ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
ELEMENTI 17.(VIIa) GRUPE PSE– HALOGENI ELEMENTI
OPŠTE KARAKTERISTIKE
 Elementi 17. (VIIa) grupe PSE nazivaju se halogenim elementima. Naziv potiče od
grčkih reči halos genezis – grade soli.
 U ovu grupu spadaju nemetali: fluor, hlor, brom, jod i metaloid astat.
2
2
5
fluor
9
F
1s 2s 2p
hlor
17
Cl
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
brom
35
Br
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
jod
53
I
astat
85
At
2
2
6
2
6
2
10
5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5
2
2
6
2
6
2
10
6
2
10
6
2
14
10
5
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p
 Zajednička konfiguracija za elemente ove grupe je ns2 np5.
 Pošto im do stabilne konfiguracije nedostaje jedan elektron, dolazi do udruživanja
svojih nesparenih elektrona u zajednički elektronski par (pomoću nepolarne
kovalentne veze) i grade dvo-atomne molekule: F2, Cl2, Br2 i I2.
 Fluor i hlor su gasovi, brom je tečnost, a jod je čvrstog agregatnog stanja.
 Između molekula elemenata su slabe privlačne sile i njihova jačina raste u grupi.
 Tačka ključanja u grupi raste, kao i tačka topljenja, zbog porasta zapremine atoma, a i
jačine Vandervalsovih sila.
 Imaju visok afinitet prema elektronu i energiju jonizacije.
 Elektronegativnost i energija jonizacije opada u grupi. Najviše je elektronegativan
fluor od svih elemenata.
 Izuzetno su reaktivni i reaktivnost im opada u grupi.
 Jaka su oksidaciona sredstva. Oksidaciona sposobnost opada u grupi.
 Stupaju u reakciju sa gotovo svim elementima.
 U prirodi se javljaju samo u obliku jedinjenja sa minimalnim oksidacionim brojem -1
i maksimalnim +7 (izuzev fluora koji ima samo -1).
1
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
FLUOR I JEDINJENJA FLUORA
 Nalaženje u prirodi:
- Nema ga u elementarnom stanju jer je veoma reaktivan, već se javlja isključivo u
obliku jedinjenja (minerala fluorita CaF2 i u kriolitu Na3AlF6).
 Dobijanje:
- Fluor je najjače oksidaciono sredstvo. U industrji se dobija anodnom oksidacijom
kalijum fluorida u bezvodnom fluorovodoniku.
to
K + + FKF
F-
+
HF2-
HF
K (-) : 2 HF + 2 e
-
A (+) :2 HF2 - 2 e
H2 + 2 F
oksidacija
F2 + 2HF
 Fizičke osobine:
- Gas žuto-zelene boje, zagušljiv, otrovan, izuzetno je reaktivan, od halogenih
elemenata najreaktivniji.
 Hemijske osobine:
- Reaguje sa vodonikom i vodom:
F2 + H2
F2
-
+
H2O
2HF
2HF + O
Reaguje sa metalima gradeći jedinjenja jonskog tipa.
 Primena:
- Koristi se za sintezu uran-heksafluorida, UF6, koji se primenjuje pri izradi
nuklearnog oružja.
 U svim jedinjenjima, fluor ima oksidacioni broj -1. Najznačajnije jedinjenje je
fluorovodonik, HF. Čuva se u flašama jer nagriza staklo.
 U industriji se dobija dejstvom sumporne kiseline na mineral fluorit.
CaF2
H2SO4
+
2 HF
CaSO4
+
 Osobine: Bezbojan HF je bezbojna higroskopna tečnost (upija vlagu), dobro se
rastvara u vodi i daje fluorovodoničnu kiselinu:
HF
+
H2O
H3O+
+
F-
 HF spada u jednobazne, slabe, nekiseonične kiseline. Soli ove kiseline su fluoridi.
H2O
+
H + F
HF
2
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
HLOR I JEDINJENJA HLORA
 Nalaženje u prirodi:
- Nema ga u elementarnom stanju nego u obliku jedinjenja NaCl- natrijum-hlorid
(kuhinjska so), KCl-silvin, karnalit KBr.MgBr2.6H2O.
 Dobijanje:
- Industrijsko dobijanje: Dobija se elektrolizom rastopa NaCl:
to
Na+ + ClNaCl
+
K (-) : Na + e
-
A (+) :2 Cl
-
Nao
Cl2o
- 2e
Laboratorijsko dobijanje: u laboratoriji se dobija oksidacijom hlorovodonične
kiseline pomoću kalijum-permanganata ili mangan-dioksida kao oksidacionog
sredstva.
+1 -1
o
+1 +7 -2
16 HCl + 2 KMnO4
-
- 2e
7+
+ 5e
2 Cl
Mn
Cl2o
2+
Mn
o
+4 -2
+1 -1
-
- 2e
4+
+ 2e
Mn
+2 -1
+1 -2
oksidacija
5
redukcija
2
+2 -1
10
+1 -2
Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
4 HCl + MnO2
2 Cl
+1 -1
5 Cl2 + 2KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O
Cl2o
2+
Mn
oksidacija
1
redukcija
1
2
 Fizičke osobine:
- Gas žuto-zelene boje, zagušljiv, otrovan, manje reaktivan od fluora.
 Hemijske osobine:
- Reaguje sa vodonikom na sunčevoj svetlosti ili na blago povišenoj temperaturi
gradeći hlorovodonik.
Cl2 + H2
2HCl
-
Rastvara se u vodi gradeći hlornu vodu koja je dezinfekciono sredstvo.
Cl2 + H2O
HCl + HClO
3
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
-
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
Hlor reaguje sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima gradeći soli hlorida.
2Na (s) + Cl2 (g)
2 NaCl (s)
Ca (s) + Cl2 (g)
-
-
Na isti način reaguju antimon, bakar i kalaj.
2 Sb (s) +3Cl2 (g)
svetlost
2HCl (g)
(g)
Mehanizam ove reakcije je radikalski.
svetlost
-
2SbCl3 (s)
Hlor reaguje sa vodonikom u prisustvu svetlosti.
Cl2 (g) + H2
-
CaCl2 (s)
(1)
Cl + Cl
2 Cl .
(2)
Cl . + H2
HCl + H .
(3)
H . + Cl2
HCl + Cl .
Pod dejstvom svetlosti molekul hlora se razlaže na dva radikala hlora. Radikal
hlora u drugoj fazi reakcije reaguje sa molekulom vodonika gradeći gas
hlrovodonik uz oslobađanje radikala hlorovodonika. Reakcija se odvija lančano
sve dok ima vodonika i hlora.
 Primena:
- Koristi se za beljenje industrijske celuloze, papira, pamuka i lana, za dezinfekciju
vode, za dobijanje hlornog kreča, broma, insekticida, boja, bojnih otrova.
 U svim jedinjenjima, hlor ima oksidacioni broj -1. Najznačajnije jedinjenje je
hlorovodonik, HCl.
 Dobija se delovanjem cc sumporne kiseline na natrijum-hlorid uz zagrevanje.
NaCl
+ cc H2SO4
NaHSO4 + HCl
(s)
NaHSO4 + NaCl
to
Na2SO4 + HCl
 Osobine: Rastvaranje hlorovodonika u vodi nastaje hlorovodonična kiselina. Soli
hlorovodonične kiseline nazivaju se hloridi.
HCl (g) + H2O (l)
H3O+(aq) + Cl- (aq)
 Smeša cc HCl i cc HNO3 u odnosu 3:1 naziva se “carska voda”; rastvara sve metale
uključujući i plemenite.
Hg +2 cc HCl +2cc HNO3
HgCl2 + 2NO2 + 2 H2O
4
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
BROM I JEDINJENJA BROMA
 Nalaženje u prirodi:
- Nema ga u elementarnom stanju, javlja se isključivo u obliku jedinjenja bromkarnalit KBr.MgBr2.6H2O.
- Ima ga u mineralnim vodama kao rastvor.
 Dobijanje:
- Brom se jednostavno dobija uvođenjem hlora u rastvor kalijm-bromida:
2 KBr + Cl2
Br2 + 2 KCl
 Fizičke osobine:
- Mrko-crvena tečnost, lako isparljiva, pare broma su otrovne, slabo se rastvara u
vodi,manje je reaktivan od hlora.
 Hemijske osobine:
- Reaguje sa vodonikom iznad 100oC , gradeći brom-vodonik.
o
t > 100
Br2 + H2
-
Gradi jedinjenja oksidacionog broja -1, a maksimalnog +7.
HBr rastvaranjem u vodi daje bromovodoničnu kiselinu, a soli su bromidi.
HBr + H2O
-
2 HBr
H3O+
+
Br-
HBrO2 – bromasta kiselina (bromiti) – postoji, ali je jako nepostojana.
HBrO3 – bromna kiselina (bromati)
HBrO4 – perbromna kiselina (perbromati).
 Primena:
- Koristi se u farmaceutskoj i hemijskoj industriji i za izradu fotografske emulzije.
5
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
JOD I JEDINJENJA JODA
 Nalaženje u prirodi:
- Samo u vidu jedinjenja, zato što je jako reaktivan.
- U rastvoru se nalazi u morskoj vodi i mineralnim vodama.
 Dobijanje:
- Jod se dobija iz kalijum jodina uz dodavanje hlora ili broma:
2 KI + Cl2
I2 + 2 KCl
2 KI + Br2
I2 + 2 KBr
 Fizičke osobine:
- Čvrsta supstanca tamno sive boje, metalnog sjaja, jako se slabo rastvara u vodi, ali
se dobro rastvara u alkoholu.
 Hemijske osobine:
- Na visokim temperaturama reaguje sa vodonikom:
t > 300
H2 + I2
-
o
2 HI
kat.
Kiseline su iste kao kod broma.
 Primena:
- Koristi se u medicini kao antiseptik u vidu jodne tinkture ili jodoforma koji služi
za ispiranje rana.
6
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
KISEONIČNE KISELINE HALOGENIH ELEMENATA
 Svi halogeni elementi (osim fluora) grade jedinjenja sa pozitivnim oksidacionim
brojevima.
 Stabilna su jedinjenja sa neparnim oksidacionim brojevima +1,+3, +5 i +7.
FORMULA
NAZIV
SOLI
ANHIDRID
HClO
Hipohlorasta
HClO2
Hlorasta
HClO3
Hlorna
HClO4
perhlorna
Hipohloriti
ClOHloriti
ClO2Hlorati
ClO3Perhlorati
ClO4-
Cl2O
Hlor(I)-oksid
Cl2O3
Hlor(III)-oksid
Cl2O5
Hlor(V)-oksid
Cl2O7
Hlor(VII)-oksid
 Sve su jednobazne i daju samo jednu kiselinu.
HCl
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
H2O
H2O
-
+
+ Cl
+
+ ClO
H
H
-
H2O
H+ + ClO2
H2O
H+ + ClO3
H2O
H+ + ClO4
 Reaktivnost ovih kiselina raste od fluora prema jodu.
 Jačina ovih kiselina raste od hipohloraste do perhlorne.
7
ELEMENTI 17. GRUPE PSE
2. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer
ELEMENTI 17. GRUPE PSE – pitanja i zadaci
1. Halogeni elementi- opšte karakteristike.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Fluor- mesto u PSE.
Fluor- nalaženje u prirodi.
Fluor- dobijanje.
Fluor- fizičke osobine.
Fluor- hemijske osobine.
Fluor- primena.
Jedinjenja fluora.
9. Hlor- mesto u PSE.
10. Hlor- nalaženje u prirodi.
11. Hlor- dobijanje.
12. Hlor- fizičke osobine.
13. Hlor- hemijske osobine.
14. Hlor- primena.
15. Jedinjenja hlora.
16. Brom- mesto u PSE.
17. Brom- nalaženje u prirodi.
18. Brom- dobijanje.
19. Brom- fizičke osobine.
20. Brom- hemijske osobine.
21. Brom- primena.
22. Jedinjenja broma.
23. Jod- mesto u PSE.
24. Jod- nalaženje u prirodi.
25. Jod- dobijanje.
26. Jod- fizičke osobine.
27. Jod- hemijske osobine.
28. Jod- primena.
29. Jedinjenja joda.
30. Kiseonične kiseline- nazivi, oksidi, soli, osobine, oksidacioni brojevi.
REFERATI ZA OBLAST HALOGENI ELEMENTI
1. Oksidaciono dejstvo hlora i njegova primena u životu.
2. Jod i njegova primena u medicini.
8
Download

ELEMENTI 17. GRUPE PSE 2. razred gimnazije