2. Химические свойства галогенов

Галогены относятся к химически активным веществам. В реакциях с металлами и большинством неметаллов, а также со сложными веществами галогены проявляют сильные окислительные свойства. Наиболее активен в химических реакциях фтор. С увеличением молекулярной массы активность галогенов снижается.

При взаимодействии галогенов с металлами образуются соли: фториды, хлориды, бромиды, иодиды.

 

Фтор реагирует со всеми металлами (даже с золотом и платиной), с большинством — при обычных условиях:

 

${\mathit{Ca}+F}_2={\mathit{CaF}}_2$,

 

${\mathit{2Au}+\mathit{3F}}_2\stackrel{t}{=}{\mathit{2AuF}}_3$.

 

Остальные галогены реагируют с металлами при нагревании:

 

${\mathit{2Fe}+\mathit{3Cl}}_2\stackrel{t}{=}{\mathit{2FeCl}}_3$,

 

${\mathit{Cu}+\mathit{Br}}_2\stackrel{t}{=}{\mathit{CuBr}}_2$,

 

${\mathit{2Al}+\mathit{3I}}_2\stackrel{t}{=}{\mathit{2AlI}}_3$.

В реакциях галогенов с водородом образуются газообразные галогеноводороды.

Фтор взаимодействует с водородом со взрывом с образованием фтороводорода:

 

${H_2+F}_2=\mathit{2HF}$.

 

Смесь хлора с водородом взрывается только при поджигании или освещении. В результате реакции образуется хлороводород:

 

${H_2+\mathit{Cl}}_2\stackrel{t}{=}\mathit{2HCl}$.

 

Бром начинает реагировать с водородом только при нагревании, и реакция происходит без взрыва. Продукт реакции — бромоводород:

 

${H_2+\mathit{Br}}_2\stackrel{t}{=}\mathit{2HBr}$.

 

Реакция иода с водородом идёт медленно даже при нагревании. Иод с водородом образуют газ иодоводород:

 

${H_2+I}_2\stackrel{t}{=}\mathit{2HI}$.

 

На примере этих реакций прослеживается снижение химической активности веществ в ряду:  фтор — хлор — бром — иод.

 

Все галогеноводороды хорошо растворяются в воде. Их растворы представляют собой кислоты:

$\mathit{HF}$ — плавиковая, $\mathit{HCl}$ — соляная, $\mathit{HBr}$ — бромоводородная, $\mathit{HI}$ — иодоводородная.

 

Сила кислот в этом ряду увеличивается. Самая слабая из них — плавиковая кислота, самая сильная — иодоводородная.

В реакциях галогенов с галогенидами проявляется следующая закономерность: более активный галоген вытесняет менее активный из его солей. Так, хлор взаимодействует с водными растворами бромидов и иодидов, выступая в этих реакциях окислителем:

 

${\mathit{2K}\stackrel{-1}{\mathit{Br}}+\stackrel{0}{\mathit{Cl}}}_2={\stackrel{0}{\mathit{Br}}}_2+\mathit{2K}\stackrel{-1}{\mathit{Cl}}$,

 

${\mathit{2Na}\stackrel{-1}{I}+\stackrel{0}{\mathit{Cl}}}_2={\stackrel{0}{I}}_2+\mathit{2Na}\stackrel{-1}{\mathit{Cl}}$.

 

Бром способен вытеснить иод из иодидов, а с хлоридами не реагирует:

 

${\mathit{2K}\stackrel{-1}{I}+\stackrel{0}{\mathit{Br}}}_2={\stackrel{0}{I}}_2+\mathit{2K}\stackrel{-1}{\mathit{Br}}$.

 

У иода способность вытеснять другие галогены отсутствует, так как его окислительные свойства в ряду галогенов самые слабые.

 

Реакции фтора с водными растворами солей невозможны по причине его взаимодействия с водой.