Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата → Неорганическая химия → Main Group Chemistry ↓


Галогены и благородные газы


В мире химии периодическая таблица является важным инструментом. Она организует все известные элементы в значимый массив, где их свойства могут быть систематически выделены. В пределах этой таблицы определенные группы элементов демонстрируют общие характеристики. Этот урок углубленно рассматривает две увлекательные группы элементов основной группы: галогены и благородные газы. Эти элементы можно найти в группах 17 и 18 соответственно.

Галогены

Галогены относятся к группе 17 периодической таблицы. Термин «галоген» происходит от греческих слов «hal-» (соль) и «-gen» (производить), что описывает способность этих элементов образовывать соли. В эту семью входят следующие элементы:

  • Фтор (F)
  • Хлор (Cl)
  • Бром (Br)
  • Иод (I)
  • Астат (At)

Каждый из этих элементов является высокореактивным, особенно с щелочными металлами и щелочноземельными металлами, с которыми они могут образовывать ионные соединения, называемые солями.

Физические свойства галогенов

  • Состояние: Галогены существуют в трех состояниях при комнатной температуре: фтор и хлор в газообразном состоянии, бром в жидком, а иод и астат в твердом.
  • Цвет: У этих элементов разные цвета из-за электронных переходов: фтор бледно-желтый, хлор зеленовато-желтый, бром красновато-коричневый, а иод фиолетовый.
  • Температура плавления и кипения: Температуры плавления и кипения возрастают от фтора к астату из-за усиления ван-дер-ваальсовых сил.

Визуализация тренда

Рассмотрим тенденцию температуры кипения с помощью примера:

Элемент: F Cl Br I At Температура кипения (°C): -188 -34 59 184 337
Элемент: F Cl Br I At Температура кипения (°C): -188 -34 59 184 337
F Хлор BR Я Но температура кипения галогенов

Тренд показывает, что температура кипения галогенов увеличивается от фтора к астату, потому что размер атома становится больше, а следовательно, увеличиваются и ван-дер-ваальсовы силы.

Химические свойства галогенов

  • Реактивность: Все галогены обладают высокой электроотрицательностью и активно взаимодействуют с металлами и другими элементами.
  • Образование солей: Галогены реагируют с щелочными металлами, образуя ионные соединения, такие как хлорид натрия (NaCl).
  • Реакции вытеснения: Более реактивный галоген может вытеснить менее реактивный из раствора металлического галогенида.

Текст пример реакции вытеснения

Когда хлор проходит через раствор бромида калия (KBr), реакция протекает следующим образом:

Cl 2 (g) + 2KBr(aq) → 2KCl(aq) + Br 2 (aq)
Cl 2 (g) + 2KBr(aq) → 2KCl(aq) + Br 2 (aq)

Благородные газы

Благородные газы расположены в группе 18. Они известны своей инертностью из-за наличия полного валентного слоя. Эта группа включает:

  • Гелий (He)
  • Неон (Ne)
  • Аргон (Ar)
  • Криптон (Kr)
  • Ксенон (Xe)
  • Радон (Rn)

Физические свойства благородных газов

  • Состояние: Все благородные газы при комнатной температуре являются бесцветными и без запаха.
  • Температура кипения: Благородные газы имеют очень низкую температуру кипения, которая возрастает с увеличением атомной массы.
  • Инертный характер: Благодаря полной заполненности валентного электронного слоя, благородные газы практически полностью инертны при стандартных условиях.

Визуализация тренда

Рассмотрим тенденцию температуры кипения на другом примере:

Элемент: He Ne Ar Kr Xe Rn Температура кипения (°C): -269 -246 -186 -152 -108 -62
Элемент: He Ne Ar Kr Xe Rn Температура кипения (°C): -269 -246 -186 -152 -108 -62
В по АР Sl Зе температура кипения благородных газов

Благородные газы демонстрируют заметное увеличение температуры кипения с увеличением атомного номера, что обусловлено усилением ван-дер-ваальсовых сил.

Химические свойства благородных газов

  • Инертность: Благородные газы редко участвуют в химических реакциях при стандартных условиях. Эта характеристика является результатом их полностью заполненного валентного слоя.
  • Совместимость: Поскольку благородные газы не образуют соединений, они часто используются для создания инертной атмосферы в научных экспериментах.

Пример использования

Гелий часто используется для наполнения воздушных шаров, так как он негорючий и легче воздуха, что позволяет шарам летать.

Применение галогенов и благородных газов в повседневной жизни

Галогены

  • Фтор: Используется в зубной пасте в виде фторида для предотвращения кариеса.
  • Хлор: Используется как дезинфицирующее средство в бассейнах и водоочистных сооружениях.
  • Бром: Применяется в огнезащитных составах и некоторых лекарствах.
  • Иод: Необходим для функции щитовидной железы у человека и используется в антисептиках.

Благородные газы

  • Гелий: Помимо его использования в воздушных шарах, гелий также применяется в криогенной технике и МРТ-машинах.
  • Неон: Известен благодаря неоновым вывескам, используемым в рекламе.
  • Аргон: Используется в лампах накаливания и люминесцентных лампах для предотвращения окисления нити накала.

Заключение

Галогены и благородные газы - это важные элементы с ярко выраженными характеристиками и различными применениями в различных областях. Их уникальные физические и химические свойства делают их ценными в промышленности и повседневной жизни. Понимая тенденции и поведение этих групп, химики могут продолжать использовать их свойства для инноваций и открытия.


Студент бакалавриата → 3.2.2


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (3.2.1)
Щелочные и щелочноземельные металлы
Следующий (3.2.3) →
Переходные металлы и их комплексы

Комментарии 



Галогены и благородные газы

https://www.chemistryelite.com/ug/3.2.2?ceal=ru