Химические свойства соединений галогенов

Данный урок посвящен изучению темы «Химические свойства соединений галогенов». Учитель познакомит вас со свойствами наиболее распространенных соединений галогенов – галогеноводородов и галогенидов металлов.

Строение и свойства галогеноводородов

В галогеноводородах и галогенидах галогены проявляют свою низшую степень окисления – -1. Галогеноводороды – это бесцветные соединения водорода с галогенами состава НГ (где «Г» – атом галогена).

При н. у. HCl, HBr и HI – газообразные вещества, HF – легколетучая жидкость, температура кипения которой +19,5°С. Все эти вещества ядовиты и требуют очень осторожного обращения!

Галогеноводороды хорошо растворяются в воде, а фтороводород смешивается с водой в любых соотношениях (т. е. неограниченно растворим). Водные растворы галогеноводородов являются кислотами. Сила этих кислот увеличивается сверху вниз, т. е. самая сильная кислота – иодоводородная, а самая слабая – фтороводородная (рис. 1).

Рис. 1. Сравнение кислотных свойств галогеноводородных кислот

Попробуем объяснить эту закономерность. Кислотные свойства галогеноводородных кислот будут тем больше, чем меньше прочность связи Н–Г. От HF к HI уменьшается степень перекрывания электронных облаков атомов водорода и галогена, а область перекрывания будет находиться на большем расстоянии от ядер атомов. Кроме того, электроотрицательность атомов галогенов сверху вниз по группе, т. е. от F к I, уменьшается. Поэтому в молекуле HF электронное облако атома водорода смещается в сторону атома галогена в большей степени. Это приводит к усилению связи между атомами (рис. 2). Запомним, фтороводородная кислота – слабая, остальные галогеноводородные кислоты – сильные, причем их сила увеличивается от HCl к HI.

       

Рис. 2. Образование химической связи в молекулах галогеноводородов

Плавиковая кислота

Фтороводородная кислота имеет еще одно название – плавиковая кислота. Уникальным свойством плавиковой кислоты является способность растворять стекло. Поэтому плавиковую кислоту хранят не в стеклянной посуде, а в сосудах из пластика или в стеклянной посуде, покрытой слоем парафина.

В пластиковый стакан наливаем раствор плавиковой кислоты. Помещаем в раствор тонкую стеклянную трубочку. Трубочка так тонка, что понадобится груз, чтобы зафиксировать момент ее растворения. Через некоторое время трубочка растворяется, и груз падает на дно стакана. Способность плавиковой кислоты растворять стекло объясняется тем, что фтороводород реагирует с оксидом кремния, входящим в состав стекла. В реакции образуется фторид кремния

4 HF + SiO2 = SiF4&