План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Соединения со степенью окисления фтора -1. В соответствии с закономерным изменением характера элементов по периодам и груп­пам периодической системы закономерно изменяются и свойства фто­ридов, например:

Ионные фториды — кристаллические вещества с высокой темпера­турой плавления. Координационное число иона фтора 6 (NaF) или 4 (CaF₂). Ковалентные фториды — газы или жидкости.
Многие фториды металлов в низких степенях окисления получают действием раствора HF на оксиды, гидроксиды, карбонаты и пр., например:
3HF + А1(ОН)₃ = A1F₃ + 3Н₂О
Фториды неметаллов и металлов в высоких степенях окисления по­лучают фторированием простых веществ или низших фторидов, на пример:
C1F + F₂ = C1F₂.
Большинство кристаллических фторидов нерастворимо в воде. Хорошо растворяются лишь фториды s-элементов I группы (кроме LiF), а также AgF, HgF₂, SnF₂ и некоторые другие.
По химической природе ионные фториды являются основными сое­динениями, а ковалентные фториды — кислотными. Так в реакции
2NaF + SiF₄ = Na₂[SiF₆]
основный кислотный гексафторосиликат натрия
ионный NaF выступает в качестве донора, а ковалентный SiF₄ - в ка­честве акцептора электронных пар, носителем которых является фторид-ион F^-.
Основные фториды при гидролизе создают щелочную среду, а кис­лотные фториды — кислотную:
SiF₄ + 3H₂O = H₂SiO₃ + 4HF
кислотный
Амфотерные фториды взаимодействуют как с основными, так и с кислотными фторидами. В последнем случае образуются смешанные фториды, например:
2KF + BeF₂ = K₂[BeF₄]
как кис­лотное соединение
BeF₂ + SiF_ң = Be[SiF₆]
как основ­ное cоединение
Молекула фторида водорода HF сильно полярна и имеет большую склонность к ассоциации за счет водородных связей в зигзагообразные цепи. Поэтому фторид водорода в обычных условиях — бесцветная жидкость (т. пл. -83°С, т. кип. 19,5^оС) с резким запахом, сильно ды­мящая на воздухе. Даже в состоянии газа фторид водорода состоит из смеси полимеров H₂F₂, H₃F₃, H₄F₄, H₅F₅, H₆F₆. Простые моле­кулы HF существуют лишь при температурах выше 90⁰С. Вследствие высокой прочности связи (энергия диссоциации 565 кДж/моль) терми­ческий распад HF на атомы становится заметным выше 3500⁰С.
Фторид водорода обычно получают действием серной кислоты на флюорит:
CaF₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HF.
Жидкий фторид водорода — сильный ионизирующий растворитель. В нем хорошо растворяются вода, фториды, сульфаты и нитраты s-элементов I группы, несколько хуже аналогичные соединения s-элементов II группы. При этом растворенные вещества, отнимая от молекул HF протоны, увеличи­вают концентрацию отрицательных ионов (HF₂^-), т. е. ведут себя как основа­ния. Например:
KNO₃ + 2HF ↔ К⁺ + HNO₃ + HF₂^-
Даже HNO₃ в этих условиях ведет себя основание:
HNO₃ + 2HF ↔ NO₃H₂⁺ + HF₂^-.
Раствор HF (плавиковая кислота) является кислотой средней силы. Характерная особенность плавиковой кислоты — ее способность взаимодействовать с диоксидом кремния:
SiO₂ (k) + 4HF (p)=SiF₄ (г) + 2Н₂О (ж)
Поэтому ее не хранят в стеклянной посуде, а обычно в сосудах из свин­ца, каучука, полиэтилена или парафина. Она токсична, при попада­нии на кожу вызывает плохо заживающие болезненные язвы.
Плавиковая кислота применяется для травления стекла, удаления песка с металлического литья, получения фторидов и т. д. Фторид водорода в основном используется в органическом синтезе.


3. Хлор
Хлор — неполный электронный аналог фтора:

Атом хлора имеет один непарный электрон, чем и предопределяется его сходство с фтором и водородом. В то же время у хлора по сравнению со фтором больше размер валентных орбиталей, гораздо меньше зна­чение энергии ионизации, заметно больше сродство к электрону, большая поляризуемость атома.
В большинстве соединений хлор как сильно электроотрицательный элемент выступает в отрицательной степени окисления -1. В соединениях же с более электроотрицательными фтором, кисло­родом и азотом он проявляет положительные степени окисления. Осо­бо разнообразны соединения хлора с кислородом, в которых степени окисления хлора +1, +3, +5 и +7, а также +4 и +6.
Хлор — типичный неметаллический элемент. Следовательно, для него наиболее характерна тенденция при химических превращениях образовывать простые и сложные анионы.
Хлор относится к довольно распространенным на Земле элементам (0,02 %). Встречается он главным образом в виде хло­ридов — соединений с наиболее устойчивым состоянием окисле­ния хлора. Из них наиболее важными минералами являются NaCl — каменная соль. NaCl•КС1 — сильвинит, КС1•MgCl₂•6Н₂О — кар­наллит. В огромном количестве хлориды содержатся в морской воде, входят составной частью во все живые организмы и пр.
В природных соединениях хлор находится в виде изотопов ³⁵С1 (75,53%) и ³⁷С1 (24,47% ). Кроме того, искусственно получены его ра­диоактивные изотопы (³³С1, ³⁴C1, ³⁶Cl и ³⁹С1).