Тема 2: Химия элементов VII А группы

1. Какое положение занимают галогены в Периодической системе элементов? Напишите электронные конфигурации атомов этих элементов, разберите их особенности. Какие степени окисления проявляет каждый из этих элементов? Постройте схемы МО для молекул F₂ и Cl₂.

2. Каковы особенности изменения величин электроотрицательности и энергии сродства к электрону в ряду атомов галогенов?

3. Как меняется величина энергии диссоциации молекул Гал₂? Какие выводы можно сделать из этого о химической активности?

4. Чем объясняется повышение температуры плавления и температуры кипения в ряду свободных галогенов?

5. В чем проявляется явление вторичной периодичности, наблюдаемое у галогенов?

6. Как меняется _ΔН⁰_обр (или _ΔG⁰_обр) для галогеноводородов в ряду НF-HI? Каковы кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства галогеноводородов и как они изменяются в этом ряду?

7. Какие формы кислородных кислот хлора, брома и иода Вам известны? Как меняется сила кислот в ряду НОСl-HOBr – HOI? Известны ли эти кислоты в свободном состоянии? Как меняются их окислительно-восстановительные свойства?

8. Какие электроны атомов галогенов принимают участие в образовании химической связи в следующих соединениях: F₂, Cl₂, BrCl, KCl, NaClO₄, K₂BeF₄, KI₃, IClO₄, HClO₄, IF₅, IF₇, Cl₂O? Какие типы гибридизации орбиталей здесь имеют место? Каковы геометрические формы молекул и ионов этих соединений?

9. Как свободные галогены (от фтора до иода) взаимодействует с водой, с кислотами и щелочами?

10. Каковы способы получения свободных галогенов?

11. Каковы лабораторные и промышленные способы получения галогеноводородов?

12. Как изменяются кислотные и окислительные свойства и термическая устойчивость в ряду кислородсодержащих кислот хлора?

13. Почему растворы I₂ в воде, CCl₄, C₂H₅OH имеют различную окраску?

14. Почему следующие реакции протекают различным образом?

KI_(ТВ) + H₂SO₄(98% раствор)→

KI_(ТВ) + H₃PO₄(60% раствор) →

15. Как зависят величины восстановительных потенциалов систем Cl₂/Cl^- (E⁰=1,36 В) и ClO₃^-/Cl₂ (Е⁰=1,48 В) от рН среды?

16. Сравните стандартные энтальпии реакций горения одного моля фосфора до высших производных в кислороде, фторе, хлоре, парах брома. Изменится ли последовательность этих величин при замене фосфора на алюминий?

17. Напишите и обоснуйте схемы синтеза следующих веществ: а) свободных галогенов; б) KClO₃ из KCl; в) ClO₂; г) HIO₃ из I₂; д) HBr из KBr.

Рассмотрите возможность взаимодействия иодида калия с хлором в различных средах и при различных условиях (при комнатной и повышенной температуре, в отсутствие растворителя и в растворах с различным рН, в условиях строгой стехиометрии и при большом избытке одного из реагентов и т.д.). Представьте себе, как Вы проведете опыт в каждом случае, оцените продукты взаимодействия и напишите уравнения реакций.

18. Аналогично рассмотрите возможность взаимодействия хлора с водой.

19. Закончить уравнения реакций и расставить коэффициенты:

Cl₂+I₂------→ KI+KNO₂+H₂SO₄-------→

Cl_2(газ)+I_2(ТВ) -----→ KCl+KNO₂+H₂SO₄-----→

F₂+H₂O------→ KClO₃+KNO₂+H₂SO₄-----→

Cl₂+H₂O-----→ KClO_3(ТВ)+HCl_(конц)---- →

Br₂+NaOH-----→ KClO_3(ТВ)+H₂SO_4(конц)---- →

HCl_(конц)+HNO₃ ----→ NH_3(газ)+Cl_2(газ)---- →

KI_(ТВ)+HNO_3(конц) -----→ PH_3(газ)+Cl_2(газ)----- →

CaOCl_2(ТВ)+HI_(газ) -----→ KГал_(ТВ)+H₂SO_4(конц)---- →

(Гал = F,Cl,Br,I).