Водород, галогены

В свободном состоянии водород существует в виде молекул ${\mathit{H}}_2$, атомы связаны в молекулу ковалентной неполярной связью.

Водород ($\mathit{Н}$) — самый легкий газ из всех газообразных веществ. Имеет самую высокую теплопроводность и самую низкую температуру кипения (после гелия). Малорастворим в воде. При температуре $\mathit{–}252,8°\mathit{С}$ и атмосферном давлении водород переходит в жидкое состояние.

1. Молекула водорода очень прочная, что делает ее малоактивной:

${\mathit{H}}_2=2\mathit{H}\mathit{–}432$ кДж$.

2. При обычных температурах водород вступает в реакцию с активными металлами:

$\mathit{C}\mathit{a}+{\mathit{H}}_2=\mathit{C}\mathit{a}{\mathit{H}}_2$,

образуя гидрид кальция, и с ${\mathit{F}}_2$, образуя фтороводород:

${\mathit{F}}_2+{\mathit{H}}_2=2\mathit{H}\mathit{F}$.

3. При высоких температурах получают аммиак:

${\mathit{N}}_2+3{\mathit{H}}_2=2\mathit{N}{\mathit{H}}_3$.

и гидрид титана (металл в порошке):

$\mathit{T}\mathit{i}+{\mathit{H}}_2=\mathit{T}\mathit{i}{\mathit{H}}_2$.

4. При поджигании водород реагирует с кислородом:

$2{\mathit{H}}_2+{\mathit{O}}_2=2{\mathit{H}}_2\mathit{O}+484\mathit{к}\mathit{Д}\mathit{ж}$.

5. Водород обладает восстановительной способностью:

$\mathit{C}\mathit{u}\mathit{O}+{\mathit{H}}_2=\mathit{C}\mathit{u}+{\mathit{H}}_2\mathit{O}$.

Химические свойства галогенов: хлор, бром, йод.

У галогенов наиболее ярко выражены свойства неметаллов.

Внешний энергетический уровень у атомов галогенов содержит семь электронов, что соответствует номеру группы Периодической системы — VII. Два электрона занимают s-орбиталь, пять — $\mathit{p}$-орбитали. Для элементов этой группы при увеличении числа заполненных электронами уровней размер атомов возрастает, а прочность связи с ядром снижается.

Молекулы галогенов двухатомные ($\mathit{C}{\mathit{l}}_2,\mathit{B}{\mathit{r}}_2,{\mathit{I}}_2$). Галогены — вещества молекулярного строения. Температуры плавления и кипения веществ, состоящих из молекул, повышаются с увеличением молекулярной массы этих веществ. Хлор — газ желто-зеленого цвета, бром — красно-коричневая жидкость, йод — твердое вещество серо-фиолетового цвета. Водные растворы галогенов в воде называют хлорной, бромной и йодной водой.

1. Галогены — сильные окислители. Они окисляют простые и сложные вещества:

2. По окислительной активности каждый вышестоящий в Периодической таблице галоген является более сильным по отношению к нижестоящему. Поэтому каждый галоген вытесняет любой нижестоящий из его соединений:

3. Галогены активно реагируют с неметаллами:

На свету взрывается.

4. Галогены реагируют с водой, образуя атомарный кислород:

${\mathit{H}}_2\mathit{O}+\mathit{C}{\mathit{l}}_2=2\mathit{H}\mathit{C}\mathit{l}+\mathit{O};\mathit{O}+\mathit{O}={\mathit{O}}_2$.

5. Галогены очень активны в присутствии воды. Так, сухой хлор хранят в железных баллонах, а во влажном хлоре железо быстро ржавеет (совместное действие с водой продуктов реакции — кислоты и атомарного кислорода).

Водный раствор хлороводорода $\mathit{H}\mathit{C}\mathit{l}$ называют соляной, или хлороводородной, кислотой. Ей присущи все свойства кислот. Соляная кислота принимает участие в пищеварении живых организмов. В огромных масштабах соляная кислота используется во многих отраслях промышленности: химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей.