Лекция № 13 - rsmu.rursmu.ru › fileadmin › rsmu › img › lf › coboh › educate ›...
Transcript of Лекция № 13 - rsmu.rursmu.ru › fileadmin › rsmu › img › lf › coboh › educate ›...
Лекция №Лекция № 1313
© Негребецкий 2008 – 2010© Негребецкий 2008 – 2010
Свойство F Cl Br I At
Атомный номер 9 17 35 53 85
Электронная
конфигурация
[He]2s22p5 [Ne]3s23p5 [Ar]3d104s24p5 [Kr]4d105s25p5 [Xe]4f145d106s26p5
Атомная масса 18.9984 35.4527 79.904 126.9045 209.9871
Энергия ионизации,
кДж/моль
1680.6 1255.7 1142.7 1008.7 [926]
Сродство к электрону ,
кДж/моль
332.6 348.7 324.5 295.3 [270]
DHдисс. для Х2,
кДж/моль
158.8 242.58 192.77 151.10 –
Электроотрицатель-
ность по Полингу
4.10 2.83 2.48 2.21 1.90
Степень окисления –1, 0 –1, 0, +1,
+3, (+4), +5,
(+6), +7
–1, 0, +1, +3,
(+4), +5, +7
–1, 0, +1, +3,
+5, +7
–1, 0, +1, +3, +5,
(+7)
Длина связи Х–Х, нм 0.143 0.199 0.228 0.266 –
Химия p-элементов VII, VIII А 13.1 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.1 © Негребецкий 2008 – 2010
АТ О М Н Ы Е С В О Й С Т В А Э Л Е М Е Н Т О В V I I A Г Р У П П Ы
Э2 Тпл., °С Ткип., °С Dдис.Но298,
кДж/мольСродство
кДж/к электрону,моль
Окраска
Х2 Х0
F2 –219.6 –188.1 158.8 297 327.9 Бледно-желтая
Cl2 –101.0 –34.0 242.6 232 348.7 Желто-зеленая
Br2 –7.2 59.5 192.8 250 324.5 Красно-коричневая
I2 113.6 85.2 151.1 240 295.3 Черная сметаллическимблеском(кристаллы),фиолетовая(пары)
At2 244(расчет)
309(расчет)
– – 270
С В О Й С Т В А П Р О С Т Ы Х В Е Щ Е С Т В - ГА Л О Г Е Н О В
Химия p-элементов VII, VIII А 13.4 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.4 © Негребецкий 2008 – 2010
Э Л Е К Т Р О Н Н О Е С Т Р О Е Н И Е М О Л Е К УЛ ГА Л О Г Е Н О В
s*(2s)
s(2s)
энергия
F F2 F
Y(2s)A Y(2s)B
s*(2pz)
Y(2p)A Y(2p)B
s(2pz)
p*(2px)
p(2px) p(2py)
p*(2py)
Химия p-элементов VII, VIII А 13.5 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.5 © Негребецкий 2008 – 2010
s(2s)2s*(2s)2s(2pz)2p(2px)2p(2py)2p*(2px)2p*(2py)2
ПС =
АлександрЕвгеньевич
Ферсман1802–1876
Получают
С П О С О Б Ы П О Л У Ч Е Н И Я ГА Л О Г Е Н О В
1 –2 –+ –– –3 –4 –
Получают
2NaCl + 2H2О →Катод:Анод:
Карл ВильгельмШееле
1742 — 1786
M n O 2 + H C l →K M n O 4 + H C l →HCl + O2 →
Химия p-элементов VII, VIII А 13.6 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.6 © Негребецкий 2008 – 2010
Эмилио ДжиноСегре
1905–1989
2 N a I O 3 + 5 S O 2 + 4 H 2O →
2 N a I + B r 2 →
2 N a I ( х о л ) + C l 2 ( р а з б ) →
Химия p-элементов VII, VIII А 13.7 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.7 © Негребецкий 2008 – 2010
2 К B r + C l 2 →2 H B r ( к о н ц ) + H 2S O 4 ( к о н ц ) →
2 N a B r + 2 H 2S O 4 ( к о н ц ) + M n O 2 →Антуан Балар
1802–1876
Бернард Куртуа1777–1838
Получают
483Bi + 2He209
85At + 2 0n211 1
Х И М И Ч Е С К И Е С В О Й С Т В А
Присо единени е электрона к нейтральн ому атомугалогена ,
Химия p-элементов VII, VIII А 13.9 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.9 © Негребецкий 2008 – 2010
F 2 + H 2O →2 F 2 + 2 H 2O →C l 2 + H 2O →
2 N a + C l 2 → ; P 4 + 6 C l 2 → ; P 4 + 1 0 C l 2 →
Ц Е П Н Ы Е С В О Б О Д Н О РА Д И К А Л Ь Н Ы Е Р Е А К Ц И И
1 СТАДИЯ, ЗАРОЖДЕНИЕ ЦЕПИ:2 СТАДИЯ, ПРОДОЛЖЕНИЕ ЦЕПИ:
3 СТАДИЯ, ОБРЫВ ЦЕПИ:
В З А И М О Д Е Й С Т В И Е Х Л О РА С К А Л И Е М ( 1 3 0 )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.10 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.10 © Негребецкий 2008 – 2010
В З А И М О Д Е Й С Т В И Е Б Р О М А С А Л Ю М И Н И Е М ( 1 2 8 )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.11 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.11 © Негребецкий 2008 – 2010
В З А И М О Д Е Й С Т В И Е И О Д А С А Л Ю М И Н И Е М ( 1 3 5 )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.12 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.12 © Негребецкий 2008 – 2010
Химия p-элементов VII, VIII А 13.13 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.13 © Негребецкий 2008 – 2010
ГА Л О Г Е Н О В О Д О Р О Д Ы . П О Л У Ч Е Н И Е
NaCl + H2SO4(конц., 150 °C) →
NaCl + NaHSO4(конц., 600 °C) →
2NaBr + 3H2SO 4 (кон ц ) →
4KI + 5H2SO 4 (кон ц ) →
Cl : Cl →СH4 + Cl· →CH3· + Cl2 →2Cl· →2CH3· →
2P + 3Br 2 + 6H2O →KBr + H3PO 4 →
2P + 3Br 2 + 6H2O →2I2 + N 2H4 →
Химия p-элементов VII, VIII А 13.14 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.14 © Негребецкий 2008 – 2010
HX HF HCl HBr HI
a, % 10 92.6 93.5 95
С В О Й С Т В А ГА Л О Г Е Н О В О Д О Р О Д О В
К а ж у щ а я с я с т е п е н ь э л е к т р о л и т и ч е с к о й д и с с о ц и а ц и и
Химия p-элементов VII, VIII А 13.15 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.15 © Негребецкий 2008 – 2010
Метод МО для HF: H[1s 1] + F[2s 22p 5] =HF[(1s св) 2(2s не св) 2(1pне св) 4(3s*) 0]
HX Тпл, °С Ткип, °С DfH0298,
кДж/моль
S (л НХ в
1 л Н2О )
рКа H–X, Å
Расчет
H–X, Å
Эксп.
Дипольный
момент, Д
HF –83.5 19.5 –271.12 без огр. 2.95 0.917 0.4 1.86
HCl –144.2 –85.1 –92.31 ~450 –7 1.274 0.22 1.11
HBr –86.9 –67.1 –36.40 ~ 600 –9 1.414 0.17 0.788
HI –51.0 –35.1 26.48 ~425 –10 0.788 0.08 0.383
Химия p-элементов VII, VIII А 13.16 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.16 © Негребецкий 2008 – 2010
ГА Л О Г Е Н И Д Ы
MgF2 AlF3 SiF4
Увеличение кислотности
NaF (крист) + MgF 2 (крист ) →3NaF (крист) + AlF 3 (крист ) →2NaF (крист) + SiF 4 ( газ ) →
Основные галогениды при гидролизе создают щелочную среду, акислотные галогениды – кислотную
SiF 4 + 3H2O →NaF + H2O
2KF + BeF2 →BeF 2 + SiF 4 →
Ионные соединения –основные свойства
Ковалентные соединения –кислотные свойства
Химия p-элементов VII, VIII А 13.17 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.17 © Негребецкий 2008 – 2010
С О Е Д И Н Е Н И Я ГА Л О Г Е Н О В С К И С Л О Р О Д О М
О 2 и Hal образуют оксиды различного состава ,неустойчи вые и взрывч атые . Это газы , летучие
жидкости или легкоплавкие твердые вещества : OF2(F 2O), O 2F 2 (F 2O 2) , O 3F 2, O 4F 2, C l2O, ClO 2, C l2O 4, C l2O 7, Br2O,
Br 2O 3, Br 2O 4, Br2O 5, I2O 4, I4O 9, I2O 5, I4O 12
2 F 2 + 2 N a O H →
2 C l 2 + B i 2O 3 →2 C l 2 + 2 H g O (мелкодисперсный) →
Мощные фтороокислители :
C l 2O + H 2O →C l 2O 7 + H 2O →
О к с и д ы х л о р а
2 C l O 2 + H 2O →2 C l O 3 + H 2O →
Химия p-элементов VII, VIII А 13.18 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.18 © Негребецкий 2008 – 2010
Х Л О Р С ОД Е Р Ж А Щ И Е Н Е О Р ГА Н И Ч Е С К И Е К И С Л О Т Ы
4НСlO2 →НСlO2 →
KClO4 + H2SO4 →
Сl2O + H2O →HO
Cl
OCl
OH
Cl2 + 2NaOH D2НClO →
Ba(СlO2)2 + H2SO4 →
ClHO O
O
..
ClO
OO
OH
Ув
ел
ич
ен
ие
ки
сл
от
но
ст
и
8HClO3 →3HClO3 →
4KClO3 + C6H12O6 →
8KClO3 + C12H22O11 →
Mg + 2HClO4 →
Химия p-элементов VII, VIII А 13.19 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.19 © Негребецкий 2008 – 2010
М Е Ж ГА Л О Г Е Н Н Ы Е С О Е Д И Н Е Н И Я
Х и м и ч е с к и е с в о й с т в а М Г С
Простые вещества –
Разлагаются:
2ICl →I2Cl 6 →
C водой (DH < 0):
BrF5 + 3H2O → ; BrF5 + 2H2O →5ICl3 + 9H2O →
Cо щелочами:
3ICl3 + 12NaOH →
П о л у ч е н и е М Г С
I2(порошок) + Cl2(жидк) ®
B r 2 + F 2 →B r 2 + 3 F 2 →B r 2 + 5 F 2 →B r 2 + I 2 →
М Г С н е с т а б и л ь н ы !
