ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
11
дисперсионных взаимодействий между молекулами Г
2
возрастает настолько, что если
фтор и хлор при об.у. – газы, то бром – уже жидкость, а иод является твердым
веществом.
Галогены сравнительно хорошо растворимы в
органических растворителях.
Например, в 1 объеме тетрахлорида углерода растворяется 55 объемов хлора при н.у. Это
объясняется как
неполярностью молекул Г
2
, так и их способностью к значительным
дисперсионным взаимодействиям.
Растворимость галогенов в воде небольшая (хлора – 2,3 объема в одном объеме
воды), несколько увеличивается от хлора к брому (вследствие большей поляризуемости
молекул Br
2
, а также одинакового агрегатного состояния воды и брома [3]), но
снижается к иоду.
Последнее можно объяснить, в частности,
стерическими (пространственными)
причинами. А именно: в силу направленности Н-связей вода обладает рыхлой структурой,
т.е. имеет пустоты; и если есть стерическое соответствие пустот и молекул другого
вещества, то образуются соединения включения (клатраты); на 46 молекул воды
приходится 6 сравнительно крупных пустот и 2 поменьше (диаметром 0,59 нм и 0,52 нм
соответственно).
Молекулы
2
Cl способны заполнять их все, давая клатраты состава OH75,5Cl
22
⋅
1
,
2
Br заполняет лишь крупные пустоты – получается OH67,7Br
2
⋅
, а еще бóльшие по
размерам молекулы
2
I клатратов не образуют. И значит, находятся в воде в
поляризованном состоянии, вследствие чего окраска иодной воды (желтая) не
совпадает с цветом свободного иода. В составе же клатратов молекулы
2
Г не
поляризованны
(ибо в пустотах воды ее атомы H и O распределены равномерно по
сфере), поэтому хлорная и бромная вода имеют практически тот же цвет, что и
свободные простые вещества данных галогенов.
Химические свойства галогенов. На растворимость
2
Г
в воде влияют также
особенности их
химического взаимодействия с ней.
О растворимости
2
F
нельзя судить, т.к. даже при об.у. бурно (с появлением бледно-
фиолетового пламени) идет реакция:
222
OHFOHF +→+
.
При температуре выше 600
0
С по аналогичной схеме взаимодействует с водой и
2
Cl
за счет большого вклада энтропийного фактора [1], т.к. в ходе процесса увеличивается
объем системы. Но при об.у. происходит (в небольшой степени) дисмутация хлора [7]:
HClOHClOHCl
22
+
→+
,
4
102,4K
−
⋅= .
Для подобной реакции с бромом константа равновесия значительно меньше
(
9
102,7
−
⋅ ), а с иодом осуществляется, в основном, процесс:
322
HIOHIOHI +→+ ,
13
103K
−
⋅=
.
(По этой же схеме хлор и бром реагируют с водой при нагревании).
Итак, сравнивая значения констант равновесия реакций
2
Г с водой, мы видим, что
их химическая активность от фтора к иоду снижается. Выясним причины этого,
1
Примерно две трети молекул хлора, растворенного в воде, присутствуют в виде клатратов.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
