Особенно энергично взаимодействует с водой фтор. Он разлагает поду по реакции: F2 + Н20=(НР)2 + [0]. Образующийся при обычных у
Простые вещества галогены «физически», т. е. без химического взаимодействия с Н20, растворяются в ней лишь в малой степени (ковалентные молекулы в полярном растворителе растворяются плохо), однако одновременно протекают химические реакции взаимодействия с водой, которые сдвигают вправо равновесие:
Для молекул фтора данные о термической диссоциации не точны из-за очень высокой реакционной способности атомарного фтора при повышенных температурах (не удается найти материал для изготовления аппаратуры, достаточно инертной к фтору).
Несмотря на значительную прочность двухатомных молекул, образуемых галогенами, при определенных условиях возможна диссоциация молекул Г2 на атомы, например: С12 QUOTE 2С1. Степень диссоциации α(%) возрастает при переходе от хлора к йоду и является тем более значительной, чем выше температура:
Изменение окраски галогенов от светло-зеленого фтора к ПОЧТИ черному йоду также обусловлено особенностями строения электронных оболочек их молекул: рыхлость электронной оболочки (подвижность ii ней электронов) растет с увеличением атомного номера и, следователь атомного радиуса галогена. Поэтому, если легкие галогены отражают значительную часть световых воли, падающих на Их двухатомные молекулы, то тяжелые галогены большую часть энергии света поглощают, так как она расходуется на возбуждение относительно слабо связанных электронов. В последнем случае отражается не весь падающий на вещество свет. Благодаря этому бром и йод имеют более глубокую окраску, чем фтор и хлор.
Таким образом, причиной различного агрегатного состояния галогенов (переход от газа к твердому веществу в ряду Р2 I2) является роет прочности связи между молекулами, хотя основная тенденция в изменении прочности внутримолекулярной связи в этом ряду состоит в ее уменьшении.
Как известно, межмолекулярное взаимодействие ковалентных молекул обычно слабо и осуществляется за счет остаточных деформационных и ориентационных сил, действующих в электронной оболочке молекулы (силы Ван-дер-Ваальса). Чем ближе располагается внешняя эле тронная оболочка атома к положительно заряженному атомному ядру (или электронов молекулы к центру положительного заряда в полярной молекуле), тем более жесткой и менее склонной к деформации она является. Именно по этой причине молекулы F2 или С12 существенно слабее взаимодействуют с себе подобными, чем молекулы тяжелых галогенов, атомы которых обладают более рыхлыми к слабее притянутыми к ядру электронными оболочками. Соответственно тяжелые галогены значительно легче перевести в жидкое - в. твердое состояние, чем легкие галогены.
Однако прочная атомная решетка у галогенов возникнуть не может из-за большого числа электронов (неподеленных е-пар) в валентной оболочке и соответственно малого числа ковалентных связей, которые могут быть образованы каждым атомом. Следствием этого является реализация валентных возможностей атомов галогенов путём образования лишь одной двухэлектронной связи, вследствие чего возникают валентные двухатомные молекулы.
Возрастание температуры кипения и плавления простых веществ и ряду F -Cl Br I объясняется тем, что галогены в твердом состоянии образуют кристаллическую решетку молекулярного типа. Если бы в узлах кристаллической решетки находились не молекулы, а атомы и возникала кристаллическая структура атомного типа, можно было бы ожидать обратную закономерность, поскольку в подгруппе сверху вниз возрастает размер атомов, что должно уменьшать прочное, образуемой атомами ковалентной связи.
Температура плавления и кипения галогенов (простых веществ) монотонно возрастает в подгруппе сверху вниз:
Таким образом, максимальная энергия связи Г Г характерна для. хлопа. Считают, что причиной меньшей прочности связи F F по сравнению со связью CI Cl является сильное отталкивание несвязывающих электронов в наружной электронной оболочке атомов фтора в молекуле Г2 из-за очень малых размеров атома фтора. Кроме того, в отличие от молекулы С12 в образовании связи F F не могут принимать участие отсутствующие у фтора d-орбитали, и, следовательно, связь между атомами фтора в молекуле F2 не может быть кратной.
При образовании из нейтральных атомов двухатомных молекул галогенов выделяется значительное количество энергии:
Таким образом, связь F F осуществляется за счет одной σ-связывающей орбитали асп2р2: (остальным связывающим МО «противостоят» заполненные электронные разрыхляющие орбитали, нейтрализующие эффект связывания). Согласно методу валентных связей существование молекулы фтора обусловлено возникновением одного нового электронного дублета.
Галогены - простые вещества имеют состав Г2, т. е. состоят м двухатомных молекул: F2 С12, Вг2, 12. Молекулы образуются в результате перехода электронов с атомных орбиталей им молекулярные. Например, согласно методу МО и случае фтора имеем
Простые вещества, образуемые галогенами
"Химия часто одаряла меня величайшими наслаждениями познания еще не разведанных тайн природы. Она дала мне возможность послужить людям... Я уверен, что ни один из тех, кто заинтересуется химией, не пожалеет о том, что выберет эту науку в качестве своей специальности"
Неорганическая химия
Простые вещества, образуемые галогенами | Галогены | Vse-stranicy
Комментариев нет:
Отправить комментарий