Химия p-элементов VII, VIII А 13.20 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.20 © Негребецкий 2008 – 2010
XXn’ Tпл. °С Tкип. °С DfH0298,
кДж/моль
Средняя энергия
связи Х–Х’, кДж/моль
Окраска
ClF –156 –100 –56.5 252.5 бесцветнаяClF3 –76.3 11.8 –164 174 бесцветная
ClF5 –103 –13.1 –255 154 бесцветнаяBrF –33 20 –58.6 248.6 красная
BrF3 20 125.8 –301 202 бледно-желтаяBrF5 –60.5 41.3 –458.6 187 бесцветная
IF –14 – –95.4 277 красная
IF3 –28 – –485 275 желтаяIF5 9.4 104.5 –885 269 бесцветная
IF7 6 4.8 –962 232 бесцветнаяBrCl –66 5 14.6 215.1 желтая
ICl 27.2 97 –35.3 207.7 краснаяI2Cl6 101 64 –89.3 – желтая
IBr 41 116 –10.5 175.4 красная
П Р И М Е Р Ы И О С Н О В Н Ы Е Х А РА К Т Е Р И С Т И К И М Г С
С о е д и н е н и я с д р у г и м и э л е м е н т а м и - н е м е т а л л а м и
Галогены образуют соединения практически со всемиэлементами -неметалл ами (исключение благородныегазы , из галогенидов которых известны толькофториды радона , ксенона и криптона) .Важнейшая особенность –
C о е д и н е н и я с э л е м е н т а м и - м е т а л л а м и
О б р а з у ю т с о е д и н е н и я с о в с е м и э л е м е н т а м и - м е т а л л а м и .Т и п х и м и ч е с к о й с в я з и и з м е н я е т с я о тп р е о б л а д а ю щ е и о н н о г о ( Щ Э , Щ З М )д о п р е о б л а д а ю щ е к о в а л е н т н о г о ( г а л о г е н и д ы H g ( I I ) , A l ( I I I ) ,T i ( I V ) и д р . )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.21 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.21 © Негребецкий 2008 – 2010
Свойство He Ne Ar Kr Xe RnАтомный номер 2 10 18 36 54 86
Число природных изотопов 2 3 3 6 9 1
Атомная масса 4.002602 20.1797 39.948 83.80 131.29 222
Содержание в сухом воздухе 5.24•10–4 1.821•10–3 9.34•10–1 1.14•10–4 8.7•10–6 следы
Электронная конфигурация 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6
I энергия ионизации,кДж•моль–1
2372 2080 1520 1351 1170 1037
Ткип, °С –268.93 –246.06 –185.86 –153.35 –108.13 –62Тпл, °С – –248.61 –189.37 –157.20 –111.80 –71Плотность (н.у.), мг•мл 0.17850 0.89994 1.7838 3.7493 5.8971 9.73
DНоисп., кДж/моль 0.08 1.74 6.52 9.05 12.65 18.1
Теплопроводность,Дж/(c•м•К)
0.1418 0.0461 0.0169 0.00874 0.00506
S в H2O (20 °C), cм3/кг 8.61 10.5 33.6 59.4 108.1 230
АТ О М Н Ы Е С В О Й С Т В А Э Л Е М Е Н Т О В V I I I A Г Р У П П Ы
Химия p-элементов VII, VIII А 13.22 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.22 © Негребецкий 2008 – 2010
s*(1s)
s(1s)
энергия
Нe Нe2 Нe
Y(1s)A Y(1s)B
Y МО(связывающая)
Y МО(разрыхляющая)
Э Л Е К Т Р О Н Н О Е С Т Р О Е Н И Е
Химия p-элементов VII, VIII А 13.23 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.23 © Негребецкий 2008 – 2010
s(1s)2s*(2s)2
ПС =
Класс соединений Формула Элементы Характерные свойстваПростые вещества Э He–Rn Бесцветные газы, растворимость в
Н2О возрастает от He к RnКлатраты Э•5.75Н2О
Э[1.4-C6H4(OH)2]3
Ne–RnAr–Xe
Устойчивость растет сверху вниз погруппе
Оксиды ЭО3
ЭО4
ХеХе
Кристаллическое вещество,взрывается при соприкосновении
Гидраты оксидов H2ЭO4, H4ЭО6 Хе Существуют в растворах, сильныеокислители
Соли оксокислот (ЩЭ)2ЭО4
Mn4/n[ЭO6]
Хе Сильные окислители, соли K–Csрастворимы в Н2О
Фториды ЭF2
ЭF4, ЭF6
Kr, XeХе
Устойчивость соединений Хе выше,чем Kr. Все фториды - энергичныеокислители
Оксофториды ЭОF2, ЭO2F2,ЭOF4, ЭO3F2
Хе Кристаллические вещества, легкогидролизуются, гидролизующиесяжидкости
Комплексныесоединения
