Галогены – элементы VIIА группы – фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) и йод (I). Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня галогенов ns2np5.
Поскольку, до завершения энергетического уровня галогенам не хватает всего 1-го электрона, в ОВР они чаще всего проявляют свойства окислителей. Степени окисления галогенов: от «-1» до «+7». Единственный элемент группы галогенов – фтор – проявляет только одну степень окисления «-1» и является самым электроотрицательным элементом.
Получение галогенов и их соединений
Галогены можно получить при электролизе растворов или расплавов галогенидов:
MgCl2 = Mg + Cl2 (расплав)
Наиболее часто галогены получают по реакции окисления галогенводородных кислот:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2↑ +2H2O
K2Cr2O7 + 14HCl = 3Cl2↑ + 2KCl +2CrCl3 +7H2O
2KMnO4 +16HCl = 2MnCl2 +5Cl2↑ +8H2O +2KCl
HF и HCl получают взаимодействием их твердых солей с концентрированной серной кислотой при нагревании:
CaCl2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HCl↑
HBr и HI получить таким нельзя, поскольку эти вещества – сильные восстановители и окисляются серной кислотой:
2KBr + 2H2SO4 = K2SO4 + Br2 + 2H2O + SO2
8KI + 5H2SO4 = 4K2SO4 +4I2 +4H2O + H2S
Поэтому HBr и HI получают гидролизом соответствующих галогенидов фосфора:
P(0) -5e = P(+5)
O2(0) +4e = 2O(2-)
P(0) - восстановитель
O2(0) - окислитель
2) P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (реакция соединения)
3) Н3РО4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O (реакция обмена)
3H(+) + PO4(3-) + 3Na(+) + 3OH(-) = 3Na(+) + PO4(3-) + 3H2O
3Н(+) + 3ОН(-) = 3Н2О
4) 2Na3PO4 + 3CaCl2 = Ca3(PO4)2 + 6NaCl (рнакция обмена)
6Na(+) + 2PO4(3-) + 3Ca(2+) + 6Cl(-) = Ca3(PO4)2 + 6Na(+) + 6Cl(-)
2PO4(3-) + 3Ca(2+) = Ca3(PO4)2
P - фосфор (простое вещество)
O2 - кислород (простое вещество)
P2O5 - оксид фосфора (V), кислотный оксид
Н2О - вода
Н3РО4 - ортофосфорная кислота, кислота
NaOH - гидроксид натрия, основание
Na3PO4 - ортофосфат натрия, средняя соль
CaCl2 - хлорид кальция, средняя соль
NaCl - хлорид натрия, средняя соль
Ca3(PO4)2 - ортофосфат кальция, средняя соль