Category archives: Что общего в строении атомов галогенов

Структура молекул различных галогенов отличается в основном количественно. Их кратность связи равна единице. Энергетическая диаграмма молекулы галогена: Энергетическая диаграмма молекулы галогена Сила молекулы фтора, несмотря на наименьшее межъядерное расстояние по сравнению с другими галогенами, значительно меньше по сравнению с молекулами хлора и брома. Во внешней электронной оболочке атома фтора нет d-оболочки, которая есть у других галогенов.

В связи с наличием d-оболочки возникает дополнительное донорно-акцепторное взаимодействие, которое укрепляет связь благодаря p-электронам и атомной орбитали d. По энтальпии и константе диссоциации молекула фтора сравнима с молекулой йода. В то же время силовая константа связи в молекуле фтора более чем в 2 раза больше, чем в молекуле хлора. Другими словами, химическая связь в молекуле фтора менее прочная, но более жесткая.

Остальные p-AO с неподеленными электронными парами можно рассматривать как не участвующие в образовании химической связи. В результате порядок связи в молекуле хлора на 1,12 больше, чем в молекуле фтора, и химическая связь прочнее. Сродство к электрону у атома фтора также меньше, чем у хлора. Фтор является менее электрофильным элементом по сравнению с хлором.

Это объясняется кайносимметрией 2p-электронов атома фтора и связанным с этим эффектом обратного экранирования. Дело в том, что 2p-АО в атоме фтора сильнее притягиваются к ядру и лежат глубже, чем полностью заполненные электронами некайносимметричные 2s-АО. Последняя, будучи полностью заполненной, отталкивает электрон, присоединенный атомом фтора, уменьшая электронное сродство и увеличивая потенциал ионизации.

По мере увеличения радиуса атомов в ряду F-At поляризуемость молекул также увеличивается. В результате увеличивается межмолекулярное дисперсионное взаимодействие, что приводит к повышению температур плавления и кипения галогенов. В ряду Cl2-Br2-I2 прочность связи между атомами в молекуле постепенно уменьшается, что отражается в уменьшении энтальпии диссоциации молекул галогенов на атомы.

Причины этого следующие. С увеличением размеров внешних электронных облаков взаимодействующих атомов степень их перекрывания уменьшается, а область перекрывания располагается дальше от атомных ядер. Поэтому при переходе от хлора к брому и йоду притяжение атомных ядер к перекрывающимся электронным облакам уменьшается. <1> Кроме того, в ряду Cl-Br-I увеличивается число промежуточных электронных слоев, экранирующих ядро, что также ослабляет взаимодействие атомных ядер с областью перекрывания. У фтора этот переход соответствует границе между ультрафиолетовой и фиолетовой областями спектра, из-за чего цвет вещества оказывается бледно-желтым; у хлора - к фиолетовой, что предполагает появление желто-зеленой окраски; красно-коричневый цвет брома связан с поглощением в сине-фиолетовой области, а фиолетовый цвет йода, хорошо видимый в парообразном состоянии, обусловлен дальнейшим смещением поглощения в зеленую область спектра.

Биологическая роль галогенов Все галогены обладают очень резким запахом. Вдыхание паров фтора, хлора и брома, даже в небольших количествах, вызывает сильное раздражение дыхательных путей и воспаление слизистых оболочек, а в больших - удушье и тяжелое отравление. Жидкий бром при контакте с кожей вызывает сильные ожоги и долго незаживающие язвы. В то же время галогены необходимы для жизни. Фтор важен для млекопитающих, в том числе для бактерий, живущих на коже.

Колебания фтора в питьевой воде приводят к различным стоматологическим заболеваниям. В то же время фтор и его соединения очень токсичны, за исключением CF4, SF6 и некоторых других химически инертных веществ.

Хлор необходим многим формам жизни, в том числе и человеку. Ионы хлора в организме активируют определенные ферменты, служат источником для образования соляной кислоты, которая создает благоприятную среду для действия ферментов желудочного сока, влияют на электропроводность клеточных мембран и т.д.

Ионы хлора в организме активируют определенные ферменты, служат источником для образования соляной кислоты, которая создает благоприятную среду для действия ферментов желудочного сока, влияют на электропроводность клеточных мембран и т.д.

Соединения хлора содержатся в плазме крови и желудочном соке. Хлорид натрия также необходим для поддержания жизни. Метаболизм соли связан с водным балансом организма. Повышенное содержание хлорида натрия в организме задерживает воду в тканях.

Йод также важен для многих живых существ, включая соединения йода, которые необходимы для нормальной работы щитовидной железы. Йод содержится не только в щитовидной железе, но и в надпочечниках. Гормон щитовидной железы тироксин соединение йода определяет общую скорость жизненных процессов. Пары йода ядовиты. Недостаток всех вышеперечисленных элементов приводит к серьезным заболеваниям.

Биологическая роль брома и астата не установлена. В небольших количествах соединения брома оказывают успокаивающее действие на центральную нервную систему. Бром очень токсичен, соединения брома, содержание анионов брома малотоксичны. Астат токсичен из-за своей радиоактивности.

Растворимость галогенов Молекулы галогенов неполярны и, как обычно для неполярных веществ, умеренно растворимы в воде, за исключением фтора, который бурно реагирует с водой, а растворимость брома максимальна. Один объем воды растворяет около 2,5 объемов хлора при комнатной температуре. Такой раствор называют хлорной водой, для брома и йода - бромной и йодной водой соответственно. Неполярные галогены гораздо лучше растворяются в неполярных органических растворителях, за исключением хлора и фтора, которые интенсивно реагируют почти со всеми органическими растворителями. <Для растворения хлора можно использовать CCl4. Йод также хорошо растворим в растворах йодидов металлов благодаря образованию комплексного иона I Это свойство позволяет легко извлекать галогены из водных растворов. Если, например, взболтать водный раствор йода с небольшим количеством CS2, не смешанного с водой, то почти весь йод перейдет из воды в CS2, окрасив его в фиолетовый цвет.

Навигация

thoughts on “Что общего в строении атомов галогенов

  1. Развели балаган тут… Мне кажется что автор правильно написал, ну можно было и помягче. P. S. Поздравляю Вас с прощедшем рождеством!

  2. Ждём продолжения. Конечно, довольно утрированно, однако, личный опыт показывает нечто близкое к описуемому.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *