետ ձևավորում է լուծելի եռիոդիդ իոն

Յոդի լուծույթները յոդիդներով օգտագործվում են տարբեր վերականգնող նյութերի, օրինակ, ինչպես նաև որոշ օքսիդացնող նյութերի անալիտիկ որոշման համար: Յոդն այնուհետև տիտրում են թիոսուլֆատով (VI):

Այսպիսով, եկեք նորից ասենք:

1. Բոլոր հալոգենների ատոմներն իրենց արտաքին թաղանթում ունեն յոթ էլեկտրոն:

2. Լաբորատոր պայմաններում հալոգեններ ստանալու համար կարելի է օգտագործել համապատասխան հիդրոհալաթթուների օքսիդացում։

3. Հալոգենները օքսիդացնում են մետաղները, ոչ մետաղները և ածխաջրածինները:

4. Հալոգենները անհամաչափ են ջրի և ալկալիների մեջ՝ առաջացնելով հալոգեն իոններ, հիպոհալիտ և հալոգենատ (-իոններ.

5. Հալոգենների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների փոփոխության օրինաչափությունները, երբ շարժվում են դեպի ներքև, ներկայացված են աղյուսակում: 16.6.

Աղյուսակ 16.6. Հալոգենների հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունները ատոմային թվի աճի հետ մեկտեղ

6. Ֆտորն այլ հալոգենների շարքում ունի անոմալ հատկություններ հետևյալ պատճառներով.

ա) այն ունի կապի ցածր դիսոցման էներգիա.

բ) ֆտորային միացություններում այն ​​գոյություն ունի միայն մեկ օքսիդացման վիճակում.

գ) ֆտորը բոլոր ոչ մետաղական տարրերի մեջ ամենաէլեկտրբացասականն է և ամենաակտիվը.

դ) ջրի և ալկալիների հետ նրա ռեակցիաները տարբերվում են այլ հալոգենների նմանատիպ ռեակցիաներից:

Ֆտորին

ՖՏՈՐԻՆ-Ա; մ.[հունարենից. phthoros - մահ, ոչնչացում] Քիմիական տարր (F), բաց դեղին գազ՝ սուր հոտով։ Ավելացնել խմելու ջրի մեջ զ.

(լատ. Fluorum), պարբերական համակարգի VII խմբի քիմիական տարր, պատկանում է հալոգեններին։ Ազատ ֆտորը բաղկացած է երկատոմային մոլեկուլներից (F 2); գունատ դեղին գազ՝ սուր հոտով, տ pl –219,699°C, տ kip –188.200°C, խտությունը 1.7 գ/լ. Ամենաակտիվ ոչ մետաղը` արձագանքում է բոլոր տարրերի հետ, բացառությամբ հելիումի, նեոնի և արգոնի: Ֆտորի փոխազդեցությունը բազմաթիվ նյութերի հետ հեշտությամբ հանգեցնում է այրման և պայթյունի: Ֆտորը ոչնչացնում է բազմաթիվ նյութեր (այստեղից էլ անվանումը՝ հունական phthóros - ոչնչացում)։ Հիմնական միներալներն են ֆտորիտը, կրիոլիտը, ֆտորապատիտը։ Ֆտորն օգտագործվում է ֆտորօրգանական միացությունների և ֆտորիդների արտադրության համար. ֆտորը կենդանի օրգանիզմների (ոսկորներ, ատամի էմալ) հյուսվածքների մի մասն է։

ՖՏՈՒՐ (լատ. Fluorum), F (կարդալ՝ «ֆտոր»), քիմիական տարր՝ 9 ատոմային համարով, ատոմային զանգվածը՝ 18,998403։ Բնական ֆտորը բաղկացած է մեկ կայուն նուկլիդից (սմ.ՆՈՒԿԼԻԴ) 19 F. Արտաքին էլեկտրոնային շերտ 2 կոնֆիգուրացիա ս 2 էջ 5 . Միացություններում այն ​​ցուցադրում է միայն օքսիդացման աստիճան –1 (վալենտ I): Ֆտորը գտնվում է Մենդելեևի տարրերի պարբերական աղյուսակի VIIA խմբի երկրորդ շրջանում և պատկանում է հալոգեններին։ (սմ.ՀԱԼՈԳԵՆ).
Ֆտորի չեզոք ատոմի շառավիղը 0,064 նմ է, F իոնի շառավիղը՝ 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) և 0,119 (6) նմ (կոորդինացիոն թվի արժեքը նշված է փակագծերում) . Ֆտորի չեզոք ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաները համապատասխանաբար կազմում են 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 և 114,2 էՎ։ Էլեկտրոնի հարաբերակցությունը 3,448 էՎ (բոլոր տարրերի ատոմների մեջ ամենաբարձրը): Պաուլինգի սանդղակի վրա ֆտորն ունի 4 էլեկտրաբացասականություն (բոլոր տարրերի ամենաբարձր արժեքը): Ֆտորը ամենաակտիվ ոչ մետաղն է։
Ազատ տեսքով ֆտորը անգույն գազ է՝ սուր, խեղդող հոտով։
Հայտնաբերման պատմություն
Ֆտորի հայտնաբերման պատմությունը կապված է հանքային ֆտորիտի հետ (սմ.ՖԼՅՈՐԻՏ)կամ ֆտորսպին։ Այս հանքանյութի բաղադրությունը, ինչպես այժմ հայտնի է, համապատասխանում է CaF 2 բանաձևին, և այն ներկայացնում է առաջին ֆտոր պարունակող նյութը, որը մարդը սկսել է օգտագործել: Հնում նշվում էր, որ եթե մետաղի հալման ժամանակ ֆտորիտ են ավելացնում հանքաքարին, ապա հանքաքարի և խարամի հալման կետն իջնում ​​է, ինչը մեծապես հեշտացնում է գործընթացը (այստեղից էլ հանքանյութի անվանումը՝ լատիներեն fluo - հոսք)։
1771 թվականին շվեդ քիմիկոս Կ. Շելեն ֆտորիտը մշակել է ծծմբաթթվով։ (սմ. SCHEELE Կարլ Վիլհելմ)պատրաստեց թթու, որը նա անվանեց «ֆտորաթթու»։ Ֆրանսիացի գիտնական Ա.Լավուազիեն (սմ.ԼԱՎՈՒԱԶԻԵՐ Անտուան ​​Լորան)առաջարկեց, որ այս թթուն պարունակում է նոր քիմիական տարր, որը նա առաջարկեց անվանել «ֆլուորեմ» (Լավուազիեն կարծում էր, որ ֆտորաթթունը ֆտորիումի միացություն է թթվածնի հետ, քանի որ, ըստ Լավուազիեի, բոլոր թթուները պետք է պարունակեն թթվածին): Այնուամենայնիվ, նա չկարողացավ բացահայտել նոր տարրը:
Նոր տարրին տրվել է «ֆտոր» անվանումը, որն արտացոլված է նաև նրա լատինական անվան մեջ։ Սակայն այս տարրն իր ազատ տեսքով մեկուսացնելու երկարաժամկետ փորձերն անհաջող էին: Շատ գիտնականներ, ովքեր փորձել են այն ստանալ անվճար տեսքով, մահացել են նման փորձերի ժամանակ կամ հաշմանդամ են դարձել։ Սրանք անգլիացի քիմիկոս եղբայրներ Տ. և Գ. Նոքսն են և ֆրանսիացի Ջ.-Լ. Գեյ Լուսակ (սմ. GAY LUSSAC Ջոզեֆ Լուի) and L. J. Tenard (սմ. TENAR Լուի Ժակ), և շատ ուրիշներ։ Ինքը՝ Գ.Դեյվին (սմ.Դեյվի Համֆրի), առաջինը, ով ստացել է անվճար նատրիում, կալիում, կալցիում և այլ տարրեր, էլեկտրոլիզի միջոցով ֆտորի արտադրության փորձերի արդյունքում թունավորվել է և ծանր հիվանդացել։ Հավանաբար, այս բոլոր անհաջողությունների տպավորությամբ 1816 թվականին նոր տարրի՝ ֆտորի (հունարեն ֆտորոսից՝ ոչնչացում, մահ) համար առաջարկվել է ձայնով նման, բայց իմաստով բոլորովին այլ անուն: Տարրի այս անվանումն ընդունված է միայն ռուսերենով, ֆրանսիացիներն ու գերմանացիները շարունակում են ֆտորին անվանել «ֆտոր», բրիտանացիները՝ «ֆտոր»:
Նույնիսկ այնպիսի նշանավոր գիտնական, ինչպիսին Մ. Ֆարադեյն էր, չկարողացավ ֆտոր ստանալ իր ազատ տեսքով: (սմ.ՖԱՐԱԴԵՅ Մայքլ). Միայն 1886 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Ա.Մոյսանը (սմ. MOISSANT Անրի), օգտագործելով հեղուկ ջրածնի ֆտորիդի HF էլեկտրոլիզը, որը սառեցվել է մինչև –23°C ջերմաստիճանում (հեղուկը պետք է պարունակի մի քիչ կալիումի ֆտորիդ KF, որն ապահովում է դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը), կարողացավ ստանալ նոր, չափազանց ռեակտիվ նյութի առաջին մասը։ գազ անոդում: Իր առաջին փորձերի ժամանակ Մոիսանը ֆտոր արտադրելու համար օգտագործեց պլատինից և իրիդիումից պատրաստված շատ թանկ էլեկտրոլիզատոր։ Ընդ որում, ստացված յուրաքանչյուր գրամ ֆտոր «կերել» է մինչև 6 գ պլատին։ Ավելի ուշ Moissan-ը սկսեց օգտագործել շատ ավելի էժան պղնձի էլեկտրոլիզատոր։ Ֆտորը փոխազդում է պղնձի հետ, սակայն ռեակցիայի ընթացքում առաջանում է ֆտորի բարակ թաղանթ, որը կանխում է մետաղի հետագա ոչնչացումը։
Բնության մեջ լինելը
Երկրակեղևում ֆտորի պարունակությունը բավականին բարձր է և կազմում է 0,095% ըստ քաշի (զգալիորեն ավելի, քան խմբում ֆտորի ամենամոտ անալոգը՝ քլորը։ (սմ.Քլոր)) Բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով ֆտորը, իհարկե, ազատ ձևով չի առաջանում։ Ֆտորի ամենակարևոր հանքանյութերն են ֆտորիտը (ֆտորսպին), ինչպես նաև ֆտորապատիտ 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 և կրիոլիտը (սմ.ԿՐԻՈԼԻՏ) Na 3 AlF 6. Ֆտորը որպես անմաքրություն շատ օգտակար հանածոների մի մասն է և գտնվում է ստորերկրյա ջրերում. ծովի ջրի մեջ 1,3·10 -4% ֆտոր.
Անդորրագիր
Ֆտորի արտադրության առաջին փուլում մեկուսացվում է ջրածնի ֆտորիդ HF: Ջրածնի ֆտորիդի և հիդրոֆտորիդի պատրաստում (սմ.ՀԻԴՐՈՖԼՄՈՐԱԿԱՆ ԹԹՈՒ)(հիդրոֆտորաթթու) առաջանում է, որպես կանոն, ֆտորապատիտը ֆոսֆատ պարարտանյութի վերածելու հետ մեկտեղ։ Ֆտորապատիտի ծծմբաթթվով մշակման ժամանակ առաջացած ջրածնի ֆտորիդ գազը այնուհետև հավաքվում է, հեղուկացվում և օգտագործվում է էլեկտրոլիզի համար: Էլեկտրոլիզը կարող է իրականացվել ինչպես HF-ի և KF-ի հեղուկ խառնուրդի (գործընթացն իրականացվում է 15-20°C ջերմաստիճանում), այնպես էլ KH 2 F 3-ի հալման (70-120° ջերմաստիճանում): Գ) կամ KHF 2-ի հալվածք (245-310°C ջերմաստիճանում):
Լաբորատորիայում, փոքր քանակությամբ ազատ ֆտոր պատրաստելու համար կարող եք օգտագործել կա՛մ MnF 4 տաքացնելը, որը վերացնում է ֆտորը, կա՛մ տաքացնելով K 2 MnF 6 և SbF 5 խառնուրդը.
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Նորմալ պայմաններում ֆտորը գազ է (խտությունը 1,693 կգ/մ3) սուր հոտով։ Եռման կետը –188,14°C, հալմանը՝ –219,62°C։ Պինդ վիճակում այն ​​ձևավորում է երկու փոփոխություն՝ a-ձևը, որը գոյություն ունի հալման կետից մինչև –227,60°C, և b-ձևը, որը կայուն է –227,60°C-ից ցածր ջերմաստիճաններում։
Ինչպես մյուս հալոգենները, ֆտորը գոյություն ունի երկատոմային F 2 մոլեկուլների տեսքով։ Մոլեկուլում միջմիջուկային հեռավորությունը 0,14165 նմ է։ F2 մոլեկուլը բնութագրվում է ատոմների մեջ տարանջատման անոմալ ցածր էներգիայով (158 կՋ/մոլ), որը, մասնավորապես, որոշում է ֆտորի բարձր ռեակտիվությունը։
Ֆտորի քիմիական ակտիվությունը չափազանց բարձր է։ Ֆտոր պարունակող բոլոր տարրերից միայն երեք թեթև իներտ գազերը չեն առաջացնում ֆտորիդներ՝ հելիում, նեոն և արգոն: Բոլոր միացություններում ֆտորը ցուցադրում է միայն մեկ օքսիդացման աստիճան՝ 1:
Ֆտորն ուղղակիորեն փոխազդում է շատ պարզ և բարդ նյութերի հետ։ Այսպիսով, ջրի հետ շփվելիս ֆտորը արձագանքում է դրա հետ (հաճախ ասում են, որ «ջուրն այրվում է ֆտորում»).
2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2:
Ֆտորը պայթուցիկ կերպով արձագանքում է ջրածնի հետ պարզ շփման դեպքում.
H 2 + F 2 = 2HF:
Սա արտադրում է ջրածնի ֆտորիդ գազ HF, որն անսահմանորեն լուծվում է ջրում՝ համեմատաբար թույլ ֆտորաթթվի ձևավորմամբ։
Ֆտորը փոխազդում է ոչ մետաղների մեծ մասի հետ։ Այսպիսով, երբ ֆտորը փոխազդում է գրաֆիտի հետ, առաջանում են CF x ընդհանուր բանաձևի միացություններ, երբ ֆտորը փոխազդում է սիլիցիումի հետ՝ առաջանում է SiF 4 ֆտորիդ, իսկ բորի հետ՝ BF 3 տրիֆտորիդ։ Երբ ֆտորը փոխազդում է ծծմբի հետ, առաջանում են SF 6 և SF 4 միացություններ և այլն (տես Ֆտորիդներ (սմ.ՖՏՈՐԻԴ)).
Հայտնի են մեծ թվով ֆտորի միացություններ այլ հալոգենների հետ, օրինակ՝ BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 և այլն, և բրոմն ու յոդը բոցավառվում են ֆտորի մթնոլորտում սովորական ջերմաստիճանում, իսկ քլորը փոխազդում է ֆտորի հետ մինչև 200 ջերմաստիճան տաքացնելիս։ -250 ° C:
Բացի նշված իներտ գազերից, ազոտը, թթվածինը, ադամանդը, ածխաթթու գազը և ածխածնի երկօքսիդը ուղղակիորեն չեն փոխազդում ֆտորի հետ:
Անուղղակիորեն ստացվել են ազոտի տրիֆտորիդ NF 3 և թթվածնի ֆտորիդներ O 2 F 2 և OF 2, որոնցում թթվածինն ունի անսովոր օքսիդացման +1 և +2 վիճակներ։
Երբ ֆտորը փոխազդում է ածխաջրածինների հետ, տեղի է ունենում դրանց ոչնչացում, որն ուղեկցվում է տարբեր բաղադրության ֆտորածխածինների արտադրությամբ։
Թեթև տաքացնելով (100-250°C) ֆտորը փոխազդում է արծաթի, վանադիումի, ռենիումի և օսմիումի հետ։ Ոսկու, տիտանի, նիոբիումի, քրոմի և որոշ այլ մետաղների դեպքում ֆտորի հետ կապված ռեակցիան սկսվում է 300-350°C-ից բարձր ջերմաստիճանում։ Այն մետաղների հետ, որոնց ֆտորիդները ոչ ցնդող են (ալյումին, երկաթ, պղինձ և այլն), ֆտորը 400-500°C-ից բարձր ջերմաստիճանում փոխազդում է նկատելի արագությամբ։
Որոշ ավելի բարձր մետաղների ֆտորիդներ, օրինակ՝ ուրանի հեքսաֆտորիդ UF 6, ստացվում են ցածր հալոգենիդների վրա ֆտորի կամ ֆտորացնող նյութի հետ ազդելու միջոցով, օրինակ՝ BrF 3, օրինակ.
UF 4 + F 2 = UF 6
Հարկ է նշել, որ արդեն նշված ֆտորաթթվի HF-ն համապատասխանում է ոչ միայն միջին ֆտորիդներին, ինչպիսիք են NaF կամ CaF 2, այլ նաև թթվային ֆտորիդներին՝ հիդրոֆտորիդներին, ինչպիսիք են NaHF 2 և KHF 2:
Սինթեզվել են նաև մեծ քանակությամբ տարբեր ֆտորօրգանական միացություններ (սմ.ՕՐԳԱՆԻ ՖՏՈՐԻ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ), ներառյալ հայտնի տեֆլոնը (սմ.ՏԵՖԼՈՆ)- նյութ, որը տետրաֆտորէթիլենի պոլիմեր է (սմ.ՏԵՏՐԱՖԼՈՒՈՐԵԹԻԼԵՆ) .
Դիմում
Ֆտորը լայնորեն օգտագործվում է որպես ֆտորացնող նյութ տարբեր ֆտորիդների (SF 6, BF 3, WF 6 և այլն) արտադրության մեջ, ներառյալ իներտ գազերի միացությունները: (սմ.ԱԶԳԱՅԻՆ ԳԱԶԵՐ)քսենոն և կրիպտոն (տես Ֆտորացում (սմ.ՖԼՏՈՐԱՑՈՒՄ)) Ուրանի հեքսաֆտորիդ UF 6-ն օգտագործվում է ուրանի իզոտոպների առանձնացման համար։ Ֆտորն օգտագործվում է տեֆլոնի և այլ ֆտորոպլաստիկների արտադրության մեջ (սմ. PTFE), ֆտոր ռետիններ (սմ.ՖՏՈՒՐԱՅԻՆ ռետիններ), ֆտոր պարունակող օրգանական նյութեր և նյութեր, որոնք լայնորեն կիրառվում են տեխնոլոգիայում, հատկապես այն դեպքերում, երբ պահանջվում է դիմադրություն ագրեսիվ միջավայրի, բարձր ջերմաստիճանի և այլնի նկատմամբ։
Կենսաբանական դեր
Որպես հետքի տարր (սմ.ՄԻԿՐՈՏԱՐՐԵՐ)ֆտորը հանդիպում է բոլոր օրգանիզմներում: Կենդանիների և մարդկանց մոտ ֆտորը առկա է ոսկրային հյուսվածքում (մարդկանց մոտ՝ 0,2-1,2%) և հատկապես դենտինում և ատամի էմալում։ Միջին մարդու մարմինը (մարմնի քաշը 70 կգ) պարունակում է 2,6 գ ֆտոր; Օրական պահանջը 2-3 մգ է և բավարարվում է հիմնականում խմելու ջրով։ Ֆտորի պակասը հանգեցնում է ատամի կարիեսի։ Հետեւաբար, ատամի մածուկների մեջ ֆտորիդային միացություններ են ավելացնում, իսկ երբեմն՝ խմելու ջրի մեջ: Ջրի ավելցուկային ֆտորը, սակայն, նույնպես վնասակար է առողջության համար։ Դա հանգեցնում է ֆտորոզի (սմ.ՖԼՅՈՐՈԶ)- էմալի և ոսկրային հյուսվածքի կառուցվածքի փոփոխություններ, ոսկրային դեֆորմացիա. Ջրում ֆտորիդի իոնների պարունակության առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան 0,7 մգ/լ է։ Օդում ֆտոր գազի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան 0,03 մգ/մ3 է։ Ֆտորի դերը բույսերում պարզ չէ:

