Студопедия
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

VIIA подгруппа

Читайте также:
  1. Волжско-финская подгруппа
  2. Обская подгруппа
  3. Пермская подгруппа
  4. Саамская подгруппа

Таблица 1. Номенклатура элементов подгруппы VIIА

  F Cl Br I
Русские названия Фтор Хлор Бром Иод
Латинские названия Ftorum (Фторум) Chlorum (Хлорум) Bromum (Бромум) Iodum (Иодум)
Русские написания корней латинских названий Фтор Хлор Бром Иод

 

P-элементы, типические, неметаллы (астат - полуметалл), галогены.

 

СТРОЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ VIIA

1. Строение атомов элементов подгруппы VIIА:

В состав подгруппы входят атомы галогенов, общая электронная формула внешнего валентного уровня, у которых - ns2np5. У фтора отсутствует внешний nd0 подуровень, который есть у остальных галогенов. Результат этого - низкая валентность фтора (только 1) и способность проявлять более высокие валентные возможности у атомов других галогенов (3, 5, 7). У брома, йода, астата - добавляется (n - 1)d10 подуровень, у астата - (n - 2)f14 подуровень. Так как у брома заполненный 3d10 подуровень проявился впервые, он очень сильно экранирует внешнюю 4s2 электронную пару, что приводит к её повышенной устойчивости, трудности окисления брома до брома (VII). Аналогичная картина наблюдается для астата из-за экранировки 6s2 пары 4f14 электронами. Атомы галогенов могут проявлять и нетипичные валентности и степени окисления в молекулярных радикалах и промежуточных частицах (см. ниже).

 

Электронная диаграмма нейтрального атома элемента Hal (Hal ≠ F)*:

 
 

 

 


Рис.1. Электронная диаграмма нейтрального атома элемента Hal

* У F нет nd° подуровня.Отсюда следует, что фтор только окислитель, а восстановителем быть не может. Поэтому для фтора неизвестны соединения с положительной степенью окисления.Прочность молекулы фтора, несмотря на наименьшее межъядерное расстояние, относи­тельно других галогенов, намного меньше по сравнению с молекулами хлора и брома. По величинам энтальпии и рКмолекула фтора сравнима с молекулой иода. Хими­ческая связь в молекуле фтора менее прочна, но более жестка. Сравнительно невысокая проч­ность молекулы фтора, которая является одним из факторов его высокой химической активности, обусловлена отсутствием у фтора d-орбиталей. В молекулах остальных галогенов имеет место дополнительное p-связывание за счет р-электронов и d - орбиталей.Сродство к электрону у атома фтора также меньше, чем у хлора. Фтор являет­ся менее электрофильным элементом по сравнению с хлором. Это объясняется кайносимметричностью 2р-электронов атома фтора и связанным с ней эффектом обратного экранирования. Дело в том, что 2р-орбитали в атоме фтора сильнее притянуты к ядру и лежат глубже полностью заполненной электронами некайносимметричной 2s-орбитали. Последняя, будучи полностью заселенной, отталкивает присоединяемый атомом фтора электрон, уменьшая электронное сродство и увеличивая энергии ионизации [49 с.457-458].В ряду F ® Cl ® Br ® I разница энергии 2s - и 2p -орбиталей увеличивается. Эффект экранирования приводит к увеличению энергии 3s- и 3p-, 4s- и 4p -орбиталей и т.д., а главное, к уменьшению их разности по сравнению с 2s- и 2p -орбиталями: если для фтора разница в энергии орбиталей составляет 27,7 эВ, то для хлора – 11,6 эВ [16].

2. Для элементов подгруппы VIIA характерны следующие валентности:

 

Таблица 2. Валентность элементов подгруппы VIIА

Элемент Валентности
F  
Cl 1; 3; 5; 7
Br 1; 3; 5; 7
I 1; 3; 5; 7
At 1; 3; 5

3. Для элементов подгруппы VIIA характерны следующие степени окисления:

Таблица 3. Степени окисления элементов подгруппы VIIА [1]

Атом Устойчивые степени окисления
9F -1; 0
17Cl -1; 0; +1; +3; (+4); +5; (+6); +7
35Br -1; 0; +1; (+3); (+4); +5; +7
53I -1; 0; +1; (+3); +5; +7
85At -1, 0,+ 1, +3, +5

4. Координационные числа:

Координационные числа атомов галогенов зависят как от природы галогена, так и от типа связи и природы ближайшего окружения. В молекулярных соединениях атомы галогенов проявляют низкие координационные числа (1-2). Например, один в HCl, два за счёт водородной связи в ассоциатах фтороводорода и образованных им ионах (H-F…H-F, K[F….H-F]) и за счёт мостиковых связей в димерах хлорида алюминия (Al2Cl6). Координационное число центрального иода в иодате K2(I2) также равно двум. В ионных соединениях координационные числа выше. Атомы хлора в LiCl проявляют невысокое координационное число 4 (Li4Cl4), в хлориде натрия координационное число уже шесть (Na6Cl6).

 

Таблица 4. Физические свойства элементов подгруппы VIIА [29 с.40]

  F Cl Br I
Энергия ионизации первого электрона I, кДж/моль        
Сродство к первому электрону А, кДж/моль        
Электроотрицательность χ 4,10   2,83   2,74   2,21  

В ряду F ® Cl ® Br ® I – I¯, A¯, c¯

 

Таблица 5. Характеристические соединения элементов подгруппы VIIА

-1   +1 +3 +4 +5 +6 +7
HF F2            
HCl Cl2 Cl2O   ClO2   ClO3 Cl2O7
    HClO HClO2   HClO3   HClO4
    NaClO NaClO2   KClO3   KClO4
    Ca(ClO)2     Ba(ClO3)2   Mg(ClO4)2
HBr Br2 HBrO     HBrO3   HBrO4
          NaBrO3   KBrO4
HI I2 HIO     I2O5   H5IO6
          HIO3   K5IO6
          KIO3   KH4IO6

 

Таблица 6. Нахождение в природе элементов подгруппы VIIА

В природе:
  F Cl Br I
Сколько: кора, w % 8∙10-2   4,5∙10−2   3∙10−5   »1∙10−4  
Степень конц-ии: Рудообразующие   Рассеянные  
  Состояние: Связанные в земной коре, водных растворах и нижних слоях атмосферы.
В вулканических газах, верхних слоях атмосферы можно обнаружить свободные атомы и молекулы.

 

Таблица 7. Минеральные формы элементов подгруппы VIIА

Минеральные формы
F Cl Br I
CaF2 Плавиковый шпат; 3Ca3(PO4)∙CaF2 Фторапатит.   NaCl галит, каменная соль; KCl сильвин; NaCl∙KCl сильвинит; KCl∙MgCl2∙6H2O карналлит. Вода скважин; Морская вода; Вода соленых озер; Морские водоросли; Морепродукты.  

 


 




Дата добавления: 2015-04-22; просмотров: 102 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

1 | <== 2 ==> |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2025 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав