Бос фтор екі атомды молекулалардан тұрады. Химиялық тұрғыдан алғанда фторды бір валентті бейметал ретінде сипаттауға болады, сонымен қатар барлық бейметалдардың ішіндегі ең белсендісі. Бұл бірқатар себептерге байланысты, соның ішінде F 2 молекуласының жеке атомдарға ыдырауының қарапайымдылығы – бұл үшін қажетті энергия бар болғаны 159 кДж/моль (O 2 үшін 493 кДж/моль және С үшін 242 кДж/мольге қарсы) 12). Фтор атомдары айтарлықтай электронды жақындыққа және салыстырмалы түрде шағын өлшемге ие. Сондықтан олардың басқа элементтердің атомдарымен валенттік байланыстары басқа металлоидтардың ұқсас байланыстарынан күштірек болады (мысалы, HF байланысының энергиясы - 564 кДж/моль, HO байланысы үшін 460 кДж/моль және Н үшін 431 кДж/моль. -С1 байланысы).

F-F байланысы 1,42 А ядролық қашықтықпен сипатталады. Фтордың термиялық диссоциациясы үшін есептеу арқылы келесі мәліметтер алынды:

Фтор атомы негізгі күйде сыртқы электрон қабатының құрылымы 2s 2 2p 5 және бірвалентті. Бір 2p-электронның 3s деңгейіне ауысуымен байланысты үш валентті күйдің қозуы 1225 кДж/моль шығынды қажет етеді және іс жүзінде жүзеге асырылмайды.

Бейтарап фтор атомының электронға жақындығы 339 кДж/моль деп бағаланады. Ион F - тиімді радиусы 1,33 А және гидратация энергиясы 485 кДж/моль сипатталады. Фтордың коваленттік радиусы әдетте 71 pm (яғни F 2 молекуласындағы ядроаралық қашықтықтың жартысы) деп есептеледі.

Химиялық байланыс- өз ядросының күш өрісінде болған кем дегенде бір электронның бір уақытта басқа ядроның немесе бірнеше ядролардың күш өрісінде болып шығуынан тұратын электрондық құбылыс.

Қарапайым заттардың көпшілігі және барлық күрделі заттар (қосыныстар) бір-бірімен белгілі бір жолмен әрекеттесетін атомдардан тұрады. Басқаша айтқанда, атомдар арасында химиялық байланыс орнатылады. Химиялық байланыс пайда болған кезде әрқашан энергия бөлінеді, яғни алынған бөлшектің энергиясы бастапқы бөлшектердің жалпы энергиясынан аз болуы керек.

Электронның бір атомнан екіншісіне ауысуы, нәтижесінде тұрақты электрондық конфигурациялары бар қарама-қарсы зарядталған иондар түзіледі, олардың арасында электростатикалық тартылыс орнатылады, иондық байланыстың қарапайым моделі:

X → X + + e -; Y + e - → Y -; X + Y -

Иондардың пайда болуы және олардың арасында электростатикалық тартылыстың пайда болуы туралы гипотезаны алғаш рет неміс ғалымы В.Коссель (1916) ұсынды.

Басқа коммуникациялық модель - электрондарды екі атоммен бөлісу, соның нәтижесінде тұрақты электрондық конфигурациялар да қалыптасады. Мұндай байланыс коваленттік деп аталады, оның теориясын 1916 жылы американдық ғалым Г.Льюис бастады.

Екі теорияның ортақ нүктесі асыл газдың электрондық конфигурациясымен сәйкес келетін тұрақты электрондық конфигурациясы бар бөлшектердің пайда болуы болды.

Мысалы, литий фториді түзілгенде байланыс түзілудің иондық механизмі жүзеге асады. Литий атомы (3 Li 1s 2 2s 1) электронын жоғалтады және гелийдің электрондық конфигурациясымен катионға (3 Li + 1s 2) айналады. Фтор (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) неонның электрондық конфигурациясы бар анионды (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) құра отырып, электронды қабылдайды. Литий ионы Li + мен фтор ионы F - арасында электростатикалық тартылыс пайда болады, соның арқасында жаңа қосылыс - литий фториді түзіледі.

Фторид сутегі түзілген кезде сутегі атомының бір электроны (1s) және фтор атомының жұптаспаған электроны (2р) екі ядроның да – сутегі атомының және фтор атомының әсер ету өрісінде болады. Осылайша, жалпы электронды жұп пайда болады, бұл электрон тығыздығының қайта бөлінуін және электрон тығыздығының максимумының пайда болуын білдіреді. Нәтижесінде екі электрон енді сутегі атомының ядросымен (гелий атомының электрондық конфигурациясы) байланысты, ал фтор ядросымен - сыртқы энергетикалық деңгейдегі сегіз электрон (неон атомының электрондық конфигурациясы):

Бір электрондық жұп арқылы жүзеге асырылатын байланыс бір байланыс деп аталады.

Ол элемент символдарының арасындағы бір сызықшамен белгіленеді: H-F.

Электронның бір атомнан екінші атомға ауысуы (иондық байланыс) немесе электрондардың әлеуметтенуі (коваленттік байланыс) арқылы тұрақты сегіз-электронды қабат түзілу тенденциясы октеттік ереже деп аталады.

Литий ионында және сутегі атомында екі электронды қабықшалардың түзілуі ерекше жағдай болып табылады.

Дегенмен, бұл ережеге сәйкес келмейтін байланыстар бар. Мысалы, бериллий фторидіндегі бериллий атомының BeF 2 тек төрт электронды қабығы бар; Бор атомына алты электронды қабық тән (нүктелер сыртқы энергия деңгейінің электрондарын көрсетеді):

Сонымен қатар, фосфор (V) хлориді және күкірт (VI) фториді, йод (VII) фториді сияқты қосылыстарда орталық атомдардың электронды қабаттарында сегізден астам электрон болады (фосфор - 10; күкірт - 12; йод - 14):

d-элементтерінің конъюнкцияларының көпшілігі октет ережесіне бағынбайды.

Жоғарыда келтірілген мысалдардың барлығында әртүрлі элементтер атомдары арасында химиялық байланыс түзіледі; ол гетероатомды деп аталады. Алайда коваленттік байланыс бірдей атомдар арасында да пайда болуы мүмкін. Мысалы, сутегі молекуласы әрбір сутегі атомының 15 электронының ортақтасуы нәтижесінде түзіледі, нәтижесінде әрбір атом екі электронның тұрақты электрондық конфигурациясына ие болады. Октет басқа қарапайым заттардың, мысалы, фтордың молекулаларының түзілуінен түзіледі:

Химиялық байланыстың түзілуі төрт немесе алты электронның әлеуметтенуі арқылы да жүзеге асуы мүмкін. Бірінші жағдайда қос байланыс түзіледі, ол екі жалпыланған жұп электрондар, екіншісінде үштік байланыс (үш жалпыланған электрондық жұп).

Мысалы, N 2 азот молекуласы түзілгенде алты электронның әлеуметтенуінен химиялық байланыс түзіледі: әр атомнан үш жұпталмаған р электрон. Сегіз электронды конфигурацияға қол жеткізу үшін үш жалпы электрондық жұп құрылады:

Қос байланыс екі сызықшамен, үштік байланыс үш арқылы белгіленеді. N 2 азот молекуласын келесідей көрсетуге болады: N≡N.

Бір элемент атомдары түзетін екі атомды молекулаларда максималды электрон тығыздығы ядро ​​аралық сызықтың ортасында орналасады. Атомдар арасында зарядтардың бөлінуі болмағандықтан, коваленттік байланыстың бұл түрі полюссіз деп аталады. Гетероатомдық байланыс әрқашан бір дәрежеде полярлы болады, өйткені электрон тығыздығының максимумы атомдардың біріне қарай ығысады, соның арқасында ол ішінара теріс заряд алады (σ- деп белгіленеді). Электрон тығыздығының максимумы ығысқан атом жартылай оң заряд алады (σ + деп белгіленеді). Кеңістікте ішінара теріс және ішінара оң зарядтардың орталықтары сәйкес келмейтін электрлік бейтарап бөлшектерді диполь деп атайды. Байланыстың полярлығы дипольдік моментпен (μ) өлшенеді, ол зарядтардың шамасына және олардың арасындағы қашықтыққа тура пропорционал.

Күріш. Дипольдің схемалық көрінісі

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Попков В.А., Пузаков С.А. Жалпы химия: оқу құралы. - М .: GEOTAR-Media, 2010 .-- 976 б.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Бірге. 32-35]

1916 жылы молекулалар құрылымының бірінші өте жеңілдетілген теориялары ұсынылды, оларда электронды кескіндер қолданылды: американдық физик-химигі Г.Льюистің (1875-1946) және неміс ғалымы В.Коссельдің теориясы. Льюис теориясы бойынша екі атомды молекулада химиялық байланыстың түзілуіне бірден екі атомның валенттік электрондары қатысады. Сондықтан, мысалы, сутегі молекуласында валенттік жайдың орнына олар химиялық байланысты құрайтын электрон жұбын тарта бастады:

Электрондық жұп түзетін химиялық байланыс коваленттік байланыс деп аталады. Фторид сутегінің молекуласы келесідей бейнеленген:

Қарапайым заттар (H2, F2, N2, O2) молекулаларының молекулалардан айырмашылығы күрделі заттар(HF, NO, H2O, NH3) біріншісінде дипольдік момент жоқ, ал екіншісінде болады. Диполь моменті m туынды ретінде анықталады абсолютті мән q заряды қарама-қарсы екі зарядтың арасындағы қашықтыққа r:

Екі атомды молекуланың m дипольдік моментін екі жолмен анықтауға болады. Біріншіден, молекула электрлік бейтарап болғандықтан, Z «молекуласының жалпы оң заряды белгілі (ол атом ядроларының зарядтарының қосындысына тең: Z» = ZA + ZB). Ядроаралық қашықтықты біле отырып, молекуланың оң зарядының ауырлық центрінің орнын анықтауға болады. Молекуланың m мәні тәжірибеден табылды. Сондықтан сіз r «- молекуланың оң және толық теріс зарядының ауырлық орталықтары арасындағы қашықтықты таба аласыз:

Екіншіден, химиялық байланысты құрайтын электронды жұп атомдардың біріне ығысқанда белгілі бір артық теріс заряд -q «осы атомда пайда болады, ал екінші атомда заряд + q» пайда болады деп болжауға болады. Атомдар арасындағы қашықтық:

ЖЖ молекуласының дипольдік моменті 6,4 × 10-30 Кп м, ядроаралық қашықтық H-F 0,917Х 10-10 м-ге тең q «береді: q» = 0,4 элементар заряд (яғни электрон заряды). Фтор атомында артық теріс заряд пайда болғаннан кейін, бұл ЖЖ молекуласында химиялық байланысты құрайтын электрон жұбының фтор атомына қарай ығысатынын білдіреді. Бұл химиялық байланыс ковалентті полярлық байланыс деп аталады. А2 типті молекулалардың дипольдік моменті жоқ. Бұл молекулаларды құрайтын химиялық байланыстар деп аталады ковалентті полюссіз байланыстар.

Коссель теориясыбелсенді металдар (сілтілік және сілтілі жер) және белсенді бейметалдар (галогендер, оттегі, азот) арқылы түзілетін молекулаларды сипаттау ұсынылды. Металл атомдарының сыртқы валенттік электрондары атом ядросынан ең алыс орналасқан, сондықтан металл атомында салыстырмалы түрде әлсіз ұсталады. Атомдарда химиялық элементтерПериодтық жүйенің бір қатарында орналасқан, солдан оңға өткенде ядро ​​заряды барлық уақытта артады, ал қосымша электрондар бір электронды қабатта орналасады. Бұл сыртқы электронды қабаттың қысылуына және электрондардың атомда барған сайын берік ұсталуына әкеледі. Демек, MeX молекуласында иондану потенциалына тең энергия шығыны бар металдың әлсіз ұсталған сыртқы валенттік электронын, электрон жақындығына тең энергияның бөлінуімен бейметалл атомының валенттік электронды қабатына жылжыту мүмкін болады. Нәтижесінде екі ион түзіледі: Me + және X-. Бұл иондардың электростатикалық әрекеттесуі химиялық байланыс болып табылады. Бұл байланыс түрі деп аталды иондық.

Егер MeX молекулаларының дипольдік моменттерін жұппен анықтайтын болсақ, онда метал атомынан алынатын заряд бейметалл атомға толығымен ауыспайды және мұндай молекулалардағы химиялық байланыс ковалентті күшті полярлы байланыс ретінде жақсы сипатталады. . Оң металл катиондары Me + және металл емес атомдардың теріс аниондары X- әдетте осы заттардың кристалдарының кристалдық торларының орындарында болады. Бірақ бұл жағдайда әрбір оң металл иондары ең алдымен ең жақын металл емес аниондармен электростатикалық әсерлеседі, содан кейін металл катиондарымен және т.б. Яғни, иондық кристалдарда химиялық байланыстар делокализацияланады және әрбір ион ақырында алып молекула болып табылатын кристалдағы барлық басқа иондармен әрекеттеседі.

Атом ядроларының зарядтары, иондану потенциалдары, электрондардың жақындығы сияқты атомдардың нақты анықталған сипаттамаларымен қатар химияда азырақ анықталған сипаттамалар қолданылады. Солардың бірі – электртерістілік. Оны ғылымға американ химигі Л.Полинг енгізген. Алдымен бірінші иондану потенциалы және алғашқы үш периодтың элементтері үшін электронды жақындығы туралы мәліметтерді қарастырайық.

Иондану потенциалдарындағы заңдылықтар мен электронға жақындық атомдардың валенттік электронды қабаттарының құрылымымен толық түсіндіріледі. Оқшауланған азот атомы сілтілі металдардың атомдарына қарағанда электронға жақындығы әлдеқайда төмен, дегенмен азот белсенді бейметал. Молекулаларда басқа химиялық элементтердің атомдарымен әрекеттесу кезінде азот оның белсенді бейметал екенін дәлелдейді. Міне, Л.Полинг химиялық элементтер атомдарының түзілу кезінде электрон жұбын өздеріне қарай ығыстыру қабілеті ретінде «электрондылықты» енгізе отырып, осылай жасауға тырысты. ковалентті полярлық байланыстар... Химиялық элементтердің электртерістілік шкаласын Л.Полинг ұсынған. Ол кәдімгі өлшемсіз бірліктерде ең жоғары электртерістігін фторға – 4,0 оттегіге – 3,5, хлор мен азотқа – 3,0, бромға – 2,8 жатқызды. Атомдардың электртерістігінің өзгеру сипаты периодтық жүйеде көрсетілген заңдарға толық сәйкес келеді. Сондықтан, тұжырымдаманы қолдану « электртерістілік«Металдар мен бейметалдардың қасиеттерінің өзгеруіндегі периодтық жүйеде көрініс тапқан заңдылықтарды басқа тілге жай ғана аударады.

Қатты күйдегі көптеген металдар дерлік тамаша түзілген кристалдар болып табылады.... Кристаллдағы кристалдық тордың орындарында металдардың атомдары немесе оң иондары орналасады. Оң иондар түзілген сол металл атомдарының электрондары кристалдық тордың түйіндері арасындағы кеңістікте электронды газ түрінде болады және барлық атомдар мен иондарға жатады. Дәл солар металдардың тән жылтырлығын, жоғары электр өткізгіштігін және металдардың жылу өткізгіштігін анықтайды. А түрі әлеуметтенген электрондар металл кристалында жүзеге асыратын химиялық байланыс деп аталадыметалл байланысы.

1819 жылы француз ғалымдары П.Дюлонг пен А.Пети кристалдық күйдегі барлық дерлік металдардың молярлық жылу сыйымдылығы 25 Дж/мольге тең екенін тәжірибе жүзінде анықтады. Енді неліктен бұлай болғанын оңай түсіндіре аламыз. Кристалл торының түйіндеріндегі металл атомдары үнемі қозғалыста болады – олар тербеліс қозғалыстарын жасайды. Бұл күрделі қозғалысты үш өзара перпендикуляр жазықтықта үш қарапайым тербелмелі қозғалысқа бөлуге болады. Әрбір тербелмелі қозғалыстың өз энергиясы және температураның жоғарылауына байланысты оның өзгеру заңы – өзінің жылу сыйымдылығы болады. Атомдардың кез келген тербеліс қозғалысы үшін жылу сыйымдылығының шекті мәні R - әмбебап газ тұрақтысына тең. Кристаллдағы атомдардың үш тәуелсіз тербеліс қозғалысы 3R тең жылу сыйымдылығына сәйкес болады. Металдарды қыздырғанда өте төмен температурадан бастап олардың жылу сыйымдылығы нөлден жоғарылайды. Бөлмеде және одан жоғары температурада металдардың көпшілігінің жылу сыйымдылығы максималды мәніне жетеді - 3R.

Қыздырған кезде металдардың кристалдық торы бұзылып, балқыған күйге өтеді. Одан әрі қыздырғанда металдар буланып кетеді. Буларда көптеген металдар Me2 молекулалары түрінде болады. Бұл молекулаларда металл атомдары ковалентті полярлы емес байланыстар түзуге қабілетті.

Фтор - химиялық элемент (таңба F, атомдық нөмірі 9), галогендер тобына жататын бейметал. Бұл ең белсенді және электртеріс зат. Қалыпты температура мен қысымда фтор молекуласы F 2 формуласымен ақшыл сары түсті болады. Басқа галогендер сияқты, молекулалық фторид өте қауіпті және теріге тиген кезде ауыр химиялық күйік тудырады.

Қолданылуы

Фтор және оның қосылыстары, соның ішінде фармацевтикалық, агрохимиялық, жанар-жағармай және тоқыма бұйымдарын өндіру үшін кеңінен қолданылады. әйнек ою үшін қолданылады, ал фторлы плазма жартылай өткізгіш және басқа материалдар алу үшін қолданылады. Тіс пастасы мен ауыз судағы F иондарының төмен концентрациясы тіс жегісінің алдын алуға көмектеседі, ал жоғары концентрациясы кейбір инсектицидтерде кездеседі. Көптеген жалпы анестетиктер гидрофторкөміртектердің туындылары болып табылады. 18 F изотопы позитронды-эмиссиялық томография арқылы медициналық бейнелеу үшін позитрон көзі болып табылады, ал уран гексафториді уран изотоптарын бөлу және оларды атом электр станциялары үшін алу үшін қолданылады.

Ашылу тарихы

Құрамында фтор қосылыстары бар минералдар осы химиялық элементтің оқшаулануына дейін көп жылдар бойы белгілі болды. Мысалы, кальций фторидінен тұратын минералды флюоршпатты (немесе флюоритті) 1530 жылы Джордж Агрикола сипаттаған. Ол металдың немесе кеннің балқу температурасын төмендетуге көмектесетін және қажетті металды тазартуға көмектесетін зат - флюс ретінде пайдалануға болатынын байқады. Сондықтан фтор латынша атауын fluere («ағызу») сөзінен алды.

1670 жылы шыны үрлеуші ​​Генрих Шванхард шыны қышқылмен өңделген кальций фторидімен (фторшпаты) оюланғанын анықтады. Карл Шееле және көптеген кейінгі зерттеушілер, соның ішінде Хамфри Дэви, Джозеф-Луи Гей-Люссак, Антуан Лавуазье, Луи Тенар, CaF концентрлі күкірт қышқылымен өңдеу арқылы оңай алынатын фтор қышқылымен (HF) тәжірибе жасады.

Ақырында, HF құрамында бұрын белгісіз элемент бар екені белгілі болды. Бірақ оның шамадан тыс реактивтілігіне байланысты бұл затты көп жылдар бойы бөліп алу мүмкін болмады. Қосылыстардан ажырату қиын ғана емес, сонымен бірге олардың басқа компоненттерімен бірден әрекеттеседі. Фторлы сутек қышқылынан элементарлы фторды бөлу өте қауіпті және алғашқы әрекеттер бірнеше ғалымдарды соқыр етіп өлтірді. Бұл адамдар «фторидті шейіттер» деп аталды.

Ашу және өндіру

Ақырында, 1886 жылы француз химигі Анри Муассан балқытылған калий фторидтері мен фтор қышқылының қоспасын электролиздеу арқылы фторды оқшаулай алды. Осы үшін ол марапатталды Нобель сыйлығыХимия саласында 1906 ж. Оның электролиттік тәсілі бүгінгі күні осы химиялық элементтің өнеркәсіптік өндірісі үшін қолданылуын жалғастыруда.

Фторидтің алғашқы ауқымды өндірісі Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде басталды. Бұл Манхэттен жобасының бөлігі ретінде атом бомбасын жасау кезеңдерінің бірі үшін қажет болды. Фтор уран гексафторидін (UF 6) өндіру үшін пайдаланылды, ол өз кезегінде 235 U және 238 U екі изотоптарын бөлу үшін пайдаланылды. Бүгінгі таңда атомдық энергия үшін байытылған уран алу үшін газ тәрізді UF 6 қажет.

Фтордың ең маңызды қасиеттері

Периодтық жүйеде элемент галоген деп аталатын 17 топтың (бұрынғы 7А тобы) жоғарғы жағында орналасқан. Басқа галогендерге хлор, бром, йод және астатин жатады. Сонымен қатар, F оттегі мен неон арасындағы екінші кезеңде.

Таза фтор коррозиялық газ ( химиялық формула F 2) бір литр көлемінде 20 нл концентрацияда кездесетін өзіне тән өткір иісі бар. Барлық элементтердің ішіндегі ең реактивті және электртеріс болғандықтан, олардың көпшілігімен оңай қосылыстар түзеді. Фтор элементтік түрде болу үшін тым реактивті және көптеген материалдарға, соның ішінде кремнийге жақындығы сонша, оны пісіруге немесе шыны ыдыстарда сақтауға болмайды. Ылғалды ауада ол сумен әрекеттесіп, бірдей қауіпті фтор қышқылын түзеді.

Фтор, сутегімен әрекеттесе отырып, тіпті төмен температурада және қараңғыда жарылады. Ол сумен қатты әрекеттесіп, фтор қышқылы мен оттегі газын түзеді. Әртүрлі материалдар, соның ішінде майда дисперсті металдар мен шыны, газ тәрізді фтор ағынында жарқырап жанады. Сонымен қатар, бұл химиялық элемент асыл газдар криптон, ксенон және радонмен қосылыстар түзеді. Бірақ ол азотпен және оттегімен тікелей әрекеттеспейді.