[ЭF][MF6], [Э2F3][MF6],Э[MF6]n, Mm[ЭF6],[ЭFn][MF6], [Э2F11][MF6],[ЭOnFm][MF6],
Kr, XeXe
Устойчивость выше, чем у бинарныхфторидов
Т И П И Ч Н Ы Е С О Е Д И Н Е Н И Я Э Л Е М Е Н Т О В V I I I A Г Р У П П Ы
Химия p-элементов VII, VIII А 13.24 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.24 © Негребецкий 2008 – 2010
М Е Д И К О - Б И О Л О Г И Ч Е С К О Е З Н АЧ Е Н И ЕЭ Л Е М Е Н Т О В V I I А , V I I I A Г Р У П П
Химия p-элементов VII, VIII А 13.25 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.25 © Негребецкий 2008 – 2010
При недостатке F – может развиваться остеопороз(женщины ) . При избытке F – в питьево й водеразвивается фторизбыточное состояние –
В гомеопатии применяется в виде HF и СaF2. Препаратыдействуют на связки, подвергшиеся расширению и растяжению,
а также кровеносные сосуды
Биологически пассивны, хорошо растворяют кислород и другиегазы – используют как искусственный кровезаменитель с
газотранспортной функцией
Ингаляционный наркоз – CF 3CClBrH (наркотан ,фторотан ) ;CF 3OCHClCF 3 (изофлуран , севофлуран )
Противоопухолевое средство (антиметабол ит ) –5-фторурацил
Фторированные производныеглюкокортикостероидов (кеналог , дифлукотолон ,
флуоцинолон , ацетионид и др . )
CaOCl2•aq – дезинфицирующее средство , хлорка
Б о е в ы е и п о л и ц е й с к и е о т р а в л я ю щ и е в е щ е с т в а
Химия p-элементов VII, VIII А 13.26 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.26 © Негребецкий 2008 – 2010
Хлоргексидин (Сhlorhexidinum)Выпускается в виде биглюконата
(Chlorhexidini bigluconas).Антисептик
Бромокриптин — лекарственное средство, стимуляторцентральных и периферических D2-дофаминовых
рецепторов (полусинтетическое производное алкалоидаспорыньи)
Бром применяе тся в ор ганическом синтезе , в т.ч . длясинтеза фармацевтическ их препаратов
KBr – седативное (успокаивающее ) ,противосудорожное средство при лечении
эпилепсии (1857 г. )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.27 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.27 © Негребецкий 2008 – 2010
KI – при лечении эндемического зоба , при повышеннойактивности щитовидной железы ( гипертериоз )
KI , NaI – отхаркивающи е средства при воспалительныхзаболеваниях дыхательных путей
К I назначают при мастопатии молочной железы иновообразованиях в железах внутренней секреции .
I 2 применяют при лечении атеросклероза , сифилиса ,при хронических отравлениях Hg , Pb
Недостаток вызывает заболевания щитовидной железы (например,базедова болезнь, кретинизм). При небольшом недостатке йодаотмечается усталость, головная боль, подавленное настроение,
нервозность и раздражительность; слабеет память и интеллект. Современем появляется аритмия, повышается артериальное
давление, падает уровень гемоглобина в крови
Повидон-йод – антисептический и дезинфицирующий препарат,антимикробное действие основано на повреждении йодом
клеточной стенки патогенных микроорганизмов
Иод входит в с остав рентгенокон трас тных средств(йогексол , омнипак , адипиодон , йодпромид )
Химия p-элементов VII, VIII А 13.28 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.28 © Негребецкий 2008 – 2010
Обладают выраженным седативным иболеутоляющим действием, улучшают
деятельность сердца, способствуютнормализации артериального
давления
Химия p-элементов VII, VIII А 13.29 © Негребецкий 2008 – 2010Химия p-элементов VII, VIII А 13.29 © Негребецкий 2008 – 2010