Transcript Приложение 3.

НОМЕНКЛАТУРА ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ
Таблица 1. Номенклатура галогеноводородов
HF
HCl
HBr
HI
Номенклатура Фтористый Хлористый Бромистый Иодистый
Гессаводород
водород
водород
водород
Менделеева
Номенклатура
30-70 гг.
Номенклатура
IUPAC
Фтороводород
Фторид
водорода
Хлороводород
Хлорид
водорода
Бромоводород
Бромид
водорода
Иодоводород
Иодид
водорода
Тривиальные
названия
Плавиковая
кислота
Соляная
кислота
Бромоводородная
кислота
Йодоводородная
кислота
Сложные
бескислородные
вещества
Растворимые
по
растворимости
в воде
по
составу
Бесцветные
по
окраске
КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ
по кислотнопо летучести
основным
свойствам
по
по ОВС
устойчивости
Летучие
Водные
растворы –
Слабые
Устойчивые
кислоты
окислители, слабые
восстановители
атомы H+
1s1
атомы Hal
модель молекулы с
ns2np5
использованием
модель электронного валентного штриха:
строения молекул по
H – Hal.
Стехиометрическая
Льюису:
••
••
формула: HHal.
H  + • Hal :  H  •Hal :
••
••
Строение молекул по МВС:
СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ
 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:
nd
Hal
ns
np
H
СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ HHal ПО МЕТОДУ ЛКАО МО
НА ПРИМЕРЕ HF
Е
H
HF
F
1s2s
1s
2pz1sнесв 2py1sнесв
2рz 2рy 2рx
2px1s
2s
1s2s
Между молекулами
галогеноводородов связи Ван-дерВальсовые (ориентационные).
Исключение: между молекулами HF
водородные связи.
ТКР  молекулярный
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.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЛОГЕНОВОДОРОДОВ
Таблица 2. Термодинамические свойства
HF(газ)
HCl(газ)
HBr (газ)
ΔΗ 298,
кДж/моль
 271,1
 92,3
 36,0
HI(газ)
24,0
S298,
Дж/(моль•К)
174,0
187,0
199,0
206,0
ΔG298,
кДж/моль
 273,2
 95,3
 53,0
1,7
Cp,
Дж/(моль•К)
ΔΗдис.,
кДж/моль
pK
29,13
29,12
29,14
29,16
562
431
366
299
3,2
7
9
 11
В ряду F2, Cl2, Br2, I2 – ΔΗ, S, ΔG, Cp, ΔΗдис., pK.
СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
Таблица 3. Стандартные электродные потенциалы
Электродная реакция
1/2F2 + e-  F1/2Cl2 + e-  Cl1/2Br2 + e-  Br
1/2I2 + e-  I
Стандартный
электродный
потенциал Е, В
+ 2,82
+ 1,36
+ 1,06
+ 0,53
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Таблица 4. Физические свойства
1. Агрегатное
состояние
(н.у.)
HF
Газ
HCl
Газ
HBr
Газ
Органолептические свойства
2. Цвет
3. Запах
Б/цв
Резкий
HI
Газ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Таблица 4. Физические свойства
4. Летучесть
5. Плотность
жидкой
фазы dж,
г/см3
Механические свойства
Высокая
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
8. tкип, С
9. Ks, растворимость, г
10. Ионность
связи, %
83,4
+19,5
114,0
85,1
72,0(20 С)
56,1(60 С)
14
86,9
66,8
198,20(20 C)
30(100 C)
12
50,9
35,4
234(10 C)

43
5
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ
HHal∙H2O
t1 C
HHal + H2O
t2 C
H + Hal
Таблица 5
HHal
HF
HCl
HBr
HI
t1 разл, С
ΔΗдисс.,
кДж/моль
<  34,5
562
 15
431
>  29
366
>  37
299
pKдисс.
3,2
t2 разл, С
 3500
7
 1500
9
 1000
 11
 2000
КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
HHal + HOH
H3O+ + Hal
CuO + 2HCl
HHal(разб.) + NaOH(разб.)
2HHal(разб.) + CaCO3
4HF(разб.) + SiO2
(Hal = F, Cl, Br, I)
CuCl2 + H2O
NaHal + H2O
(Hal = F, Cl, Br, I)
CaHal2 + CO2 + H2O
SiF4 + 2H2O
(HHal ≠ HF,
при н.у.
образуется пленка)
КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
6HF(конц.) + SiO2
HF
+
L -основание
H2SiF6 +2H2O
BF3
L - кислота
HCl + AuCl3
Cu(NH3)4SO4 + 4HCl
HBF4
тетрафтороборат
водорода
HAuCl4
CuSO4 + 4NH4Cl
КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
Растворы - кислоты
SiF4
HOH
SiO2
CuO
H2SiF6
Cu2+, NH4+
Cu(NH3)4SO4
NaOH(разб.)
CaCO3
H3O+ + Hal
Cu2+
Na+
Ca2+, CO2
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
2CrO3 + 12HCl
2CrCl3 +3Cl2 + 6H2O
PbO2 + 4HCl(конц.)
PbCl2 +Cl2+ 2H2O
MnO2 + 4HCl(конц.)
MnCl2 +Cl2+ 2H2O
2Co(OH)3 + 6HCl
2CoCl2 + Cl2 + 6H2O
K2Cr2O7 + 14HCl(конц.)
2KMnO4 + 16HCl(конц.)
KClO3 + 6HCl(конц.)
60-80 C
2KCl + 2CrCl2 + 3Cl2 + 7H2O
2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
KCl + 3Cl2 + 3H2O
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
2HHal + Hal2
HCl + SeO3
2HI + NO2
HBr + SO3
HI + SO3
2HHal + Hal2
SeO2 + Cl2 + H2O
I2 + NO + H2O
SO2 + Br2 + H2O
H2S + I2 + H2O
2HBr(конц.) + H2SO4(конц.)
14HI(конц.) + 2H2SO4(конц.)
Br2 + SO3 + 2H2O
7I2 + H2S + S + 8H2O
2HI + 2HNO3
I2 + 2NO2 + 2H2O
HI + 2HNO3
HIO3 + 2NO + H2O
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
слабые восстановители
Pb2+,
Cl2
Hal2
I2, N4+
PbO2
Co(OH)3
Hal2
KMnO4
HNO3
SeO3
HIO3, N2+
Br2, S6+
Co2+, Cl2
Mn2+, Cl2
Se4+, Cl2
H2SO4(конц.)
SO3
S4+ (S), Hal2
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
2HCl(г.) + Cu
600-700 C
Mg + 2HCl(разб.)
Fe + 2H+
3Fe + 2H+
2CrO + 6HCl
2Cr(OH)2 + 6HCl
2CrCl2 + 2HCl
CuCl2 + H2
MgCl2 + H2
E1 = 0  ( 0,44) = 0,44 B > 0
Fe2+ +H2
Fe3+ +H2
E2 = 0  ( +0,77) = 0,77 B << 0
2CrCl3 + H2 + 2H2O
2CrCl3 + H2 + 4H2O
2CrCl3 +H2
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
слабые окислители
Cu 600-700 C
Cr3+, H2
Cu2+, H2
CrCl2
Fe
Fe2+ + H2
Cr(OH)2
Cr3+, H2
CrO
Cr3+, H2
ПОЛУЧЕНИЕ
H2 + Hal2
2HHal
CaSO4 + 2HHal
CaHal2 + H2SO4(конц.)
SiCl4 + 4H2O
PHal3 + 3H2O(холл.)
(Hal = F, Cl)
NaHSO4 + HCl
NaCl + H2SO4(конц.)
KHal + H3PO4(конц.)
(Hal = Cl, Br, I)
t C
KH2PO4 + HHal (Hal = Cl, Br, I)
SiO2∙2H2O +4HCl
H3PO3 + 3HHal (Hal = Cl, Br, I)
ПОЛУЧЕНИЕ
CaHal2 + H2SO4(конц.)
Hal2
CaSO4 + 2HHal
(Hal = F, Cl)
+ H2
HHal
+ 3H2O(холл.)
(Hal = Cl, Br, I)
+ H3PO4(конц.), tC
KHal
 KH2PO4
 H3PO3
PHal3
ПРИМЕНЕНИЕ
катализатор
получение F2,
органических
AlF3, фторидов;
реакций
получени
для травления и полировке
разложение
е фреонов
металлов, стекла,
фторорганических
полупроводников
соединений
производство
соляной кислоты,
венилхлоридов,
алкилхлоридов;
получение
иодидов;
HF
HCl
окислительное
хлорирование
органических получение бром
соединений.
производных
HI
HBr
восстановитель в
органическом
синтезе.
катализатор
органических реакций.
Бромоводород и
иодоводород при попадании
на кожу вызывают зуд и
воспаление.
Фтороводород и хлороводород
раздражают слизистые оболочки,
вызывают ожоги кожи. Попадая
на кожу жидкий фтороводород
вызывает язвы, микрозы.
ТОКСИКОЛОГИЯ
HHal
HF
HCl
HBr
HI
ПДК в производственных
помещениях,
мг/м3
0,5
5
10
