Народна Освіта » Хімія » Поняття про галогени та інертні елементи

НАРОДНА ОСВІТА

Поняття про галогени та інертні елементи

Вивчення параграфа допоможе вам:

зрозуміти поняття галогенів та інертних газів; дізнатися про положення інертних елементів і галогенів у періодичній системі; характеризувати фізичні властивості галогенів та інертних газів; розумітися на деяких хімічних властивостях галогенів;

дізнатися про застосування галогенів та інертних газів.

ПОНЯТТЯ ПРО ПРИРОДНУ РОДИНУ ГАЛОГЕНІВ. Неметалічні елементи природної родини галогенів — Флуор (F), Хлор (СІ), Бром (Br), Йод (І) — були відкриті приблизно в той самий час, що й лужні металічні елементи, тобто в першій половині XIX ст. Астат (At), якого надто мало в природі, був добутий вже у XX ст. Подібно до лужних металічних елементів, галогени у природі трапляються лише у складі сполук, тому що прості речовини, утворені з атомів цих елементів, виявляють високу хімічну активність. Молекули всіх галогенів двохатомні, незалежно від їх агрегатного стану — F2, Cl2, Br2, I2, At2. Валентність атомів галогенів у цих сполуках дорівнює 1.

У перекладі з грец. галогени означає соле роди. Ця назва дісталась їм за здатність простих речовин фтору, хлору, брому, йоду реагувати з металами та утворювати солі. Одну з таких солей — кухонну сіль, або натрій хлорид NaCl, — ви добре знаєте.

 

Фізичні властивості галогенів. Усі галогени мають запах і колір. Запах у них різкий, подразливий, що при тривалому вдиханні спричинює задуху.

За звичайних умов фтор і хлор — газу-ваті речовини, бром — рідина, йод — тверда речовина {мал. 7).

Про ці та інші фізичні властивості й характеристики галогенів ідеться в таблиці 5.

Таблиця 5

Порівняльна таблиця галогенів як елементів та простих речовин

 

Опрацюйте дані таблиці та з’ясуйте, як змінюються зі збільшенням порядкового номера:

1) відносна молекулярна маса простих речовин, утворених з атомів хімічних елементів галогенів;

2) температура плавлення галогенів;

3) їх температура кипіння;

4) агрегатний стан галогенів.

ПОЛОЖЕННЯ ГАЛОГЕНІВ У ПЕРІОДИЧНІЙ СИСТЕМІ. Відшукайте в періодичній системі комірки із символами хімічних елементів родини галогенів. Як бачите, усі вони розміщені в одному вертикальному стовпчику — групі під номером VII. На відміну від лужних елементів, якими розпочинаються періоди, галогени розміщені наприкінці періодів. Після

галогену в періоді міститься лише один хімічний елемент — представник родини інертних газів. Галогени мають загальну формулу вищого оксиду — R2O7. Слід пам’ятати, що ця формула не поширюється на сполуки Флуору та Брому з Оксигеном.

Галогени — найактивніші неметали. Вони реагують із багатьма неорганічними та органічними речовинами. Розглянемо приклади.

Взаємодія галогенів з воднем. Усі без винятку галогени взаємодіють із воднем, утворюючи газуваті речовини, що мають загальну формулу HR і загальну назву гідроген галогеніди (галогеноводні):

 

Визначте валентність Флуору та Брому в утворених речовинах.

 

Для того щоб прореагували хлор і водень, суміш досить освітити яскравим світлом або нагріти. Суміш водню та фтору вибухає навіть у темряві. Бром та пара йоду реагують із воднем лише під час нагрівання, причому більшого, ніж це потрібно для реакції хлору з воднем.

Користуючись наведеною інформацією, зробіть висновок, якзміню-ється хімічна активність галогенів у реакції з воднем від фтору до йоду.

 

Гідроген галогеніди за звичайних умов — гази без кольору, але з характерним запахом, що подразнює слизові оболонки носа та рота. Добре розчиняються у воді. Якщо розчин будь-якого гідроген галогеніду випробувати індикаторами, то метилоранж набуває рожевого кольору, універсальний індикаторний папірець червоніє. Це доводить наявність кислого середовища.

Взаємодія галогенів із металами. Галогени доволі активно реагують із металами.

Так, натрій без нагрівання сполучається із хлором (мал. 8):

Розжарене залізо згоряє у хлорі сліпучим полум’ям (мал. 9):

 

Суміш порошків алюмінію та йоду за кімнатної температури може як завгодно довго перебувати в незмінному вигляді. Та досить додати до неї кілька крапель води, як відразу ж розпочинається бурхлива взаємодія (мал. 10):

У рівнянні вода серед реагентів не зазначена. Отже, ця реакція каталітична, і вода в ній є каталізатором.

Пригадайте, які речовини називають каталізаторами.

 

 

Як бачимо, елементи, віднесені до родини галогенів, а також їхні сполуки маютв багато спілвного, а фізичні та хімічні властивості галогенов-місних речовин змінюються зі зміною порядкового номера (протонного числа) хімічних елементів у періодичній системі.

ПОНЯТТЯ ПРО ІНЕРТНІ ЕЛЕМЕНТИ. Наприкінці XIX ст. експериментальні методи досліджень у хімії досягли такого рівня, що впродовж шести років було відкрито 6 нових хімічних елементів та визначено їх місце в періодичній системі. Йдеться про Гелій (Не), Неон (Ne), Аргон (Аг), Криптон (Kr), Ксенон (Xe) і Радон (Rn).

Знайдіть у періодичній системі елементи з порядковими номерами (протонними числами) 2, 10, 18, 36, 54, 86, і ви пересвідчитеся, що під цими номерами розташовані інертні хімічні елементи. Зверніть увагу на розташування кожного з них у періодах.

Першим був відкритий Аргон. Увагу англійського фізика Джона Релея привернув той факт, що в азоту, добутого з повітря, й азоту, добутого із хімічних сполук, різна густина. За поясненням він звернувся до іншого вченого — Вільяма Рамзая. Після серії експериментів з розділенням зрідженого повітря було відкрито просту газувату речовину аргон. Ще раніше, завдяки спектральному аналізу, фізики встановили наявність неону на Сонці. Невдовзі у складі повітря було відкрито ще три газуваті прості речовини, утворені Криптоном, — неон і ксенон. Останнім серед продуктів радіоактивного розпаду радію відкрили радон.

Інертні хімічні елементи належать до мало поширених на Землі елементів. Так, В. Рамзай зазначав, що ксенону в повітрі менше, ніж золота в

морській воді. І це ще один доказ того, наскільки важливими є наукові дослідження для відкриття хімічних елементів чи створення нових речовин.

ПРОСТІ РЕЧОВИНИ ТА СПОЛУКИ ІНЕРТНИХ ГАЗІВ. Прості речо вини інертних елементів за звичайних умов — гази без кольору, смаку, запаху, мають низькі температури плавлення та кипіння. Так, температура кипіння гелію дорівнює -269 °С.

Від інших газуватих простих речовин їх відрізняє одноатомний склад молекул. До 1962 р. вченим не вдавалося добути жодної сполуки інертних елементів. Нині таких сполук, добутих у спеціальних умовах, для Ксенону, Криптону й Радону відомо понад 200.

Та навіть така властивість інертних газів, як хімічна неактивність, широко застосовується {мал. 11).

Так, аргон (а також гелій) застосовують для створення інертної атмосфери під час зварювальних робіт, різання металів. Гелій, криптон та ксенон використовують у лазерній техніці.

У медицині за участю інертних газів проводять обстеження головного мозку, легень та серця; радонові ванни лікують хворі суглоби, гелій додають до складу дихальних сумішей. Навіть харчова промисловість знайшла їм застосування (пакувальні та витискувальні гази тощо).

Яскраві різнокольорові реклами, що прикрашають вітрини магазинів, різнокольорове освітлення вулиць під час свят також не обходяться без інертних газів.

МІСЦЕ ІНЕРТНИХ ЕЛЕМЕНТІВ У ПЕРІОДИЧНІЙ СИСТЕМІ. Після відкриття інертних елементів постала проблема з розміщенням їх у періодичній системі. Те, що вони наділені подібними властивостями, серед яких основна — це інертність (бездіяльність) відносно інших речовин, свідчило на користь розміщення їх в окремій групі періодичної системи. У 1900 р. було прийнято рішення доповнити періодичну систему нульовою групою й помістити там інертні елементи. Але в сучасній періодичній системі нульова група відсутня й інертні елементи включені до VIIIА групи в довгоперіодичній системі (головної підгрупи VIII групи короткопері-одичної системи).

Прикладом природної родини неметалічних елементів є галогени Флуор, Хлор, Бром, Йод, Астат.

Прості речовини галогени мають двохатомні молекули і є типовими неметалами як за фізичними, так і за хімічними властивостями.

У реакціях з іншими речовинами галогени виявляють високу хімічну активність, яка зменшується зі збільшенням відносної атомної маси елементів.

Інертні, або благородні, елементи Гелій, Неон, Аргон, Криптон, Ксенон і Радон є особливою родиною, оскільки прості речовини, утворені з атомів цих елементів, мають одноатомні молекули, газуваті за звичайних умов і виявляють стійку інертність (неактивність) відносно взаємодії з іншими речовинами.

Хімічні елементи галогени та інертні елементи розташовані в періодичній системі в кінці горизонтальних рядів-періодів.

Прості речовини галогени отруйні, тож у разі потрапляння в організм із повітрям, водою чи їжею становлять небезпеку для здоров’я людини. А от негативно заряджені частинки, утворені з їхніх атомів (вони мають назву «йони»), для людини життєво необхідні. Для прикладу, один із таких йонів — іон Хлору СГ входить до

складу кухонної солі. Нею не лише приправляють чи консервують продукти харчування, але при певних захворюваннях хворим ставлять крапельниці з розчином цієї речовини.

 

Йонів Флуору організм людини потребує для міцності зубної емалі. Тому зубні пасти досить часто містять добавки сполук цього елемента. Йон Хлору входить до складу шлункового соку. Окремі медичні препарати, що діють заспокійливо на нервову систему людини, у своєму складі містять йони Брому. Потрібні організму людини і йодовмісні йони, щоб правильно функціонувала щитоподібна залоза. Якщо в її роботі виникають ускладнення, це негативно позначається на функціонуванні всього організму. Вам, очевидно, доводилося бачити на упаковках із кухонною сіллю напис «йодована». Що це означає? До кухонної солі додано невелику кількість солей Йоду, і в такий спосіб люди можуть поповнити запаси Йоду в своєму організмі.

Які елементи входять до природної родини галогенів?

Поясніть, чому галогени не трапляються у природі у вільному стані.

Дайте характеристику фізичних властивостей галогенів.

Що вам відомо про хімічні властивості галогенів? Як вони змінюються зі збільшенням порядкових номерів хімічних елементів?

Які елементи входять до природної родини інертних елементів? Чому вони мають таку назву?

Дайте характеристику фізичних властивостей і застосування інертних газів.

Випишіть формули складних речовин, що трапляються в тексті параграфа, та позначте над символами елементів валентність атомів.

Укажіть правильну відповідь, що стосується такого переліку речовин: натрій, фтор, калій, бром, гелій, аргон, неон.

А Переважають галогени Б Переважають інертні гази В Переважають лужні метали

Г Галогенів, інертних газів і лужних металів — порівну Установіть відповідність між речовинами та їхніми відносними молекулярними масами:

 

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Ярошенко

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 23-10-2016, 02:09, Переглядів: 4331