Mažiausiai stiprus cheminis ryšys fluoro molekulėje. Cheminis ryšys. Fluoro molekulėje yra cheminis ryšys. Cheminis ryšys Fluoro molekulėje – cheminė medžiaga
Laisvąjį fluorą sudaro dviatomės molekulės. Cheminiu požiūriu fluoras gali būti apibūdinamas kaip vienavalentis nemetalas, be to, pats aktyviausias iš visų nemetalų. Taip yra dėl daugelio priežasčių, įskaitant lengvą F 2 molekulės skaidymą į atskirus atomus – tam reikalinga energija yra tik 159 kJ/mol (palyginti su 493 kJ/mol O 2 ir 242 kJ/mol C. 12). Fluoro atomai turi didelį elektronų giminingumą ir yra santykinai mažo dydžio. Todėl jų valentiniai ryšiai su kitų elementų atomais yra stipresni už panašius kitų metaloidų ryšius (pavyzdžiui, energijos H-F ryšiai yra – 564 kJ/mol, palyginti su 460 kJ/mol N-O jungtys ir 431 kJ/mol H-C1 ryšiui).
F-F ryšiui būdingas 1,42 A branduolio atstumas. Fluoro terminei disociacijai skaičiuojant buvo gauti šie duomenys:
Fluoro atomas pagrindinėje būsenoje turi išorinio elektronų sluoksnio 2s 2 2p 5 struktūrą ir yra vienavalentis. Trivalentės būsenos sužadinimas, susijęs su vieno 2p elektrono perkėlimu į 3s lygį, reikalauja 1225 kJ/mol sąnaudų ir praktiškai nerealizuojamas.
Apskaičiuota, kad neutralaus fluoro atomo elektronų giminingumas yra 339 kJ/mol. Jonas F – pasižymi efektyviu 1,33 A spinduliu ir 485 kJ/mol hidratacijos energija. Fluoro kovalentiniam spinduliui paprastai imama 71 pm reikšmė (t. y. pusė tarpbranduolinio atstumo F 2 molekulėje).
Cheminis ryšys yra elektroninis reiškinys, kai bent vienas elektronas, buvęs savo branduolio jėgos lauke, atsiduria kito branduolio jėgos lauke arba tuo pačiu metu keliuose branduoliuose.
Dauguma paprastų medžiagų ir visos sudėtingos medžiagos (junginiai) susideda iš atomų, kurie tam tikru būdu sąveikauja tarpusavyje. Kitaip tariant, tarp atomų susidaro cheminis ryšys. Susidarius cheminiam ryšiui energija visada išsiskiria, t.y., susidariusios dalelės energija turi būti mažesnė už bendrą pradinių dalelių energiją.
Elektrono perėjimas iš vieno atomo į kitą, dėl kurio susidaro priešingai įkrauti jonai su stabilia elektronine konfigūracija, tarp kurių susidaro elektrostatinė trauka, yra paprasčiausias joninio ryšio modelis:
X → X + + e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-
Hipotezę apie jonų susidarymą ir elektrostatinės traukos atsiradimą tarp jų pirmasis iškėlė vokiečių mokslininkas W. Kossel (1916).
Kitas sujungimo modelis yra elektronų pasidalijimas dviem atomais, dėl ko taip pat susidaro stabilios elektroninės konfigūracijos. Toks ryšys vadinamas kovalentiniu, jo teoriją 1916 metais pradėjo kurti amerikiečių mokslininkas G. Lewisas.
Bendras abiejų teorijų taškas buvo dalelių, turinčių stabilią elektroninę konfigūraciją, sutampančią su tauriųjų dujų elektronine konfigūracija, susidarymas.
Pavyzdžiui, susidarant ličio fluoridui, realizuojamas joninis ryšio susidarymo mechanizmas. Ličio atomas (3 Li 1s 2 2s 1) praranda elektroną ir virsta katijonu (3 Li + 1s 2), kurio elektronų konfigūracija yra helio. Fluoras (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) priima elektroną, sudarydamas anijoną (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) su neono elektronine konfigūracija. Tarp ličio jono Li + ir fluoro jono F - atsiranda elektrostatinė trauka, dėl kurios susidaro naujas junginys - ličio fluoridas.
Susidarius vandenilio fluoridui, vienintelis vandenilio atomo elektronas (1s) ir neporinis fluoro atomo elektronas (2p) yra abiejų branduolių – vandenilio atomo ir fluoro atomo – veikimo lauke. Taigi susidaro bendra elektronų pora, o tai reiškia elektronų tankio persiskirstymą ir maksimalaus elektronų tankio atsiradimą. Dėl to du elektronai dabar yra susieti su vandenilio atomo branduoliu (elektroninė helio atomo konfigūracija), o aštuoni išorinio energijos lygio elektronai yra susieti su fluoro branduoliu (neono atomo elektronine konfigūracija):
Tai žymima vienu brūkšneliu tarp elementų simbolių: H-F.Ryšys, kurį atlieka viena elektronų pora, vadinamas viengubu ryšiu.
Dviejų elektronų apvalkalų susidarymas ličio jonui ir vandenilio atomui yra ypatingas atvejis.Tendencija suformuoti stabilų aštuonių elektronų apvalkalą, perkeliant elektroną iš vieno atomo į kitą (joninis ryšys) arba dalijantis elektronais (kovalentinis ryšys), vadinamas okteto taisykle.
Tačiau yra junginių, kurie nesilaiko šios taisyklės. Pavyzdžiui, berilio fluorido BeF 2 berilio atomas turi tik keturių elektronų apvalkalą; boro atomui būdingi šeši elektronų apvalkalai (taškai rodo išorinio energijos lygio elektronus):
Tuo pačiu metu junginiuose, tokiuose kaip fosforo (V) chloridas ir sieros (VI) fluoridas, jodo (VII) fluoridas, centrinių atomų elektronų apvalkaluose yra daugiau nei aštuoni elektronai (fosforas - 10; siera - 12; jodas - 14):
Daugumoje d elementų jungtukų okteto taisyklės taip pat nepaisoma.
Visuose aukščiau pateiktuose pavyzdžiuose tarp skirtingų elementų atomų susidaro cheminis ryšys; jis vadinamas heteroatominiu. Tačiau kovalentinis ryšys gali susidaryti ir tarp identiškų atomų. Pavyzdžiui, vandenilio molekulė susidaro dalijantis 15 kiekvieno vandenilio atomo elektronų, todėl kiekvienas atomas įgauna stabilią dviejų elektronų elektroninę konfigūraciją. Oktetas susidaro formuojantis kitų paprastų medžiagų, tokių kaip fluoras, molekulėms:
Cheminis ryšys taip pat gali būti sudarytas socializuojant keturis ar šešis elektronus. Pirmuoju atveju susidaro dviguba jungtis, kuri yra dvi apibendrintos elektronų poros, antruoju - triguba jungtis (trys apibendrintos elektronų poros).
Pavyzdžiui, susidarius azoto molekulei N 2, socializuojant šešiems elektronams susidaro cheminis ryšys: trys nesuporuoti p elektronai iš kiekvieno atomo. Norint pasiekti aštuonių elektronų konfigūraciją, sudaromos trys bendros elektronų poros:
Dvigubas ryšys žymimas dviem brūkšneliais, trigubas – trimis. Azoto molekulė N 2 gali būti pavaizduota taip: N≡N.
Dviatominėse molekulėse, kurias sudaro vieno elemento atomai, didžiausias elektronų tankis yra tarpbranduolinės linijos viduryje. Kadangi atomų krūviai nėra atskirti, tokio tipo kovalentinis ryšys vadinamas nepoliniu. Heteroatominis ryšys visada yra daugiau ar mažiau polinis, nes didžiausias elektronų tankis pasislenka link vieno iš atomų, dėl ko jis įgauna dalinį neigiamą krūvį (žymimas σ-). Atomas, nuo kurio pasislenka elektronų tankio maksimumas, įgyja dalinį teigiamą krūvį (žymimas σ+). Elektriškai neutralios dalelės, kurių dalinio neigiamo ir dalinio teigiamo krūvio centrai erdvėje nesutampa, vadinamos dipoliais. Ryšio poliškumas matuojamas dipolio momentu (μ), kuris yra tiesiogiai proporcingas krūvių dydžiui ir atstumui tarp jų.
Ryžiai. Scheminis dipolio vaizdas
Naudotos literatūros sąrašas
- Popkovas V. A., Puzakovas S. A. Bendroji chemija: vadovėlis. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 p.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Su. 32-35]
1916 metais buvo pasiūlytos pirmosios itin supaprastintos molekulių sandaros teorijos, kuriose panaudotos elektroninės reprezentacijos: amerikiečių fizikinio chemiko G. Lewiso (1875-1946) ir vokiečių mokslininko W. Kosselio teorija. Remiantis Lewiso teorija, cheminės jungties susidarymas dviatomėje molekulėje apima dviejų atomų valentingus elektronus vienu metu. Todėl, pavyzdžiui, vandenilio molekulėje vietoj valentinio prado jie pradėjo piešti elektronų porą, kuri sudaro cheminį ryšį:
Cheminis ryšys, kurį sudaro elektronų pora, vadinamas kovalentiniu ryšiu. Vandenilio fluorido molekulė pavaizduota taip:
Skirtumas tarp paprastų medžiagų (H2, F2, N2, O2) ir sudėtingų medžiagų (HF, NO, H2O, NH3) molekulių yra tas, kad pirmosios neturi dipolio momento, o antrosios turi. Dipolio momentas m apibrėžiamas kaip krūvio q absoliučios vertės ir atstumo tarp dviejų priešingų krūvių r sandauga:
Dviatominės molekulės dipolio momentą m galima nustatyti dviem būdais. Pirma, kadangi molekulė yra elektriškai neutrali, bendras teigiamas molekulės krūvis Z yra žinomas (it yra lygi sumai atomų branduolių krūviai: Z "= ZA + ZB). Žinodami tarpbranduolinį atstumą re, galite nustatyti molekulės teigiamo krūvio svorio centro vietą. Iš eksperimento randama molekulės reikšmė m. Todėl , galite rasti r" - atstumą tarp teigiamo ir bendro neigiamo molekulės krūvio svorio centrų:
Antra, galime daryti prielaidą, kad kai elektronų pora, sudaranti cheminį ryšį, yra išstumta į vieną iš atomų, tam tikras neigiamas krūvis -q "atsiranda ant šio atomo, o krūvis + q" atsiranda antrajam atomui. Atstumas tarp atomų yra:
HF molekulės dipolio momentas yra 6,4h 10-30 clh m, H-F atstumas yra lygus 0,917× 10-10 m. Apskaičiavus q „gaunama: q“ = 0,4 elementarus krūvis (ty elektrono krūvis). Kadangi fluoro atome atsirado perteklinis neigiamas krūvis, tai reiškia, kad elektronų pora, kuri sudaro cheminį ryšį HF molekulėje, yra perkelta į fluoro atomą. Toks cheminis ryšys vadinamas kovalentiniu poliniu ryšiu. A2 tipo molekulės neturi dipolio momento. Cheminiai ryšiai, sudarantys šias molekules, vadinami kovalentiniai nepoliniai ryšiai.
Kosselio teorija buvo pasiūlyta apibūdinti aktyvių metalų (šarminių ir šarminių žemių) ir aktyvių nemetalų (halogenų, deguonies, azoto) sudarytas molekules. Išoriniai metalo atomų valentiniai elektronai yra toliausiai nutolę nuo atomo branduolio, todėl juos gana silpnai išlaiko metalo atomas. Prie atomų cheminiai elementai esančioje toje pačioje Periodinės sistemos eilėje, judant iš kairės į dešinę, branduolio krūvis visą laiką didėja, o tame pačiame elektronų sluoksnyje išsidėsto papildomi elektronai. Tai veda prie to, kad išorinis elektronų apvalkalas susitraukia ir elektronai vis tvirčiau laikosi atome. Todėl MeX molekulėje atsiranda galimybė perkelti silpnai išlaikytą išorinį metalo valentinį elektroną su energijos sąnaudomis, lygiomis jonizacijos potencialui, į nemetalinio atomo valentinį elektronų apvalkalą, išskiriant energiją, lygią elektrono afinitetui. . Dėl to susidaro du jonai: Me+ ir X-. Šių jonų elektrostatinė sąveika yra cheminė jungtis. Šis ryšio tipas vadinamas joninės.
Jei poromis nustatytume MeX molekulių dipolio momentus, paaiškėtų, kad metalo atomo krūvis ne visiškai persikelia į nemetalinį atomą, o cheminis ryšys tokiose molekulėse geriau apibūdinamas kaip kovalentinis labai polinis ryšys. Teigiami metalų katijonai Me + ir neigiami nemetalų atomų anijonai X- dažniausiai egzistuoja šių medžiagų kristalų kristalinės gardelės vietose. Bet šiuo atveju kiekvienas teigiamas metalo jonas pirmiausia elektrostatiškai sąveikauja su artimiausiais nemetaliniais anijonais, paskui su metalo katijonais ir pan. Tai yra, joniniuose kristaluose cheminiai ryšiai yra delokalizuojami, ir kiekvienas jonas galiausiai sąveikauja su visais kitais jonais, patenkančiais į kristalą, kuris yra milžiniška molekulė.
Kartu su tiksliai apibrėžtomis atomų charakteristikomis, tokiomis kaip atomų branduolių krūviai, jonizacijos potencialai, elektronų afinitetas, chemijoje naudojamos ir mažiau apibrėžtos charakteristikos. Vienas iš jų yra elektronegatyvumas. Ją į mokslą įvedė amerikiečių chemikas L. Paulingas. Pirmiausia panagrinėkime pirmųjų trijų periodų elementų duomenis apie pirmąjį jonizacijos potencialą ir elektronų afinitetą.
Jonizacijos potencialų ir elektronų afiniteto dėsningumus visiškai paaiškina atomų valentinių elektronų apvalkalų struktūra. Izoliuoto azoto atomo afinitetas elektronams yra daug mažesnis nei šarminių metalų atomų, nors azotas yra aktyvus nemetalas. Būtent molekulėse, sąveikaudamas su kitų cheminių elementų atomais, azotas įrodo, kad jis yra aktyvus nemetalas. Būtent tai bandė padaryti L. Paulingas, įvesdamas „elektronegatyvumą“ kaip cheminių elementų atomų gebėjimą formuojantis išstumti elektronų porą į save. kovalentiniai poliniai ryšiai. Cheminių elementų elektronegatyvumo skalę pasiūlė L. Paulingas. Didžiausią elektronegatyvumą savavališkuose bedimensiuose vienetuose jis priskyrė fluorui – 4,0, deguoniui – 3,5, chlorui ir azotui – 3,0, bromui – 2,8. Atomų elektronegatyvumo kitimo pobūdis visiškai atitinka dėsnius, išreikštus periodinėje sistemoje. Todėl sąvokos naudojimas elektronegatyvumas"tiesiog verčia į kitą kalbą tuos metalų ir nemetalų savybių kitimo modelius, kurie jau atsispindi periodinėje sistemoje.
Daugelis kietos būsenos metalų yra beveik tobulai suformuoti kristalai.. Kristalinės gardelės mazguose yra atomai arba teigiami metalo jonai. Tų metalo atomų, iš kurių susidarė teigiami jonai, elektronai elektronų dujų pavidalu yra erdvėje tarp kristalinės gardelės mazgų ir priklauso visiems atomams ir jonams. Jie nustato metalams būdingą metalinį blizgesį, didelį elektros laidumą ir šilumos laidumą. A tipas vadinamas cheminiu ryšiu, kurį atlieka socializuoti elektronai metalo kristalemetalinis ryšys.
1819 metais prancūzų mokslininkai P. Dulongas ir A. Petit eksperimentiškai nustatė, kad beveik visų kristalinės būsenos metalų molinė šiluminė talpa yra 25 J/mol. Dabar galime lengvai paaiškinti, kodėl taip yra. Metalų atomai kristalinės gardelės mazguose visada juda – jie atlieka svyruojančius judesius. Šį sudėtingą judesį galima išskaidyti į tris paprastus svyruojančius judesius trijose viena kitai statmenose plokštumose. Kiekvienas svyruojantis judėjimas turi savo energiją ir savo kitimo dėsnį didėjant temperatūrai – savo šiluminę talpą. Ribinė šiluminės talpos vertė bet kokiam svyruojančiam atomų judėjimui yra lygi R - universaliajai dujų konstantai. Trys nepriklausomi vibraciniai atomų judesiai kristale atitiks šiluminę talpą, lygią 3R. Kaitinant metalus, pradedant nuo labai žemos temperatūros, jų šiluminė talpa padidėja nuo nulio. Esant kambario ir aukštesnei temperatūrai, daugumos metalų šiluminė talpa pasiekia maksimalią vertę – 3R.
Kaitinant, metalų kristalinė gardelė sunaikinama ir jie pereina į išlydytą būseną. Toliau kaitinant metalai išgaruoja. Garuose daugelis metalų egzistuoja kaip Me2 molekulės. Šiose molekulėse metalo atomai gali sudaryti kovalentinius nepolinius ryšius.
Fluoras yra cheminis elementas (simbolis F, atominis skaičius 9), nemetalas, priklausantis halogenų grupei. Tai aktyviausia ir elektronegatyviausia medžiaga. Esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, fluoro molekulė yra šviesiai geltona, formulė F 2 . Kaip ir kiti halogenidai, molekulinis fluoras yra labai pavojingas ir patekęs ant odos sukelia stiprius cheminius nudegimus.
Naudojimas
Fluoras ir jo junginiai plačiai naudojami, įskaitant vaistų, agrochemijos, degalų ir tepalų bei tekstilės gamyboje. naudojamas stiklui ėsdinti, o fluoro plazma – puslaidininkiams ir kitoms medžiagoms gaminti. Maža F jonų koncentracija dantų pastoje ir geriamajame vandenyje gali padėti išvengti dantų ėduonies, o didesnė koncentracija yra kai kuriuose insekticiduose. Daugelis bendrųjų anestetikų yra hidrofluorangliavandenilių dariniai. 18 F izotopas yra pozitronų šaltinis medicininiam vaizdavimui pozitronų emisijos tomografija, o urano heksafluoridas naudojamas urano izotopų atskyrimui ir gamybai atominėms elektrinėms.
Atradimų istorija
Mineralai, kuriuose yra fluoro junginių, buvo žinomi daugelį metų prieš šio cheminio elemento išskyrimą. Pavyzdžiui, mineralinis fluoras (arba fluoritas), susidedantis iš kalcio fluorido, buvo aprašytas 1530 m. George'o Agricola. Jis pastebėjo, kad jis gali būti naudojamas kaip srautas – medžiaga, kuri padeda sumažinti metalo ar rūdos lydymosi temperatūrą ir padeda išvalyti norimą metalą. Todėl fluoras gavo lotynišką pavadinimą iš žodžio fluere ("tekėjimas").
1670 m. stiklo pūtėjas Heinrichas Schwanhardas atrado, kad stiklas buvo išgraviruotas veikiant kalcio fluoridui (fluoršpatui), apdorotam rūgštimi. Carl Scheele ir daugelis vėlesnių tyrinėtojų, įskaitant Humphrey Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard, eksperimentavo su vandenilio fluorido rūgštimi (HF), kurią lengva gauti apdorojant CaF koncentruota sieros rūgštimi.
Galų gale tapo aišku, kad HF yra anksčiau nežinomas elementas. Tačiau dėl pernelyg didelio reaktyvumo šios medžiagos nepavyko išskirti daugelį metų. Jį ne tik sunku atskirti nuo junginių, bet ir iš karto reaguoja su kitais jų komponentais. Elementinio fluoro išskyrimas iš fluoro vandenilio rūgšties yra labai pavojingas, o ankstyvieji bandymai apakino ir nužudė keletą mokslininkų. Šie žmonės tapo žinomi kaip „fluoro kankiniai“.
Atradimas ir gamyba
Galiausiai 1886 m. prancūzų chemikas Henri Moissan sugebėjo išskirti fluorą išlydyto kalio fluoridų ir fluoro rūgšties mišinio elektrolizės būdu. Už tai jis buvo apdovanotas Nobelio premija 1906 chemijoje. Jo elektrolitinis metodas ir toliau naudojamas pramoninei šio cheminio elemento gamybai.
Pirmoji didelio masto fluoro gamyba prasidėjo Antrojo pasaulinio karo metais. Jis buvo reikalingas vienam iš atominės bombos kūrimo etapų kaip Manheteno projekto dalis. Iš fluoro buvo gaminamas urano heksafluoridas (UF 6 ), kuris savo ruožtu buvo naudojamas du izotopams 235 U ir 238 U atskirti vienas nuo kito. Šiandien prisodrintam uranui branduolinei energijai gaminti reikalingas dujinis UF 6.
Svarbiausios fluoro savybės
Periodinėje lentelėje elementas yra 17 grupės (buvusios 7A grupės), kuri vadinama halogenu, viršuje. Kiti halogenai yra chloras, bromas, jodas ir astatinas. Be to, F yra antrame periode tarp deguonies ir neono.
Grynas fluoras yra ėsdinančios dujos (cheminė formulė F 2 ), turinčios būdingą aštrų kvapą, kurio koncentracija yra 20 nl viename litre tūrio. Būdamas reaktyviausias ir elektronegatyviausias iš visų elementų, jis lengvai sudaro junginius su dauguma jų. Fluoras yra per daug reaktyvus, kad egzistuotų elementariu pavidalu, ir turi tokį giminingumą daugumai medžiagų, įskaitant silicį, kad jo negalima paruošti arba laikyti stikliniuose induose. Drėgname ore jis reaguoja su vandeniu, sudarydamas ne mažiau pavojingą vandenilio fluorido rūgštį.
Fluoras, sąveikaudamas su vandeniliu, sprogsta net esant žemai temperatūrai ir tamsoje. Jis smarkiai reaguoja su vandeniu, sudarydamas vandenilio fluorido rūgštį ir deguonies dujas. Įvairios medžiagos, įskaitant smulkiai išsklaidytus metalus ir stiklus, dega ryškia liepsna dujinio fluoro srove. Be to, šis cheminis elementas sudaro junginius su tauriosiomis dujomis kriptonu, ksenonu ir radonu. Tačiau jis tiesiogiai nereaguoja su azotu ir deguonimi.
Nepaisant ypatingo fluoro aktyvumo, dabar atsirado saugaus jo tvarkymo ir transportavimo būdų. Elementą galima laikyti plieniniuose arba moneliniuose (daug nikelio lydinio) induose, nes ant šių medžiagų paviršiaus susidaro fluoridai, kurie užkerta kelią tolesnei reakcijai.
Fluorai yra medžiagos, kuriose fluoras yra neigiamo krūvio jonų (F-) pavidalu kartu su kai kuriais teigiamai įkrautais elementais. Fluoro junginiai su metalais yra vienos iš stabiliausių druskų. Ištirpę vandenyje, jie suskirstomi į jonus. Kitos fluoro formos yra kompleksai, tokie kaip - ir H 2 F + .
izotopų
Yra daug šio halogeno izotopų, svyruojančių nuo 14 F iki 31 F. Tačiau fluoro izotopinė sudėtis apima tik vieną iš jų – 19 F, kuriame yra 10 neutronų, nes jis vienintelis yra stabilus. Radioaktyvusis izotopas 18 F yra vertingas pozitronų šaltinis.
Biologinis poveikis
Fluoras organizme daugiausia randamas kauluose ir dantyse jonų pavidalu. Remiantis JAV Nacionalinės mokslų akademijos Nacionalinės tyrimų tarybos duomenimis, geriamojo vandens fluoravimas, kurio koncentracija mažesnė nei viena milijoninė dalis, žymiai sumažina karieso dažnį. Kita vertus, per didelis fluoro kaupimasis gali sukelti fluorozę, kuri pasireiškia margais dantimis. Šis poveikis dažniausiai pastebimas tose vietose, kur šio cheminio elemento kiekis geriamajame vandenyje viršija 10 ppm.
Elementinis fluoras ir fluoro druskos yra toksiškos, todėl su jomis reikia elgtis labai atsargiai. Reikia atsargiai vengti sąlyčio su oda ar akimis. Reakcija su oda gamina, kuri greitai prasiskverbia į audinius ir reaguoja su kauluose esančiu kalciu, sugadindama juos visam laikui.
Fluoras aplinkoje
Kasmet pasaulyje fluorito mineralo išgaunama apie 4 mln. tonų, o bendras išžvalgytų telkinių pajėgumas – 120 mln. t. Pagrindinės šio mineralo gavybos sritys yra Meksika, Kinija ir Vakarų Europa.
Fluoras natūraliai atsiranda Žemės pluta kur jo galima rasti uolienose, anglyse ir molyje. Fluorai į orą patenka dėl dirvožemio vėjo erozijos. Fluoras yra 13-as pagal gausumą cheminis elementas žemės plutoje – jo kiekis yra 950 ppm. Dirvožemyje jo vidutinė koncentracija yra apie 330 ppm. Vandenilio fluoridas gali patekti į orą dėl pramoninio degimo procesų. Ore esantys fluoridai nukrenta ant žemės arba į vandenį. Kai fluoras sudaro ryšį su labai mažomis dalelėmis, jis gali išlikti ore ilgą laiką.
Atmosferoje 0,6 milijardosios šio cheminio elemento yra druskos rūko ir organinių chloro junginių pavidalu. Miestuose koncentracija siekia 50 dalių milijardui.
Jungtys
Fluoras yra cheminis elementas, kuris sudaro daugybę organinių ir neorganinių junginių. Chemikai gali juo pakeisti vandenilio atomus, taip sukurdami daug naujų medžiagų. Labai reaktyvus halogenas sudaro junginius su tauriosiomis dujomis. 1962 m. Neilas Bartlettas susintetino ksenono heksafluorplatinatą (XePtF6). Taip pat buvo gauti kriptono ir radono fluoridai. Kitas junginys – argono fluorhidridas, kuris yra stabilus tik esant itin žemai temperatūrai.
Pramoninis pritaikymas
Atominėje ir molekulinėje būsenoje fluoras naudojamas plazminiam ėsdinimui puslaidininkių, plokščių ekranų ir mikroelektromechaninių sistemų gamyboje. Vandenilio fluorido rūgštis naudojama stiklui ėsdinti lempose ir kituose gaminiuose.
Kartu su kai kuriais jo junginiais fluoras yra svarbus komponentas gaminant vaistus, žemės ūkio chemikalus, kurą ir tepalą bei tekstilę. Cheminis elementas reikalingas halogenintų alkanų (halonų) gamybai, kurie, savo ruožtu, buvo plačiai naudojami oro kondicionavimo ir šaldymo sistemose. Vėliau toks chlorfluorangliavandenilių naudojimas buvo uždraustas, nes jie prisideda prie ozono sluoksnio ardymo viršutiniuose atmosferos sluoksniuose.
Sieros heksafluoridas yra itin inertiškos, netoksiškos dujos, klasifikuojamos kaip šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Be fluoro mažos trinties plastikų, tokių kaip teflonas, gamyba neįmanoma. Daugelis anestetikų (pvz., sevofluranas, desfluranas ir izofluranas) yra CFC dariniai. Natrio heksafluoraliuminatas (kriolitas) naudojamas aliuminio elektrolizei.
Fluoro junginiai, įskaitant NaF, naudojami dantų pastose, siekiant išvengti dantų ėduonies. Šios medžiagos pridedamos prie komunalinio vandens tiekimo siekiant užtikrinti vandens fluoravimą, tačiau dėl poveikio žmonių sveikatai ši praktika vertinama prieštaringai. Didesnėmis koncentracijomis NaF naudojamas kaip insekticidas, ypač tarakonų kontrolei.
Anksčiau fluoridai buvo naudojami rūdų kiekiui sumažinti ir jų sklandumui padidinti. Fluoras yra svarbus komponentas gaminant urano heksafluoridą, kuris naudojamas jo izotopams atskirti. 18 F, radioaktyvus izotopas, turintis 110 minučių, skleidžia pozitronus ir dažnai naudojamas medicininėje pozitronų emisijos tomografijoje.
Fizinės fluoro savybės
Pagrindinės cheminio elemento charakteristikos yra šios:
- Atominė masė 18,9984032 g/mol.
- Elektroninė konfigūracija 1s 2 2s 2 2p 5 .
- Oksidacijos būsena yra -1.
- Tankis 1,7 g/l.
- Lydymosi temperatūra 53,53 K.
- Virimo temperatūra 85,03 K.
- Šiluminė talpa 31,34 J/(K mol).
Vadinamos cheminės dalelės, susidarančios iš dviejų ar daugiau atomų molekules(tikras arba sąlyginis formulės vienetai poliatominės medžiagos). Atomai molekulėse yra chemiškai sujungti.
Cheminis ryšys yra elektrinė traukos jėga, kuri laiko daleles kartu. Kiekvienas cheminis ryšys struktūrines formules atrodo valentingumo linija, Pavyzdžiui:
H - H (jungtis tarp dviejų vandenilio atomų);
H 3 N - H + (jungtis tarp amoniako molekulės azoto atomo ir vandenilio katijono);
(K +) - (I -) (ryšis tarp kalio katijono ir jodido jono).
Cheminį ryšį sudaro elektronų pora (), kurią sudėtingų dalelių (molekulių, kompleksinių jonų) elektroninėse formulėse paprastai pakeičia valentinė linija, priešingai nei jų pačių, nepasidalintų elektronų atomų poros, pavyzdžiui:
Cheminis ryšys vadinamas kovalentinis, jeigu jis susidaro socializuojant elektronų porai abiem atomams.
F 2 molekulėje abu fluoro atomai turi tą patį elektronegatyvumą, todėl elektronų poros turėjimas jiems yra vienodas. Toks cheminis ryšys vadinamas nepoliniu, nes kiekvienas fluoro atomas turi elektronų tankis tas pats in elektroninė formulė Molekules galima sąlygiškai padalyti po lygiai:
HCl molekulėje cheminė jungtis jau yra poliarinis, kadangi elektronų tankis ant chloro atomo (didesnio elektronegatyvumo elemento) yra daug didesnis nei ant vandenilio atomo:
Kovalentinis ryšys, pavyzdžiui, H - H, gali būti sudarytas dalijantis dviejų neutralių atomų elektronus:
H + H > H – H
Šis sujungimo mechanizmas vadinamas mainai arba lygiavertis.
Pagal kitą mechanizmą ta pati kovalentinė jungtis H - H atsiranda, kai hidrido jono H elektronų porą socializuoja vandenilio katijonas H +:
H + + (:H) - > H - H
H + katijonas šiuo atveju vadinamas priėmėjas ir anijonas H - donoras elektronų pora. Kovalentinio ryšio susidarymo mechanizmas šiuo atveju bus donoras-akceptorius, arba derinant.
Viengubieji ryšiai (H - H, F - F, H - CI, H - N) vadinami a-nuorodos, jie nustato molekulių geometrinę formą.
Dvigubos ir trigubos jungtys () turi vieną α komponentą ir vieną arba du α komponentus; ?-komponentas, kuris yra pagrindinis ir sąlygiškai suformuotas pirmasis, visada yra stipresnis už?-komponentus.
Fizinės (faktiškai išmatuojamos) cheminės jungties savybės yra jo energija, ilgis ir poliškumas.
Cheminio ryšio energija (E cv) yra šiluma, kuri išsiskiria susidarant šiam ryšiui ir sunaudojama jai nutraukti. Tiems patiems atomams vienguba jungtis visada yra silpnesnis nei kartotinis (dvigubas, trigubas).
Cheminio ryšio ilgis (l s) – tarpbranduolinis atstumas. Tiems patiems atomams vienguba jungtis visada yra ilgiau nei kartotinis.
Poliškumas bendravimas matuojamas elektrinis dipolio momentas p- tikrojo elektros krūvio (ant tam tikros jungties atomų) sandauga iš dipolio ilgio (t. y. ryšio ilgio). Kuo didesnis dipolio momentas, tuo didesnis jungties poliškumas. Tikrieji elektriniai krūviai ant atomų kovalentiniame ryšyje visada yra mažesnės vertės nei elementų oksidacijos būsenos, bet jie sutampa ženklu; pavyzdžiui, H + I -Cl -I jungties tikrieji krūviai yra H +0 "17 -Cl -0" 17 (dvipolė dalelė arba dipolis).
Molekulių poliškumas lemia jų sudėtis ir geometrinė forma.
Nepolinis (p = O) bus:
a) molekulės paprastas medžiagos, nes jose yra tik nepolinės kovalentinės jungtys;
b) poliatominis molekules kompleksas medžiagos, jei jų geometrinė forma simetriškas.
Pavyzdžiui, CO 2, BF 3 ir CH 4 molekulės turi šias vienodo (ilgio) ryšio vektorių kryptis:
Pridėjus ryšių vektorius, jų suma visada išnyksta, o visos molekulės yra nepolinės, nors jose yra polinių ryšių.
Poliarinis (p> O) bus:
a) dviatomės molekules kompleksas medžiagos, nes jose yra tik poliniai ryšiai;
b) poliatominis molekules kompleksas medžiagos, jei jų struktūra asimetriškai, y., jų geometrinė forma yra neišsami arba iškreipta, todėl susidaro bendras elektrinis dipolis, pavyzdžiui, NH 3, H 2 O, HNO 3 ir HCN molekulėse.
Sudėtingi jonai, tokie kaip NH 4 + , SO 4 2- ir NO 3 - , iš esmės negali būti dipoliais, turi tik vieną (teigiamą arba neigiamą) krūvį.
Joninis ryšys atsiranda elektrostatinio katijonų ir anijonų traukos metu, kai elektronų pora beveik nesocializuojasi, pavyzdžiui, tarp K + ir I -. Kalio atomui trūksta elektronų tankio, jodo atomui – perteklius. Šis ryšys yra svarstomas ribojantis kovalentinio ryšio atveju, nes elektronų pora praktiškai turi anijoną. Toks ryšys labiausiai būdingas tipinių metalų ir nemetalų junginiams (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) ir druskų klasės medžiagoms (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3). Visi šie junginiai kambario sąlygomis yra kristalinės medžiagos, kurias vienija bendras pavadinimas joniniai kristalai(kristalai, pagaminti iš katijonų ir anijonų).
Yra dar vienas ryšio tipas, vadinamas metalinis ryšys, kurioje valentinius elektronus taip laisvai laiko metalo atomai, kad jie iš tikrųjų nepriklauso konkretiems atomams.
Metalų atomai, likę be jiems aiškiai priklausančių išorinių elektronų, tampa tarsi teigiamais jonais. Jie susidaro metalinė kristalinė gardelė. Socializuotų valentinių elektronų rinkinys ( elektronų dujos) laiko teigiamus metalų jonus kartu ir tam tikrose gardelės vietose.
Be joninių ir metalinių kristalų, taip pat yra atominis ir molekulinis kristalinės medžiagos, kurių gardelės vietose yra atitinkamai atomai arba molekulės. Pavyzdžiai: deimantas ir grafitas – kristalai su atomine gardele, jodas I 2 ir anglies dioksidas CO 2 (sausasis ledas) – kristalai su molekuline gardele.
Cheminiai ryšiai egzistuoja ne tik medžiagų molekulėse, bet gali susidaryti ir tarp molekulių, pavyzdžiui, skystam HF, vandeniui H 2 O ir H 2 O + NH 3 mišiniui:
vandenilinė jungtis susidaro dėl elektrostatinės traukos jėgų poliarinių molekulių, kuriose yra daugiausiai elektronegatyvių elementų - F, O, N atomų. Pavyzdžiui, vandeniliniai ryšiai yra HF, H 2 O ir NH 3, bet jų nėra HCl, H 2 S ir PH 3.
Vandenilinės jungtys yra nestabilios ir gana lengvai nutrūksta, pavyzdžiui, tirpstant ledui ir verdant vandeniui. Tačiau šiems ryšiams nutraukti sunaudojama šiek tiek papildomos energijos, taigi ir medžiagų, turinčių vandenilinius ryšius, lydymosi (5 lentelė) ir virimo temperatūras.
(pavyzdžiui, HF ir H 2 O) yra žymiai didesni nei panašių medžiagų, bet neturinčių vandenilio jungčių (pavyzdžiui, atitinkamai HCl ir H 2 S).
Daugelis organinių junginių taip pat sudaro vandenilinius ryšius; Vandenilio jungtis vaidina svarbų vaidmenį biologiniuose procesuose.
A dalies užduočių pavyzdžiai1. Medžiagos, turinčios tik kovalentinius ryšius, yra
1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2
2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5
3) CH4, HNO3, Na(CH3O)
4) CCl 2 O, I 2, N 2 O
2–4. kovalentinis ryšys
2. viengungis
3. dvigubas
4. trigubas
esantis materijoje
5. Molekulėse yra keli ryšiai
6. Radikalais vadinamos dalelės yra
7. Vieną iš jungčių sudaro donoro-akceptoriaus mechanizmas jonų aibėje
1) SO 4 2-, NH 4 +
2) H3O+, NH4+
3) PO 4 3-, NO 3 -
4) PH 4 + , SO 3 2-
8. Pats patvariausias ir trumpas ryšys – molekulėje
9. Medžiagos, turinčios tik jonines jungtis – rinkinyje
2) NH 4 Cl, SiCl 4
10–13. Medžiagos kristalinė gardelė
13. Va (OH) 2
1) metalas
Užduotis numeris 1
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite du junginius, kuriuose yra joninė cheminė jungtis.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3.NH4Cl
- 4. HClO 4
- 5.Cl2O7
Atsakymas: 13
Daugeliu atvejų joninio tipo jungties buvimas junginyje gali būti nulemtas tuo, kad jo struktūriniai vienetai vienu metu apima tipiško metalo ir nemetalų atomus.
Tuo remiantis nustatome, kad junginyje numeris 1 yra joninis ryšys - Ca(ClO 2) 2, nes jo formulėje galima pamatyti tipiško kalcio metalo atomus ir nemetalų – deguonies ir chloro – atomus.
Tačiau šiame sąraše nebėra junginių, kuriuose būtų ir metalo, ir nemetalų atomų.
Tarp priskyrime nurodytų junginių yra amonio chloridas, kuriame joninis ryšys yra realizuotas tarp amonio katijono NH 4 + ir chlorido jono Cl − .
Užduotis numeris 2
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite du junginius, kurių cheminės jungties tipas yra toks pat kaip fluoro molekulėje.
1) deguonis
2) azoto oksidas (II)
3) vandenilio bromidas
4) natrio jodidas
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 15
Fluoro molekulė (F 2) susideda iš dviejų vieno nemetalinio cheminio elemento atomų, todėl cheminis ryšys šioje molekulėje yra kovalentinis nepolinis.
Kovalentinis nepolinis ryšys gali būti realizuotas tik tarp to paties nemetalo cheminio elemento atomų.
Iš siūlomų variantų tik deguonis ir deimantas turi kovalentinį nepolinį ryšį. Deguonies molekulė yra dviatomė, susidedanti iš vieno nemetalo cheminio elemento atomų. Deimantas turi atominę struktūrą ir jo struktūroje kiekvienas anglies atomas, kuris yra nemetalas, yra prijungtas prie 4 kitų anglies atomų.
Azoto oksidas (II) yra medžiaga, susidedanti iš molekulių, sudarytų iš dviejų skirtingų nemetalų atomų. Kadangi skirtingų atomų elektronegatyvumas visada yra skirtingas, bendra elektronų pora molekulėje pasislenka link labiau elektroneigiamo elemento, šiuo atveju deguonies. Taigi ryšys NO molekulėje yra kovalentinis polinis.
Vandenilio bromidą taip pat sudaro dviatomės molekulės, sudarytos iš vandenilio ir bromo atomų. Bendra elektronų pora, sudaranti H-Br ryšį, perkeliama į labiau elektronegatyvų bromo atomą. Cheminis ryšys HBr molekulėje taip pat yra kovalentinis polinis.
Natrio jodidas yra joninė medžiaga, sudaryta iš metalo katijono ir jodido anijono. Ryšys NaI molekulėje susidaro dėl elektrono perkėlimo iš 3 s-natrio atomo orbitalės (natrio atomas virsta katijonu) į nepakankamai užpildytą 5 p-jodo atomo orbitalė (jodo atomas virsta anijonu). Toks cheminis ryšys vadinamas joniniu.
Užduotis numeris 3
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, tarp kurių molekulių susidaro vandenilio ryšiai.
- 1. C 2 H 6
- 2.C2H5OH
- 3.H2O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 23
Paaiškinimas:
Vandeniliniai ryšiai vyksta molekulinės struktūros medžiagose, kuriose yra kovalentiniai ryšiai H-O, H-N, H-F. Tie. kovalentiniai vandenilio atomo ryšiai su trijų didžiausią elektronegatyvumą turinčių cheminių elementų atomais.
Taigi, akivaizdu, kad tarp molekulių yra vandenilio ryšiai:
2) alkoholiai
3) fenoliai
4) karboksirūgštys
5) amoniakas
6) pirminiai ir antriniai aminai
7) vandenilio fluorido rūgštis
Užduotis numeris 4
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite du junginius su jonine chemine jungtimi.
- 1. PCl 3
- 2.CO2
- 3. NaCl
- 4. H 2 S
- 5. MgO
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 35
Paaiškinimas:
Daugeliu atvejų galima daryti išvadą, kad junginyje yra joninio tipo ryšys, nes medžiagos struktūrinių vienetų sudėtis vienu metu apima tipinio metalo ir nemetalų atomus.
Tuo remiantis nustatome, kad junginyje numeris 3 (NaCl) ir 5 (MgO) yra joninė jungtis.
Pastaba*
Be aukščiau nurodytos ypatybės, galima pasakyti, kad junginyje yra joninė jungtis, jei jo struktūriniame vienete yra amonio katijonas (NH 4 +) arba jo organiniai analogai - alkilamonio RNH 3 +, dialkilamonio R 2 NH 2 +, trialkilamonio R 3 NH katijonai + arba tetraalkilamonio R 4 N +, kur R yra koks nors angliavandenilio radikalas. Pavyzdžiui, joninio tipo ryšys vyksta junginyje (CH 3) 4 NCl tarp katijono (CH 3) 4 + ir chlorido jono Cl - .
Užduotis numeris 5
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi tos pačios struktūros medžiagas.
4) valgomoji druska
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 23
Užduotis numeris 8
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi nemolekulinės struktūros medžiagas.
2) deguonis
3) baltasis fosforas
5) silicio
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 45
Užduotis numeris 11
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, kurių molekulėse yra dviguba anglies ir deguonies atomų jungtis.
3) formaldehidas
4) acto rūgštis
5) glicerinas
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 34
Užduotis numeris 14
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas su jonine jungtimi.
1) deguonis
3) anglies monoksidas (IV)
4) natrio chloridas
5) kalcio oksidas
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 45
Užduotis numeris 15
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, kurių kristalinė gardelė yra tokia pati kaip deimantas.
1) silicio dioksidas SiO 2
2) natrio oksidas Na 2 O
3) anglies monoksidas CO
4) baltasis fosforas P 4
5) silicio Si
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 15
Užduotis numeris 20
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, kurių molekulėse yra viena triguba jungtis.
- 1. HCOOH
- 2.HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. N 2
- 5.C2H2
Atsakymo laukelyje užrašykite pasirinktų jungčių numerius.
Atsakymas: 45
Paaiškinimas:
Norėdami rasti teisingą atsakymą, pieškite struktūrines formules junginiai iš pateikto sąrašo:
Taigi matome, kad triguba jungtis egzistuoja azoto ir acetileno molekulėse. Tie. teisingi atsakymai 45
Užduotis numeris 21
Iš siūlomo sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, kurių molekulėse yra kovalentinis nepolinis ryšys.
(pirmasis elektronas)
(pagal Paulingą)
| F | 9 |
| 18,9984 | |
| 2s 2 2p 5 | |
| Fluoras | |
Cheminės savybės
Aktyviausias nemetalas, jis smarkiai sąveikauja su beveik visomis medžiagomis (retos išimtys yra fluoroplastai), o su dauguma jų - su degimu ir sprogimu. Fluoro sąlytis su vandeniliu sukelia užsidegimą ir sprogimą net esant labai žemai temperatūrai (iki –252°C). Net vanduo ir platina: branduolinei pramonei skirtas uranas dega fluoro atmosferoje.
chloro trifluoridas ClF 3 - fluorinantis agentas ir galingas raketinio kuro oksidatorius
sieros heksafluoridas SF 6 – dujinis izoliatorius elektros pramonėje
metalų fluoridai (pavyzdžiui, W ir V), kurie turi tam tikrų naudingų savybių
freonai yra geri šaltnešiai
teflonas – chemiškai inertiški polimerai
natrio heksafluoraliuminatas – vėlesniam aliuminio gamybai elektrolizės būdu
įvairūs fluoro junginiai
Raketų technologija
Fluoro junginiai plačiai naudojami raketų technologijoje kaip raketinio kuro oksidatorius.Taikymas medicinoje
Fluoro junginiai plačiai naudojami medicinoje kaip kraujo pakaitalai.
Biologinis ir fiziologinis vaidmuo
Fluoras yra gyvybiškai svarbus organizmo elementas. Žmogaus organizme fluoras daugiausia randamas dantų emalyje kaip fluorapatito Ca 5 F (PO 4) 3 dalis. Nepakankamai (mažiau nei 0,5 mg / l geriamojo vandens) arba per daug (daugiau nei 1 mg / l) fluoro organizmui vartojant, gali išsivystyti dantų ligos: atitinkamai ėduonis ir fluorozė (dėmėtas emalis) ir osteosarkoma.
Norint išvengti ėduonies, rekomenduojama naudoti dantų pastas su fluoro priedais arba gerti fluorintą vandenį (iki 1 mg/l koncentracijos), arba naudoti vietinius 1-2 % natrio fluorido arba alavo fluorido tirpalą. Tokie veiksmai gali sumažinti karieso tikimybę 30-50%.
Didžiausia leistina surišto fluoro koncentracija ore pramonines patalpas lygus 0,0005 mg/l.
Papildoma informacija
Fluoras, fluoras, F(9)
Fluoras (Fluorine, French and German Fluor) buvo gautas laisvas 1886 m., tačiau jo junginiai žinomi nuo seno ir plačiai naudojami metalurgijoje ir stiklo gamyboje. Pirmasis fluorito (CaP) paminėjimas fluoro (Fliisspat) pavadinimu datuojamas XVI a. Viename iš legendiniam Vasilijui Valentinui priskiriamų kūrinių minimi įvairiomis spalvomis dažyti akmenys – fliusai (Fliisse iš lot. fluere – tekėti, lieti), kurie buvo naudojami kaip fliusai lydant metalus. Agricola ir Libavius rašo apie tą patį. Pastarasis įveda specialius šio srauto pavadinimus – fluoršpatas (Flusspat) ir mineralinis lydalas. Daugelis XVII–XVIII a. cheminių ir techninių raštų autorių. apibūdinti skirtingi tipai fluoršpatas. Rusijoje šie akmenys buvo vadinami plavik, spalt, spit; Lomonosovas šiuos akmenis priskyrė selenitams ir pavadino spar arba flux (kristalų srautas). Rusijos meistrai, taip pat mineralų kolekcijų kolekcionieriai (pavyzdžiui, XVIII a. kunigaikštis P. F. Golitsynas) žinojo, kad kai kurios špagų rūšys kaitinamos (pvz. karštas vanduo) šviesti tamsoje. Tačiau net Leibnicas savo fosforo istorijoje (1710 m.) mini termofosforą (Thermophosphorus).
Matyt, chemikai ir chemikai amatininkai su vandenilio fluorido rūgštimi susipažino ne vėliau kaip XVII a. 1670 m. Niurnbergo meistras Schwanhardas naudojo fluoršpatą, sumaišytą su sieros rūgštimi, kad išgraviruotų dizainą ant stiklinių taurių. Tačiau tuo metu fluoro ir fluoro rūgšties prigimtis buvo visiškai nežinoma. Pavyzdžiui, buvo manoma, kad silicio rūgštis turi ėsdinimo poveikį Schwanhardo procese. Šią klaidingą nuomonę Scheele pašalino, įrodydamas, kad fluoro špatui sąveikaujant su sieros rūgštimi, dėl stiklo retortos erozijos susidariusios vandenilio fluorido rūgšties dėka susidaro silicio rūgštis. Be to, Scheele nustatė (1771 m.), kad fluoras yra kalkingos žemės ir specialios rūgšties derinys, kuris buvo vadinamas „švediška rūgštimi“.
Lavoisier pripažino vandenilio fluoro rūgšties radikalą (radical fluorique) kaip paprastą kūną ir įtraukė jį į savo paprastų kūnų lentelę. Daugiau ar mažiau gryna vandenilio fluorido rūgštis buvo gauta 1809 m. Gay-Lussac ir Tenard distiliuojant fluoršpatą su sieros rūgštimi švino arba sidabro retortoje. Šios operacijos metu abu tyrėjai apsinuodijo. Tikrąją vandenilio fluorido rūgšties prigimtį 1810 m. nustatė Ampère. Jis atmetė Lavoisier nuomonę, kad vandenilio fluorido rūgštyje turi būti deguonies, ir įrodė šios rūgšties analogiją su druskos rūgštimi. Ampère'as pranešė apie savo atradimus Davy'ui, kuris prieš pat tai nustatė elementarų chloro prigimtį. Davy'as visiškai sutiko su Ampere'o argumentais ir įdėjo daug pastangų, kad gautų laisvą fluorą vandenilio fluorido rūgšties elektrolizės būdu ir kitais būdais. Atsižvelgdamas į stiprų korozinį vandenilio fluorido rūgšties poveikį stiklui, taip pat augalų ir gyvūnų audiniams, Ampere'as pasiūlė jame esantį elementą vadinti fluoru (graikiškai – sunaikinimas, mirtis, maras, maras ir kt.). Tačiau Davy nepriėmė šio pavadinimo ir pasiūlė kitą – fluorą (Fluorine), pagal analogiją su tuometiniu chloro pavadinimu – chlorine (Chlorine), abu pavadinimai vis dar vartojami anglų kalboje. Rusiškai išliko Amperės suteiktas vardas.
Daugybė bandymų išskirti laisvąjį fluorą XIX a nedavė sėkmingų rezultatų. Tik 1886 m. Moissanui pavyko tai padaryti ir gauti laisvo fluoro geltonai žalių dujų pavidalu. Kadangi fluoras yra neįprastai agresyvios dujos, Moissan turėjo įveikti daugybę sunkumų, kol eksperimentuodamas su fluoru rado aparatui tinkamą medžiagą. U formos vamzdelis vandenilio fluorido rūgšties elektrolizei 55 °C temperatūroje (aušinamas skystu metilo chloridu) buvo pagamintas iš platinos su fluoro šparaginėmis žvakėmis. Po cheminių ir fizines savybes laisvo fluoro, jis buvo plačiai pritaikytas. Šiandien fluoras yra vienas iš svarbiausių daugelio organinių fluoro junginių sintezės komponentų. XIX amžiaus pradžios rusų literatūra. fluoras buvo vadinamas skirtingai: vandenilio fluorido bazė, fluoras (Dvigubsky, 1824), fluoras (Iovsky), fluoras (Shcheglov, 1830), fluoras, fluoras, fluoras. Hessas nuo 1831 m. įvedė fluoro pavadinimą.
Darbe buvo pasirinktos cheminių ryšių užduotys.
Pugačiova Jelena Vladimirovna
Vystymo aprašymas
6. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
1) NH3 2) Cu 3) H2S 4) I 2
3) joninis 4) metalinis
15. Trys bendros elektronų poros sudaro kovalentinį ryšį molekulėje
16. Tarp molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
1) vanduo ir deimantas 2) vandenilis ir chloras 3) varis ir azotas 4) bromas ir metanas
19. Vandenilinis ryšys nebūdinga dėl esmės
1) fluoras 2) chloras 3) bromas 4) jodas
1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
32. Periodinės sistemos antrojo periodo cheminių elementų atomai D.I. Mendelejevas sudaro junginius su jonine chemine jungtimi, kurios sudėtis 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
1) joninis 2) metalinis
43. Joninę jungtį sudaro 1) H ir S 2) P ir C1 3) Cs ir Br 4) Si ir F
kai bendrauja
1) joninis 2) metalinis
1) joninis 2) metalinis
MEDŽIAGOS PAVADINIMAS PRANEŠIMO RŪŠIS
1) cinkas A) joninis
2) azotas B) metalas
62. Rungtynės
RYŠIO RYŠIO TIPAS
1) joninis A) H 2
2) metalas B) Va
3) kovalentinis polinis B) HF
66. Stipriausias cheminis ryšys vyksta molekulėje 1) F 2 2) Cl 2 3) O 2 4) N 2
67. Ryšio stiprumas didėja serijoje 1) Cl 2 -O 2 -N 2 2) O 2 - N 2- Cl 2 3) O 2 -Cl 2 -N 2 4) Cl 2 -N 2 -O 2
68. Nurodykite eilutę, kuriai būdingas cheminės jungties ilgio padidėjimas
1) O 2, N 2, F 2, Cl 2 2) N 2, O 2, F 2, Cl 2 3) F 2, N 2, O 2, Cl 2 4) N 2, O 2, Cl 2, F2
Išanalizuokime 3 užduotis iš NAUDOTI parinktis už 2016 metus.
Užduotys su sprendimais.
Užduotis numeris 1.
Junginiai su kovalentine nepoline jungtimi yra serijoje:
1. O2, Cl2, H2
2. HCl, N2, F2
3. O3, P4, H2O
4.NH3, S8, NaF
Paaiškinimas: turime rasti tokią seriją, kurioje būtų tik paprastos medžiagos, nes kovalentinis nepolinis ryšys susidaro tik tarp to paties elemento atomų. Teisingas atsakymas yra 1.
Užduotis numeris 2.
Medžiagos, turinčios kovalentinį polinį ryšį, yra išvardytos serijoje:
1. CaF2, Na2S, N2
2. P4, FeCl2, NH3
3. SiF4, HF, H2S
4. NaCl, Li2O, SO2
Paaiškinimas:Čia reikia rasti seriją, kurioje yra tik sudėtingos medžiagos ir, be to, visi nemetalai. Teisingas atsakymas yra 3.
Užduotis numeris 3.
Vandenilio jungtis būdinga
1. Alkanai 2. Arenai 3. Alkoholiai 4. Alkinai
Paaiškinimas: Tarp vandenilio jono ir elektronneigiamo jono susidaro vandenilio jungtis. Toks rinkinys, tarp išvardytųjų, skirtas tik alkoholiams.
Teisingas atsakymas yra 3.
Užduotis numeris 4.
Cheminis ryšys tarp vandens molekulių
1. Vandenilis
2. Joninės
3. Kovalentinis poliarinis
4. Kovalentinis nepolinis
Paaiškinimas: kovalentinis polinis ryšys susidaro tarp O ir H atomų vandenyje, nes tai yra du nemetalai, tačiau vandenilio jungtis susidaro tarp vandens molekulių. Teisingas atsakymas yra 1.
Užduotis numeris 5.
Tik kovalentiniai ryšiai turi kiekvieną iš dviejų medžiagų:
1. CaO ir C3H6
2. NaNO3 ir CO
3. N2 ir K2S
4.CH4 ir SiO2
Paaiškinimas: junginiai turi susidėti tik iš nemetalų, t.y. teisingas atsakymas yra 4.
Užduotis numeris 6.
Medžiaga su kovalentiniu poliniu ryšiu yra
1. O3 2. NaBr 3. NH3 4. MgCl2
Paaiškinimas: Tarp skirtingų nemetalų atomų susidaro polinis kovalentinis ryšys. Teisingas atsakymas yra 3.
Užduotis numeris 7.
Nepolinis kovalentinis ryšys būdingas kiekvienai iš dviejų medžiagų:
1. Vanduo ir deimantas
2. Vandenilis ir chloras
3. Varis ir azotas
4. Bromas ir metanas
Paaiškinimas: nepolinis kovalentinis ryšys būdingas to paties nemetalinio elemento atomų jungčiai. Teisingas atsakymas yra 2.
Užduotis numeris 8.
Kokia cheminė jungtis susidaro tarp elementų, kurių eilės numeriai yra 9 ir 19, atomų?
1. Joninės
2. Metalas
3. Kovalentinis poliarinis
4. Kovalentinis nepolinis
Paaiškinimas: tai yra elementai - fluoras ir kalis, tai yra atitinkamai nemetalas ir metalas, tarp tokių elementų gali susidaryti tik joninė jungtis. Teisingas atsakymas yra 1.
Užduotis numeris 9.
Medžiaga, turinti joninio ryšio tipą, atitinka formulę
1. NH3 2. HBr 3. CCl4 4. KCl
Paaiškinimas: tarp metalo atomo ir nemetalinio atomo susidaro joninis ryšys, tai yra teisingas atsakymas yra 4.
Užduotis numeris 10.
To paties tipo cheminiai ryšiai turi vandenilio chloridą ir
1. Amoniakas
2. Bromas
3. Natrio chloridas
4. Magnio oksidas
Paaiškinimas: Vandenilio chloridas turi kovalentinį polinį ryšį, tai yra, turime rasti medžiagą, susidedančią iš dviejų skirtingų nemetalų - tai yra amoniakas.
Teisingas atsakymas yra 1.
Užduotys savarankiškam apsisprendimui.
1. Tarp molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai
1. Vandenilio fluorido rūgštis
2. Chlormetanas
3. Dimetilo eteris
4. Etilenas
2. Junginys su kovalentiniu ryšiu atitinka formulę
1. Na2O 2. MgCl2 3. CaBr2 4. HF
3. Medžiaga su kovalentiniu nepoliniu ryšiu turi formulę
1. H2O 2. Br2 3. CH4 4. N2O5
4. Medžiaga su jonine jungtimi yra
1. CaF2 2. Cl2 3. NH3 4. SO2
5. Tarp molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai
1. Metanolis
3. Acetilenas
4. Metilformiatas
6. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas kiekvienai iš dviejų medžiagų:
1. Azotas ir ozonas
2. Vanduo ir amoniakas
3. Varis ir azotas
4. Bromas ir metanas
7. Medžiagai būdingas kovalentinis polinis ryšys
1. KI 2. CaO 3. Na2S 4. CH4
8. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas
1. I2 2. NO 3. CO 4. SiO2
9. Medžiaga su kovalentiniu poliniu ryšiu yra
1. Cl2 2. NaBr 3. H2S 4. MgCl2
10. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas kiekvienai iš dviejų medžiagų:
1. Vandenilis ir chloras
2. Vanduo ir deimantas
3. Varis ir azotas
4. Bromas ir metanas
Šioje pastaboje buvo panaudotos užduotys iš 2016 m. USE kolekcijos, kurią redagavo A.A. Kaverina.
A4 Cheminis ryšys.
Cheminis ryšys: kovalentinis (polinis ir nepolinis), joninis, metalinis, vandenilis. Kovalentinio ryšio formavimo būdai. Kovalentinio ryšio charakteristikos: ryšio ilgis ir energija. Joninio ryšio susidarymas.
1 variantas – 1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65
2 variantas – 2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42,46,50,54,58,62,66
3 variantas – 3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51,55,59,63,67
4 parinktis – 4,8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52,56,60,64,68
1. Amoniake ir bario chloride atitinkamai cheminė jungtis
1) joninis ir kovalentinis polinis
2) kovalentinis polinis ir joninis
3) kovalentinis nepolinis ir metalinis
4) kovalentinis nepolinis ir joninis
2. Medžiagos, turinčios tik jonines jungtis, išvardytos serijoje:
1) F 2, CCl 4, KCl 2) NaBr, Na 2 O, KI 3) SO 2 .P 4 .CaF 2 4) H 2 S, Br 2, K 2 S
3. Junginys su joniniu ryšiu susidaro sąveikaujant
1) CH 4 ir O 2 2) SO 3 ir H 2 O 3) C 2 H 6 ir HNO 3 4) NH 3 ir HCI
4. Kokiose serijose visos medžiagos turi kovalentinį polinį ryšį?
1) HCl, NaCl, Cl 2 2) O 2, H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH3, CH 4 4) NaBr, HBr, CO
5. Kurioje eilutėje parašytos tik kovalentiniu poliniu ryšiu medžiagų formulės?
1) Cl 2, NO 2, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, Se 4) HI, H 2 O, PH 3
6. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas
1) Cl 2 2) SO3 3) CO 4) SiO 2
7. Medžiaga su kovalentiniu poliniu ryšiu yra
1) C1 2 2) NaBr 3) H 2 S 4) MgCl 2
8. Medžiaga su kovalentiniu ryšiu yra
1) CaCl 2 2) MgS 3) H 2 S 4) NaBr
9. Medžiaga su kovalentiniu nepoliniu ryšiu turi formulę
1) NH3 2) Cu 3) H2S 4) I 2
10. Medžiagos su nepoliniu kovalentiniu ryšiu yra
11. Cheminis ryšys susidaro tarp vienodo elektronegatyvumo atomų
1) joninis 2) kovalentinis polinis 3) kovalentinis nepolinis 4) vandenilis
12. Kovalentinis polinis ryšys būdingas
1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
13. Cheminis elementas, kurio atome elektronai pasiskirstę sluoksniais taip: 2, 8, 8, 2 sudaro cheminį ryšį su vandeniliu
1) kovalentinis polinis 2) kovalentinis nepolinis
3) joninis 4) metalinis
14. Kokios medžiagos molekulėje ryšys tarp anglies atomų yra ilgiausias?
1) acetilenas 2) etanas 3) etenas 4) benzenas
15. Trys bendros elektronų poros sudaro kovalentinį ryšį molekulėje
1) azotas 2) vandenilio sulfidas 3) metanas 4) chloras
16. Tarp molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai
1) dimetilo eteris 2) metanolis 3) etilenas 4) etilo acetatas
17. Ryšio poliškumas ryškiausias molekulėje
1) HI 2) HCl 3) HF 4) HBr
18. Medžiagos su nepoliniu kovalentiniu ryšiu yra
1) vanduo ir deimantas 2) vandenilis ir chloras 3) varis ir azotas 4) bromas ir metanas
19. Vandenilinis ryšys nebūdinga dėl esmės
1) H 2 O 2) CH 4 3) NH 3 4) CH3OH
20. Kovalentinis polinis ryšys būdingas kiekvienai iš dviejų medžiagų, kurių formulės
1) KI ir H 2 O 2) CO 2 ir K 2 O 3) H 2 S ir Na 2 S 4) CS 2 ir PC1 5
21. Mažiausias cheminis ryšys molekulėje
22. Kurios medžiagos molekulėje cheminės jungties ilgis yra didžiausias?
1) fluoras 2) chloras 3) bromas 4) jodas
23. Kiekviena iš serijoje nurodytų medžiagų turi kovalentinius ryšius:
1) C 4 H 10, NO 2, NaCl 2) CO, CuO, CH 3 Cl 3) BaS, C 6 H 6, H 2 4) C 6 H 5 NO 2, F 2, CCl 4
24. Kiekviena iš serijoje nurodytų medžiagų turi kovalentinį ryšį:
1) CaO, C 3 H 6, S 8 2) Fe, NaNO 3, CO 3) N 2, CuCO 3, K 2 S 4) C 6 H 5 N0 2, SO 2, CHC1 3
25. Kiekviena iš serijoje nurodytų medžiagų turi kovalentinį ryšį:
1) C 3 H 4, NO, Na 2 O 2) CO, CH 3 C1, PBr 3 3) P 2 Oz, NaHSO 4, Cu 4) C 6 H 5 NO 2, NaF, CCl 4
26. Kiekviena iš serijoje nurodytų medžiagų turi kovalentinius ryšius:
1) C 3 H a, NO 2, NaF 2) KCl, CH 3 Cl, C 6 H 12 0 6 3) P 2 O 5, NaHSO 4, Ba 4) C 2 H 5 NH 2, P 4, CH 3 Oi
27. Ryšio poliškumas ryškiausias molekulėse
1) vandenilio sulfidas 2) chloras 3) fosfinas 4) vandenilio chloridas
28. Kokios medžiagos molekulėje cheminiai ryšiai yra stipriausi?
1) CF 4 2) CCl 4 3) CBr 4 4) CI 4
29. Tarp medžiagų NH 4 Cl, CsCl, NaNO 3, PH 3, HNO 3 - junginių su joniniu ryšiu skaičius yra
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
30. Tarp medžiagų (NH 4) 2 SO 4, Na 2 SO 4, CaI 2, I 2, CO 2 - junginių su kovalentiniu ryšiu skaičius yra
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
31. Medžiagose, susidariusiose jungiantis vienodiems atomams, cheminis ryšys
1) joninis 2) kovalentinis polinis 3) vandenilis 4) kovalentinis nepolinis
32. Antrojo periodo cheminių elementų atomai periodinė sistema DI. Mendelejevas sudaro junginius su jonine chemine jungtimi, kurios sudėtis 1) LiF 2) CO 2 3) Al 2 O 3 4) BaS
33. Junginiai su kovalentiniais poliniais ir kovalentiniais nepoliniais ryšiais yra atitinkamai 1) vanduo ir vandenilio sulfidas 2) kalio bromidas ir azotas 3) amoniakas ir vandenilis 4) deguonis ir metanas.
34. Kovalentinis nepolinis ryšys būdingas 1) vandeniui 2) amoniakui 3) azotui 4) metanui.
35. Cheminis ryšys vandenilio fluorido molekulėje
1) kovalentinis polinis 3) joninis
2) kovalentinis nepolinis 4) vandenilis
36. Pasirinkite porą medžiagų, kurių visi ryšiai yra kovalentiniai:
1) NaCl, Hcl 2) CO 2, BaO 3) CH 3 Cl, CH 3 Na 4) SO 2, NO 2
37. Kalio jodide – cheminis ryšys
1) kovalentinis nepolinis 3) metalinis
2) kovalentinis polinis 4) joninis
38. Anglies disulfido CS 2 cheminėje jungtyje
1) joninis 2) metalinis
3) kovalentinis polinis 4) kovalentinis nepolinis
39. Junginyje realizuojamas kovalentinis nepolinis ryšys
1) CrO 3 2) P 2 O 5 3) SO 2 4) F 2
40. Medžiaga su kovalentiniu poliniu ryšiu turi formulę 1) KCl 2) HBr 3) P 4 4) CaCl 2
41. Ryšys su jonine cheminio ryšio prigimtimi
1) fosforo chloridas 2) kalio bromidas 3) azoto oksidas (II) 4) baris
42. Amoniake ir bario chloride atitinkamai cheminė jungtis
1) joninis ir kovalentinis polinis 2) kovalentinis polinis ir joninis
3) kovalentinis nepolinis ir metalinis 4) kovalentinis nepolinis ir joninis
43. Joninę jungtį sudaro 1) H ir S 2) P ir C1 3) Cs ir Br 4) Si ir F
44. Kokio tipo ryšys yra H 2 molekulėje?
1) joninis 2) vandenilis 3) kovalentinis nepolinis 4) donoras-akceptorius
45. Medžiaga su kovalentiniu poliniu ryšiu yra
1) sieros oksidas (IV) 2) deguonis 3) kalcio hidridas 4) deimantas
46. Fluoro molekulėje cheminis ryšys
1) kovalentinis polinis 2) joninis 3) kovalentinis nepolinis 4) vandenilis
47. Kuriose serijose yra medžiagos, įtrauktos tik su kovalentiniu poliniu ryšiu:
1) CH 4 H 2 Cl 2 2) NH 3 HBr CO 2 3) PCl 3 KCl CCl 4 4) H 2 S SO 2 LiF
48. Kokiose serijose visos medžiagos turi kovalentinį polinį ryšį?
1) Hcl, NaCl, Cl 2 2) O 2 H 2 O, CO 2 3) H 2 O, NH3, CH 4 4) KBr, HBr, CO
49. Kurioje eilutėje išvardytos medžiagos, turinčios tik joninį ryšį:
1) F 2 O LiF SF 4 2) PCl 3 NaCl CO 2 3) KF Li 2 O BaCl 2 4) CaF 2 CH 4 CCl 4
50. Susidaro junginys su joniniu ryšiu kai bendrauja
1) CH 4 ir O 2 2) NH 3 ir HCl 3) C 2 H 6 ir HNO 3 4) SO 3 ir H 2 O
51. Tarp 1) etano 2) benzeno 3) vandenilio 4) etanolio molekulių susidaro vandenilinis ryšys.
52. Kokia medžiaga turi vandenilinius ryšius? 1) Vandenilio sulfidas 2) Ledas 3) Vandenilio bromidas 4) Benzenas
53. Ryšys, susidaręs tarp elementų, kurių eilės numeriai 15 ir 53
1) joninis 2) metalinis
3) kovalentinis nepolinis 4) kovalentinis polinis
54. Ryšys, susidaręs tarp elementų, kurių eilės numeriai 16 ir 20
1) joninis 2) metalinis
3) kovalentinis polinis 4) vandenilis
55. Ryšys atsiranda tarp elementų, kurių eilės numeriai yra 11 ir 17, atomų
1) metalinis 2) joninis 3) kovalentinis 4) donoras-akceptorius
56. Tarp molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai
1) vandenilis 2) formaldehidas 3) acto rūgštis 4) vandenilio sulfidas
57. Kurioje eilutėje parašytos tik kovalentiniu poliniu ryšiu medžiagų formulės?
1) Cl 2, NH 3, HCl 2) HBr, NO, Br 2 3) H 2 S, H 2 O, S 8 4) NI, H 2 O, PH 3
58. Kokioje medžiagoje yra ir joninės, ir kovalentinės cheminės jungtys?
1) Natrio chloridas 2) Vandenilio chloridas 3) Natrio sulfatas 4) Fosforo rūgštis
59. Cheminis ryšys molekulėje turi ryškesnį joninį pobūdį.
1) ličio bromidas 2) vario chloridas 3) kalcio karbidas 4) kalio fluoridas
60. Kokioje medžiagoje yra visi cheminiai ryšiai – kovalentiniai nepoliniai?
1) Deimantas 2) Anglies monoksidas (IV) 3) Auksas 4) Metanas
61. Nustatykite atitiktį tarp medžiagos ir šios medžiagos atomų ryšio tipo.
MEDŽIAGOS PAVADINIMAS PRANEŠIMO RŪŠIS
1) cinkas A) joninis
2) azotas B) metalas
3) amoniakas B) kovalentinis polinis
4) kalcio chloridas D) kovalentinis nepolinis
62. Rungtynės
RYŠIO RYŠIO TIPAS
1) joninis A) H 2
2) metalas B) Va
3) kovalentinis polinis B) HF
4) kovalentinis nepolinis D) BaF 2
63. Kuriame junginyje donoro-akceptoriaus mechanizmu susidaro kovalentinis ryšys tarp atomų? 1) KCl 2) CCl 4 3) NH 4 Cl 4) CaCl 2
64. Nurodykite molekulę, kurios jungimosi energija didžiausia: 1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F
65. Nurodykite molekulę, kurioje cheminis ryšys stipriausias: 1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI
Chemijos paruošimas ZNO ir DPA
Išsamus leidimas
DALIS IR
BENDROJI CHEMIJA
ELEMENTŲ CHEMIJA
HALOGENAI
Paprastos medžiagos
Cheminės fluoro savybės
Fluoras yra stipriausias oksidatorius gamtoje. Tiesiogiai jis nereaguoja tik su heliu, neonu ir argonu.
Reakcijoje su metalais susidaro fluoridai, joninio tipo junginiai:
Fluoras intensyviai reaguoja su daugeliu nemetalų, net su kai kuriomis inertinėmis dujomis:
Cheminės chloro savybės. Sąveika su sudėtingomis medžiagomis
Chloras yra stipresnis oksidatorius nei bromas ar jodas, todėl chloras išstumia iš jų druskų sunkiuosius halogenus:
Tirpdamas vandenyje, chloras dalinai su juo reaguoja, todėl susidaro dvi rūgštys: chloridas ir hipochloritas. Tokiu atveju vienas chloro atomas padidina oksidacijos laipsnį, o kitas – sumažina. Tokios reakcijos vadinamos disproporcingomis reakcijomis. Disproporcingumo reakcijos – tai savaiminio gijimo-savioksidacijos reakcijos, t.y. reakcijos, kurių metu vienas elementas pasižymi ir oksido, ir redukuojančio agento savybėmis. Esant disproporcijai, tuo pačiu metu susidaro junginiai, kuriuose elementas yra labiau oksiduotas ir redukuotas, palyginti su primityviuoju. Chloro atomo oksidacijos būsena hipochlorito rūgšties molekulėje yra +1:
Chloro sąveika su šarmų tirpalais vyksta panašiai. Šiuo atveju susidaro dvi druskos: chloridas ir hipochloritas.
Chloras sąveikauja su įvairiais oksidais:
Chloras oksiduoja kai kurias druskas, kuriose metalas nėra maksimalios oksidacijos būsenos:
Molekulinis chloras reaguoja su daugeliu organinių junginių. Kai katalizatorius yra geležies (III) chloridas, chloras reaguoja su benzenu ir susidaro chlorbenzenas, o apšvitintas šviesa ta pati reakcija sukuria heksachlorcikloheksaną:
Cheminės savybės bromas ir jodas
Abi medžiagos reaguoja su vandeniliu, fluoru ir šarmais:
Jodą oksiduoja įvairūs stiprūs oksidatoriai:
Paprastų medžiagų ekstrahavimo metodai
Fluoro ekstrahavimas
Kadangi fluoras yra stipriausias cheminis oksidas, jo neįmanoma išskirti cheminėmis reakcijomis iš laisvos formos junginių, todėl fluoras išgaunamas fizikiniu ir cheminiu metodu – elektrolizės būdu.
Fluorui išgauti naudojamas kalio fluorido lydalas ir nikelio elektrodai. Nikelis naudojamas dėl to, kad metalo paviršius pasyvinamas fluoru, nes susidaro netirpios medžiagos.
NiF2, todėl patys elektrodai nesunaikinami veikiant ant jų išsiskiriančiai medžiagai:Chloro išgavimas
Chloras viduje pramoniniu mastu gaminamas natrio chlorido tirpalo elektrolizės būdu. Šio proceso metu taip pat ekstrahuojamas natrio hidroksidas:
Į ne dideli kiekiai chloras gaunamas oksiduojant vandenilio chlorido tirpalą įvairiais būdais:
Chloras yra labai svarbus chemijos pramonės produktas.
Jo pasaulinė produkcija yra milijonai tonų.
Bromo ir jodo ekstrahavimas
Pramoniniam naudojimui bromas ir jodas gaunami atitinkamai oksiduojant bromidus ir jodidus. Oksidacijai dažniausiai naudojamas molekulinis chloras, koncentruota sulfato rūgštis arba mangano dioksidas:
Fluoras ir kai kurie jo junginiai naudojami kaip oksidatorius raketų kurui. Dideli fluoro kiekiai naudojami įvairiems šaltnešiams (freonams) ir kai kuriems polimerams, pasižymintiems cheminiu ir terminiu atsparumu (teflonui ir kai kuriems kitiems) gaminti. Fluoras naudojamas branduolinėje technologijoje urano izotopams atskirti.
Didžioji chloro dalis naudojama vandenilio chlorido rūgščiai gaminti, taip pat kaip oksidatorius kitų halogenų ekstrahavimui. Pramonėje jis naudojamas audiniams ir popieriui balinti. Didesniais kiekiais nei fluoras naudojamas polimerų (PVC ir kt.) bei šaltnešių gamybai. Geriamajam vandeniui dezinfekuoti naudojamas chloras. Taip pat reikia išgauti kai kuriuos tirpiklius, tokius kaip chloroformas, metileno chloridas, anglies tetrachloridas. Taip pat iš jo gaminama daugybė medžiagų, tokių kaip kalio chloratas (bertoleto druska), baliklis ir daugelis kitų junginių, turinčių chloro atomų.
Bromas ir jodas pramonėje nenaudojami tokiu mastu kaip chloras ar fluoras, tačiau šių medžiagų naudojimas kasmet didėja. Bromas naudojamas įvairių raminamųjų vaistų gamyboje. Jodas naudojamas antiseptinių preparatų gamyboje. Bromo ir jodo junginiai plačiai naudojami kiekybinei medžiagų analizei. Jodo pagalba išgryninami kai kurie metalai (šis procesas vadinamas jodo rafinavimu), pvz., titanas, vanadis ir kt.
