School

Място в периодичната таблица

• 17 (VIA) група - флуор, хлор, бром, йод
• $[\mathrm{IG}]\mathrm{ns}{}^2\mathrm{np}{}^5$
• характерно възбудено състояние - във всички без флуора
• малък атомен радиус
• голям брой електрони във външния електронен слой
• високи йонизационна енергия и електроотрицателност
• отлични окислители
• образуват само $\mathrm{X}{}^{-}$ (халогенидни) йони
• високя химическа активност

Физични свойства

а) разпространение - само под формата на съединения

• флуор - $\mathrm{CaF}{}_2$ (флуорит), $\mathrm{Ca}{}_5(\mathrm{PO}{}_4){}_3\mathrm{F}$ (флуороапатит), $\mathrm{Na}{}_3\mathrm{AlF}{}_6$ (криолит)
• другите - в морската вода

б) физични характеристики

• флуор - бледожълт газ
• хлор - жълто-зелен газ
• бром - червено-кафява течност
• йод - тъмновиолетово твърдо вещество с метален блясък
• силно отровни
• отлична разтворимост в неполярни разтворители
• специфична миризма

в) приложение

• флуор - производство на фреони, тефлон, флуоридните йони предотвратяват кариеси
• хлор - производство на белина, дезинфекция на вода, органичен синтез
• бром - черно-бяла фотография
• йод - йодна тинктура, йодирана сол

Химични свойства

а) получаване

• флуор - получава се трудно

$$\mathrm{KHF}{}_2\underset{\mathrm{HF}}{\overset{\mathrm{electrolysis}}{\to }}\mathrm{F}{}_2+\mathrm{KH}$$

• хлор

$$2\mathrm{NaCl}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{electrolysis}}{\to }2\mathrm{NaOH}+\mathrm{H}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2$$ $$\mathrm{MnO}{}_2+4к\cdot \mathrm{HCl}\to \mathrm{MnCl}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

• бром и йод - окисление на техните йони в разтвор на хлор

$$\mathrm{Br}{}^{-}/\mathrm{I}{}^{-}+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{Br}{}_2/\mathrm{I}{}_2+2\mathrm{Cl}{}^{-}{}_{(\mathrm{aq})}$$

б) взаимодействия - изключително силни окислители

• флуор

$$2\mathrm{F}{}_2+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to 4\mathrm{HF}+\mathrm{O}{}_2$$ $$\mathrm{F}{}_2+\mathrm{H}{}_2\to 2\mathrm{HF}$$ $$3\mathrm{F}{}_2+\mathrm{Xe}\to \mathrm{XeF}{}_6$$

Флуорът се пренася в медни или железни цилиндри, защото тези метали се пасивират във флуор.

• хлор $$\mathrm{Cl}{}_2+\mathrm{H}{}_2\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2\mathrm{HCl}$$

$$\mathrm{H}{}_2+\mathrm{I}{}_2\rightleftharpoons 2\mathrm{HI}$$

$$\mathrm{M}+\mathrm{Cl}{}_2\to \text{хлориди}$$

$$\mathrm{S}+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{SCl}{}_2$$

$$\mathrm{P}+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{PCl}{}_3/\mathrm{PCl}{}_5$$

$$\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}+\mathrm{Cl}{}_2\to 2\mathrm{HCl}+\mathrm{S}$$

$$\mathrm{CO}+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{COCl}{}_2$$

$$\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{SO}{}_2\mathrm{Cl}{}_2$$

$$\mathrm{Cl}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons \mathrm{HCl}+\mathrm{HClO}$$

$$\mathrm{OH}{}^{-}+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{Cl}{}^{-}+\mathrm{ClO}{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

• йод

$$\mathrm{I}{}^{-}+\mathrm{I}{}_2\to \mathrm{I}{}_3{}^{-}$$

Съединения на халогените

а) интерхалогениди - свързване на халогени помежду си

• $\mathrm{IF}{}_3,\mathrm{IF}{}_5$ - силни окислители

б) халогеноводороди - $\mathrm{HF},\mathrm{HCl},\mathrm{HBr},\mathrm{HI}$

• безцветни газове
• силна разлика във физичните свойства
• инертни при обикновени условия
• висока реактивоспособност при нагряване

$$\mathrm{Fe}+2\mathrm{HCl}\stackrel{300°\mathrm{C}}{\to }\mathrm{FeCl}{}_2+\mathrm{H}{}_2$$

$$\mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CH}{}_2-\mathrm{CH}{}_3+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CHCl}-\mathrm{CH}{}_3+\mathrm{HCl}$$

$$\mathrm{CaF}{}_2+к\cdot \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{CaSO}{}_4+\mathrm{HF}$$

$$\mathrm{NaCl}+к\cdot \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{NaHSO}{}_4+\mathrm{HCl}$$

$$\mathrm{PBr}{}_3+3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to 3\mathrm{HBr}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{PO}{}_3$$

в) халогеноводородни киселини - разтваряне на халогеноводороди във вода

• доказване със сребърни йони - без флуороводородна киселина, защото сребърният флуорид е разтворим
• $\mathrm{HF}{}_{(\mathrm{aq})}$ - единствената киселина, която разтваря стъкло; използва се за гравиране на стъкло; производство на фреони и криолит

$$\mathrm{SiO}{}_2+4\mathrm{HF}\to \mathrm{SiF}{}_4{}_{(\mathrm{g})}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

• ${\mathrm{HCl}}_{(aq)}$ - стомашен сок

в) кислородни съединения - не реагират пряко с кислород

• оксиди - експлозивни
• $\mathrm{Cl}{}_2\mathrm{O}$ - жълто-червен газ
• $\mathrm{ClO}{}_2$ - жълт газ с активно избелващо действие

$$2\mathrm{NaClO}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2\to \mathrm{NaCl}+2\mathrm{ClO}{}_2$$

• $\mathrm{Cl}{}_2\mathrm{O}{}_7$ - безцветна течност
• кислороден дифлуорид ($\mathrm{OF}{}_2$)

г) оксокиселини - $\mathrm{HXO}$ (хипо-иста), $\mathrm{HXO}{}_2$ (-иста), $\mathrm{HXO}{}_3$ (-на), $\mathrm{HXO}{}_4$ (пер-на)

• флуорът образува само хипофлуориста киселина и то много трудно $$\mathrm{F}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{(\mathrm{s})}\to \mathrm{HF}+\mathrm{HFO}{}_{(\mathrm{g})}$$