НОМЕНКЛАТУРА ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ

Таблица 1. Номенклатура галогеноводородов

HF HCl HBr HI

Номенклатура Гесса-

Менделеева

Фтористый водород

Хлористый водород

Бромистый водород

Иодистый водород

Номенклатура 30-70 гг.

Фторово-дород

Хлорово-дород

Бромово-дород

Иодоводо-род

Номенклатура IUPAC

Фторид водорода

Хлорид водорода

Бромид водорода

Иодид водорода

Тривиальные названия

Плавико-вая

кислота

Соляная кислота

Бромово-дородная кислота

Йодоводо-родная кислота

КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ

по составу

Сложные бескислородные

вещества по растворимости

в воде

Растворимые

по окраске

Бесцветные

по летучести

Летучие

по устойчивости

Устойчивые

по ОВС

по кислотно-основным свойствам

Слабые окислители, слабые

восстановители

Водные растворы – кислоты

СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ

Стехиометрическая формула: HHal.

атомы Hal

ns2np5

атомы H+

1s1

• • • • H + • Hal : H •Hal : • • • •

модель молекулы с использованием

валентного штриха: H – Hal.

модель электронного строения молекул по

Льюису:

Строение молекул по МВС:

в ряду HF, HCl, HBr, HI - , Есв, lсв, связи полярные.

между атомами H и Hal в молекуле HHal ковалентные, локализованные, полярные связи; механизм образования связей обменный; число σ – связей в молекуле: = 1.

СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ

Электронная диаграмма молекулы НHal:

ns np

nd

Hal

H

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ HHal ПО МЕТОДУ ЛКАО МО НА ПРИМЕРЕ HF

Е

1s2s

H FHF

2s

1s

2px1s

1s2s

2py1sнесв2pz1s

несв 2рz 2рy 2рx

СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ

Строение растворов.В растворах фтороводородной кислоты присутствуют ассоциаты: H3O+, H502

+, HF2, H2F3

и до H5F6 и их

гидротированные формы HF2∙nH2O, H2F3∙mH2O и т.д.

В концентрированных растворах HCl, HBr, HI могут существовать ионные пары, тройники, квадруполи и т.д. типа {[H3O+]·[Cl·nH2O]}, {[H3O+]3·[Cl·nH2O]4}

и др.

ТКР молекулярный Между молекулами галогеноводородов связи Ван-дер-Вальсовые (ориентационные). Исключение: между молекулами HF водородные связи.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВТаблица 2. Термодинамические свойства

HF(газ) HCl(газ) HBr (газ) HI(газ)

ΔΗ 298,

кДж/моль

271,1 92,3 36,0 24,0

S298,

Дж/(моль•К)

174,0 187,0 199,0 206,0

ΔG298,

кДж/моль

273,2 95,3 53,0 1,7

Cp, Дж/(моль•К)

29,13 29,12 29,14 29,16

ΔΗдис.,

кДж/моль

562 431 366 299

pK 3,2 7 9 11В ряду F2, Cl2, Br2, I2 – ΔΗ, S, ΔG, Cp, ΔΗдис., pK.

СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Таблица 3. Стандартные электродные потенциалы

Электродная реакция Стандартный электродный

потенциал Е, В1/2F2 + e- F- + 2,82

1/2Cl2 + e- Cl- + 1,36

1/2Br2 + e- Br + 1,06

1/2I2 + e- I + 0,53

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Таблица 4. Физические свойства

HF HCl HBr HI

1. Агрегатное состояние

(н.у.)

Газ Газ Газ Газ

Органолептические свойства

2. Цвет Б/цв

3. Запах Резкий

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Таблица 4. Физические свойства

Механические свойства

4. Летучесть Высокая

5. Плотность жидкой фазы dж,

г/см3

0,99(13 С) 1,187( 86 C) 2,16 2,8

6. Плотность ρ(н.у.), г/л

1,693 1,639 3,645 5,789

7. tпл, С 83,4 114,0 86,9 50,9

8. tкип, С +19,5 85,1 66,8 35,4

9. Ks, раство-

римость, г

72,0(20 С)

56,1(60 С)

198,20(20 C) 30(100 C)

234(10 C)

10. Ионность связи, %

43 14 12 5

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

H + Halt2 C

HHal∙H2O HHal + H2Ot1 C

HHal HF HCl HBr HI

t1 разл, С < 34,5 15 > 29 > 37

ΔΗдисс.,

кДж/моль

562 431 366 299

pKдисс. 3,2 7 9 11

t2 разл, С 3500 1500 1000 2000

Таблица 5

HHal + HOH H3O+ + Hal (Hal = F, Cl, Br, I)

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O

NaHal + H2O (Hal = F, Cl, Br, I)HHal(разб.) + NaOH(разб.)

2HHal(разб.) + CaCO3 CaHal2 + CO2 + H2O (HHal ≠ HF, при н.у. образуется пленка)

SiF4 + 2H2O4HF(разб.) + SiO2

HF + BF3 HBF4L -основание L - кислота тетрафтороборат

водорода

HCl + AuCl3HAuCl4

Cu(NH3)4SO4 + 4HCl CuSO4 + 4NH4Cl

H2SiF6 +2H2O6HF(конц.) + SiO2

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

HOH H3O+ + Hal

CuO Cu2+

NaOH(разб.) Na+

CaCO3 Ca2+, CO2

SiO2

H2SiF6

Cu(NH3)4SO4

Cu2+, NH4+

SiF4

Растворы - кислоты

MnO2 + 4HCl(конц.)MnCl2 +Cl2+ 2H2O

2CoCl2 + Cl2 + 6H2O2Co(OH)3 + 6HCl

2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O2KMnO4 + 16HCl(конц.)

PbO2 + 4HCl(конц.)PbCl2 +Cl2+ 2H2O

60-80 C2KCl + 2CrCl2 + 3Cl2 + 7H2OK2Cr2O7 + 14HCl(конц.)

KCl + 3Cl2 + 3H2O KClO3 + 6HCl(конц.)

2CrO3 + 12HCl 2CrCl3 +3Cl2 + 6H2O

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

SO2 + Br2 + H2OHBr + SO3

SeO2 + Cl2 + H2OHCl + SeO3

2HHal + Hal22HHal + Hal2

I2 + NO + H2O2HI + NO2

H2S + I2 + H2OHI + SO3

2HBr(конц.) + H2SO4(конц.) Br2 + SO3 + 2H2O

14HI(конц.) + 2H2SO4(конц.) 7I2 + H2S + S + 8H2O

HIO3 + 2NO + H2OHI + 2HNO3

I2 + 2NO2 + 2H2O2HI + 2HNO3

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

слабые восстановители

PbO2Pb2+, Cl2

Co2+, Cl2

Co(OH)3

KMnO4 Mn2+, Cl2

Hal2 Hal2

SeO3 Se4+, Cl2

S4+ (S), Hal2

SO3

Br2, S6+ H2SO4(конц.)

HIO3, N2+

HNO3

I2, N4+

Mg + 2HCl(разб.)MgCl2 + H2

Fe + 2H+ Fe2+ +H2 E1 = 0 ( 0,44) = 0,44 B > 0

2CrO + 6HCl 2CrCl3 + H2 + 2H2O

2Cr(OH)2 + 6HCl 2CrCl3 + H2 + 4H2O

2CrCl3 +H22CrCl2 + 2HCl

2HCl(г.) + Cu CuCl2 + H2600-700 C

3Fe + 2H+ Fe3+ +H2 E2 = 0 ( +0,77) = 0,77 B << 0

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

слабые окислители

Cu 600-700 C

Cu2+, H2

Fe Fe2+ + H2

CrOCr3+, H2

Cr(OH)2

Cr3+, H2

CrCl2Cr3+, H2

ПОЛУЧЕНИЕ

(Hal = Cl, Br, I)2HHalH2 + Hal2

NaCl + H2SO4(конц.)NaHSO4 + HCl

KHal + H3PO4(конц.)KH2PO4 + HHal (Hal = Cl, Br, I)

t C

SiO2∙2H2O +4HClSiCl4 + 4H2O

PHal3 + 3H2O(холл.)H3PO3 + 3HHal (Hal = Cl, Br, I)

CaSO4 + 2HHalCaHal2 + H2SO4(конц.) (Hal = F, Cl)

ПОЛУЧЕНИЕ

PHal3 HHal

(Hal = Cl, Br, I)

Hal2+ H2

KHal

+ H3PO4(конц.), tC

KH2PO4

+ 3H2O(холл.)

H3PO3

CaSO4 + 2HHalCaHal2 + H2SO4(конц.)(Hal = F, Cl)

ПРИМЕНЕНИЕ

получение иодидов;

HF

HBr

HIHCl

окислительное хлорирование органических соединений.

производство соляной кислоты, венилхлоридов, алкилхлоридов;

для травления и полировке металлов, стекла, полупроводников

катализатор органических

реакций

получение F2,

AlF3, фторидов;

разложение фторорганических

соединений

получение фреонов

восстановитель в органическом

синтезе.получение бром

производныхкатализатор

органических реакций.

Фтороводород и хлороводород раздражают слизистые оболочки, вызывают ожоги кожи. Попадая на кожу жидкий фтороводород вызывает язвы, микрозы.

Бромоводород и иодоводород при попадании на кожу вызывают зуд и воспаление.

ТОКСИКОЛОГИЯ

HHal

ПДК в произ-водственных помещениях, мг/м3

HF

0,5

HCl

5

HBr

10

HI