Հանրագիտարանային բառարան. 2009 .

Տեսեք, թե ինչ է «ֆտորը» այլ բառարաններում.

ֆտորին- ֆտոր և... Ռուսերեն ուղղագրական բառարան

ֆտորին- ֆտոր /… Մորֆեմիկ-ուղղագրական բառարան

- (լատ. Fluorum) F, Մենդելեևի պարբերական համակարգի VII խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 9, ատոմային զանգված 18,998403, պատկանում է հալոգեններին։ Գունատ դեղին գազ՝ սուր հոտով, հալման ջերմաստիճանը: 219.699.C, եռման ջերմաստիճանը: 188.200.C, խտությունը 1.70 գ/սմ³.…… Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Ֆ (հուն. phthoros death, destruction, լատ. Fluorum * a. fluorine; n. Fluor; f. fluor; i. fluor), քիմ. VII խմբի տարրը պարբերական է: Մենդելեևի համակարգը, վերաբերում է հալոգեններին, ժամը. n. 9, ժ. մ 18.998403. Բնության մեջ կա 1 կայուն իզոտոպ 19F... Երկրաբանական հանրագիտարան

- (Fluorum), F, պարբերական համակարգի VII խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 9, ատոմային զանգված 18,9984; վերաբերում է հալոգեններին; գազ, եռման կետ 188,2շC. Ֆտորն օգտագործվում է ուրանի, սառնագենտների, դեղամիջոցների և այլ նյութերի արտադրության մեջ, ինչպես նաև... ... Ժամանակակից հանրագիտարան