34. Галогены. Нахождение в природе. Физические и химические св-ва. Получения галогенов. Галогеноводородные кислоты. Кислородосодержащие соединения галогенов.

Входящие в главную подгруппу VII группы элементы фтор (Fluorum), хлог (Chlorum), бром, йод и астат называются галоге­нами. Это название, которое буквально означает «солерождающие», элементы получили за способность взаимодействовать с металлами с образованием типич­ных солей, например хлорида натрия NaCl.

На внешней электронной оболочке атомов галогенов содержатся семь элек­тронов — два на s- и пять на р-орбиталях (ns²np⁵). Галогены обладают значи­тельным сродством к электрону- их атомы легко присоединяются", Склонность к присо­единению электронов характеризует галогены как типичные неметаллы. Анало­гичное строение наружной электронной оболочки обусловливает большое сход­ство галогенов друг с другом, проявляющееся как в их химических свойствах так и в типах и свойствах образуемых ими соединений. Но, как показывает со­поставление свойств галогенов, между ними имеются и существенные различив

С повышением порядкового номера элементов в ряду F — At увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметалли­ческие свойства и окислительная способность элементов.

В отличие от других галогенов, фтор в своих соединениях всегда находите,-в степени окисления — 1, поскольку среди всех элементов он обладает само, высокой электроотрицательностью. Остальные галогены проявляют различны-степени окисления от —1 до +7. За исключением некоторых оксидов, которые будут рассмотрены ниже, все соединения галогенов соответствуют нечетным степеням окисления. Такая за­кономерность обусловлена возможностью последовательного возбуждения спаренных ных электронов в атомах С1, Вг, I и At на d-подуровень, что приводит к увеличению числа электронов, принимающих участие в образовании ковалентных :вязей, до 3, 5 или 7. Галогены в природе. Физические свойства галогенов. Галогены вследствие их большой химической активности, находятся в природе исключительно в связанном состоянии -главным образом в виде солей галогеноводородных кислот.

Важнейшим природным соединением хлора является хлорид натрия (пова-

-чая соль) NaCl, который служит основным сырьем для получения других. Хлор под давлением около 0,6 МПа уже при комнатной температуре превра-- -^тся в жидкость. Сжиженный хлор обычно хранят и транспортируют в сталь-■.|.:т. баллонах или цистернах. Подобно хлору бром находится в природе преимущественно в виде солей ка-■л. натрия и магния. Бромиды металлов содержатся в морской воде, в воде которых озер и в подземных рассолах. Самый тяжелый галоген — астат — в природе практически не встречается. Его по­лучают путем искусственно осуществляемых ядерных реакций. Химические свойства галогенов. Свободные галогены проявляют черезвычайно высокую химическую активность. Они вступают во взаимодей-швр почти со всеми простыми веществами. Особенно быстро и с выделением большого количества теплоты протекают реакции соединения галогенов с металлами. Расплавленный металлический натрий в атмосфере хлора сгорает со вспышкой, а на стенках сосуда появляется белый налет хлорида 2Na+Cl₂ = 2NaCl. Получение и применение галогенов. В природных соединениях галогены содержатся в виде отрицательно заряженных ионов, поэтому почти все способы получения свободных галогенов сводятся к окислению их ионов. Это осуществляется или при помощи окислителей, или действием электрического тока. Фтор, вследствие своей высокой электроотрицательности, может быть выде­лен из соединений только путем электролиза. Хлор получают в настоящее время в больших количествах путем электролиза водных растворов хлоридов натрия или калия. Хлор выделяется у анода, а у катода образуется соответственно гидроксид натрия или калия. Соединения галогенов с водородом. Из соединений галогенов наиболее важное практическое значение имеют галогеноводороды и соли галогеноводородов Кислородсодержащие соединения галогенов. Галогены образу­ют ряд соединений с кислородом. Однако все эти соединения неустойчивы, не получаются при непосредственном взаимодействии галогенов с кислородом, а только косвенным путем. Такие особенности кислородных соединений галоге­нов согласуются с тем, что почти все они характеризуются положительными значениями стандартной энергии Гиббса образования. Из кислородсодержащих соединений галогенов наиболее устойчивы соли ки­слородных кислот, наименее — оксиды и кислоты. Во всех кислородсодержа­щих соединениях галогены, кроме фтора, проявляют положительную степень окисления, достигающую семи.