Фтордың экстремалды белсенділігіне қарамастан, оны қауіпсіз өңдеу және тасымалдау әдістері қазір қол жетімді. Элементті болаттан немесе монелден (никельге бай қорытпа) жасалған контейнерлерде сақтауға болады, өйткені бұл материалдардың бетінде фторидтер пайда болады, бұл одан әрі реакцияға жол бермейді.

Фторидтер - фтор кейбір оң зарядталған элементтермен қосылып теріс зарядты ион (F -) түрінде болатын заттар. Фтордың металдармен қосылыстары ең тұрақты тұздардың қатарына жатады. Суда еріген кезде олар иондарға бөлінеді. Фтордың басқа түрлері - комплекстер, мысалы -, және H 2 F +.

Изотоптар

Бұл галогеннің 14 F-ден 31 F-ге дейінгі көптеген изотоптары бар. Бірақ фтордың изотоптық құрамына тек олардың біреуі ғана кіреді, 19 F, құрамында 10 нейтрон бар, өйткені ол тек тұрақты. 18 F радиоактивті изотопы позитрондардың бағалы көзі болып табылады.

Биологиялық әсер

Организмдегі фторид негізінен иондар түрінде сүйектер мен тістерде болады. АҚШ Ұлттық ғылым академиясының Ұлттық зерттеу кеңесінің мәліметі бойынша, ауыз судың миллионға бір бөлігінен аз концентрацияда фторидтелуі тіс жегісінің жиілігін айтарлықтай төмендетеді. Екінші жағынан, фторидтердің артық жиналуы флюорозға әкелуі мүмкін, ол тістердің дақтары ретінде көрінеді. Бұл әсер әдетте ауыз судағы осы химиялық элементтің мөлшері 10 ppm концентрациясынан асатын жерлерде байқалады.

Элементтік фторид пен фторид тұздары улы болып табылады және оларды өте сақтықпен өңдеу керек. Теріге немесе көзге тиюден сақ болу керек. Теріге реакция нәтижесінде тіндерге тез еніп, сүйектердегі кальциймен әрекеттесіп, оларды біржолата зақымдайтын тін пайда болады.

Қоршаған ортадағы фтор

Флюорит минералының жыл сайынғы әлемдік өндірісі шамамен 4 миллион тоннаны құрайды, ал барланған кен орындарының жалпы қуаттылығы 120 миллион тонна шамасында.Бұл минералды өндірудің негізгі аймақтары Мексика, Қытай және Батыс Еуропа болып табылады.

Фторид табиғи түрде жер қыртысында кездеседі, ол жерде тау жыныстарында, көмірде және сазда кездеседі. Фторидтер топырақтың жел эрозиясы кезінде ауаға таралады. Фтор жер қыртысындағы 13-ші химиялық элемент – оның мөлшері 950 ppm. Топырақта оның орташа концентрациясы шамамен 330 ppm құрайды. Фторид сутегі өнеркәсіптегі жану процестерінің нәтижесінде ауаға шығарылуы мүмкін. Ауадағы фторидтер ақырында жерге немесе суға түседі. Фтор өте ұсақ бөлшектермен байланыс түзсе, ол ауада ұзақ уақыт сақталуы мүмкін.

Атмосферада бұл химиялық элементтің 0,6 ppb тұзды тұман және органикалық хлор қосылыстары түрінде болады. Қалалық ортада концентрация 50 ppb жетеді.

Қосылымдар

Фтор – органикалық және бейорганикалық қосылыстардың кең спектрін құрайтын химиялық элемент. Химиктер онымен сутегі атомдарын алмастыра алады, осылайша көптеген жаңа заттар жасай алады. Жоғары реактивті галоген асыл газдармен қосылыстар түзеді. 1962 жылы Нил Бартлетт ксенон гексафтороплатинатын (XePtF6) синтездеді. Сондай-ақ криптон және радон фторидтері алынды. Тағы бір қосылыс - фторид аргон, ол өте төмен температурада ғана тұрақты.

Өнеркәсіптік қолдану

Өзінің атомдық және молекулалық күйінде фтор жартылай өткізгіштерді, жалпақ панельді дисплейлерді және микроэлектромеханикалық жүйелерді өндіруде плазмалық ою үшін қолданылады. Фторлы қышқыл шамдар мен басқа да бұйымдарға әйнекті ою үшін қолданылады.

Оның кейбір қосылыстарымен қатар фтор фармацевтика, агрохимия, жанар-жағармай және тоқыма бұйымдарын өндіруде маңызды құрамдас болып табылады. Химиялық элемент галогенделген алкандарды (галондар) алу үшін қажет, олар өз кезегінде ауаны кондиционерлеу және тоңазытқыш жүйелерінде кеңінен қолданылады. Кейінірек хлорфторкөміртектерді мұндай пайдалануға тыйым салынды, өйткені олар атмосфераның жоғарғы қабатындағы озон қабатының бұзылуына ықпал етеді.

Күкірт гексафториді - өте инертті, улы емес парниктік газ. Тефлон сияқты төмен үйкелісті пластмассаларды өндіру фторсыз мүмкін емес. Көптеген анестетиктер (мысалы, севофлуран, десфлуран және изофлуран) гидрофторкөміртектердің туындылары болып табылады. Натрий гексафтороалюминаты (криолит) алюминий электролизінде қолданылады.

Фторидті қосылыстар, соның ішінде NaF, тіс жегісінің алдын алу үшін тіс пасталарында қолданылады. Бұл заттар фторидті су үшін қалалық су көздеріне қосылады, бірақ бұл тәжірибе адам денсаулығына әсер ететіндіктен даулы болып саналады. Жоғары концентрацияларда NaF инсектицид ретінде, әсіресе тарақандарды бақылау үшін қолданылады.

Бұрынғы кезде фторидтер екі кенді де азайту және олардың өтімділігін арттыру үшін қолданылған. Фтор – уран гексафторидін өндірудегі маңызды компонент, оның изотоптарын бөлу үшін қолданылады. 18 F, 110 минуттық радиоактивті изотоп, позитрондарды шығарады және жиі медициналық позитронды эмиссиялық томографияда қолданылады.

Фтордың физикалық қасиеттері

Химиялық элементтің негізгі сипаттамалары келесідей:

• Атомдық массасы 18,9984032 г/моль.
• Электрондық конфигурация 1s 2 2s 2 2p 5.
• Тотығу күйі -1.
• Тығыздығы 1,7 г/л.
• Балқу температурасы 53,53 К.
• Қайнау температурасы 85,03 К.
• Жылу сыйымдылығы 31,34 Дж / (К моль).

Екі немесе одан да көп атомдардан түзілген химиялық бөлшектер деп аталады молекулалар(нақты немесе шартты формула бірліктерікөп атомды заттар). Молекулалардағы атомдар химиялық байланысқан.

Химиялық байланыс деп бөлшектерді бір-біріне жақын ұстайтын электрлік тартылыс күштері түсініледі. Кез келген химиялық байланыс құрылымдық формулаларкөрінеді валенттілік қасиеті,Мысалға:

H - H (екі сутегі атомы арасындағы байланыс);

H 3 N - H + (аммиак молекуласының азот атомы мен сутегі катионы арасындағы байланыс);

(K +) - (I -) (калий катионы мен йодид ионының арасындағы байланыс).

Химиялық байланыс күрделі бөлшектердің (молекулалардың, күрделі иондардың) электрондық формулаларында әдетте валенттілік сызығымен ауыстырылатын жұп электрондар () арқылы түзіледі, атомдардың өзіндік, жалғыз электронды жұптарынан айырмашылығы, мысалы:

Химиялық байланыс деп аталады ковалентті,егер ол екі атомның электрон жұбының әлеуметтенуінен түзілсе.

F 2 молекуласында фтордың екі атомының да электртерістігі бірдей, сондықтан электрон жұбының иеленуі олар үшін бірдей. Мұндай химиялық байланыс полярлы емес деп аталады, өйткені әрбір фтор атомында болады электрон тығыздығыішінде де бірдей электрондық формуламолекулаларды олардың арасында тең бөлуге болады:

Хлорлы сутегі HCl молекуласында химиялық байланыс қазірдің өзінде бар полярлық,өйткені хлор атомындағы электрон тығыздығы (электртерістігі жоғары элемент) сутегі атомына қарағанда әлдеқайда жоғары:

Коваленттік байланыс, мысалы, H - H, екі бейтарап атомның электрондарының ортақтасуы арқылы түзілуі мүмкін:

H + H> H - H

Бұл байланысты қалыптастыру механизмі деп аталады айырбастаунемесе эквивалент.

Басқа механизмге сәйкес, H гидрид ионының электрон жұбы Н + сутегі катионымен ортақ болған кезде бірдей H - H байланысы пайда болады:

H + + (: H) -> H - H

Бұл жағдайда H + катионы деп аталады қабылдаушы,анион H - донорэлектрондық жұп. Бұл жағдайда коваленттік байланыстың пайда болу механизмі болады донор-акцептор,немесе үйлестіру.

Жалғыз байланыстар (H - H, F - F, H - CI, H - N) деп аталады байланыстар,олар молекулалардың геометриялық пішінін анықтайды.

Қос және үштік байланыс () құрамында бір?-компонент және бір немесе екі?-компоненттер; Негізгі және шартты түрде бірінші болып жасалған?-компонент әрқашан?-компоненттерінен күштірек.

Химиялық байланыстың физикалық (шын мәнінде өлшенетін) сипаттамалары оның энергиясы, ұзындығы және полярлығы болып табылады.

Химиялық байланыс энергиясы (Е sv) бұл байланыстың түзілуі кезінде бөлінетін және оның үзілуіне жұмсалатын жылу. Бір атомдар үшін әрқашан бір байланыс болады әлсізеселіктен (қос, үш есе).

Химиялық байланыс ұзындығы (л cv) - ядроаралық қашықтық. Бір атомдар үшін әрқашан бір байланыс болады ұзағырақеселіктен.

Полярлықбайланыс өлшенеді электрлік диполь моменті б- диполь ұзындығына (яғни, байланыстың ұзындығына) нақты электр зарядының көбейтіндісі (берілген байланыстың атомдары бойынша). Дипольдік момент неғұрлым үлкен болса, соғұрлым байланыстың полярлығы жоғары болады. Коваленттік байланыстағы атомдардағы нақты электр зарядтары элементтердің тотығу дәрежелерінен мәндері әрқашан аз, бірақ таңбалары сәйкес келеді; мысалы, H + I -Cl -I байланысы үшін нақты зарядтар H +0 "17 -Cl -0" 17 (екі полюсті бөлшек немесе диполь) тең.

Молекулалардың полярлығыолардың құрамы мен геометриялық пішінімен анықталады.

Полярлы емес (p = O) болады:

а) молекулалар қарапайымзаттар, өйткені оларда тек полярлы емес коваленттік байланыстар бар;

б) көп атомдымолекулалар кешензаттар, егер олардың геометриялық пішіні симметриялы.

Мысалы, CO 2, BF 3 және CH 4 молекулалары тең (ұзындығы бойынша) байланыс векторларының келесі бағыттарына ие:

Байланыс векторларын қосқанда олардың қосындысы әрқашан жоғалады, ал молекулалар полярлық байланыстарды қамтығанымен, тұтастай алғанда полюссіз болады.

Полярлық (б> O) болады:

а) екі атомдымолекулалар кешензаттар, өйткені олардың құрамында тек полярлық байланыстар бар;

б) көп атомдымолекулалар кешензаттар, егер олардың құрылымы асимметриялық,яғни олардың геометриялық пішіні не толық емес, не бұрмаланған, бұл жалпы электрлік дипольдің пайда болуына әкеледі, мысалы, NH 3, H 2 O, HNO 3 және HCN молекулаларында.

Күрделі иондар, мысалы, NH 4 +, SO 4 2- және NO 3 - принцип бойынша диполь бола алмайды, олар тек бір (оң немесе теріс) зарядты алып жүреді.

Иондық байланыс катиондар мен аниондардың электростатикалық тартылуынан туындайды, мысалы, K + мен I - арасында электрондар жұбының жалпылануы жоқ дерлік. Калий атомында электрон тығыздығы жетіспейді, йод атомында артық болады. Бұл байланыс сенеді түпкіліктіковаленттік байланыс жағдайы, өйткені электрондар жұбы іс жүзінде анионды иемденеді. Бұл қатынас типтік металдар мен бейметалдардың (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) қосылыстарына және тұздар класының заттарына (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3) көбірек тән. Барлық осы қосылыстар бөлме жағдайында білдіреді кристалдық заттар, олар жалпы атаумен біріктірілген иондық кристалдар(катиондар мен аниондардан жасалған кристалдар).

Байланыстың тағы бір түрі белгілі, деп аталады металл байланысы,онда валенттік электрондар металл атомдарымен соншалықты тұрақсыз, олар нақты атомдарға жатпайды.

Сыртқы электрондарға жатпайтын металл атомдары оң иондарға айналады. Олар қалыптастырады металл кристалдық тор.Ортақ валенттілік электрондар жиыны ( электрондық газ)оң металл иондарын бірге және белгілі бір тор орындарында ұстайды.

Иондық және металдық кристалдардан басқа да бар атомдықжәне молекулалықкристалдық заттар, олардың торларында сәйкесінше атомдар немесе молекулалар. Мысалдар: алмаз және графит – атомдық торлы кристалдар, йод I 2 және көмірқышқыл газы CO 2 (құрғақ мұз) – молекулалық торлы кристалдар.

Химиялық байланыстар тек заттардың молекулаларында ғана емес, молекулалар арасында да түзілуі мүмкін, мысалы, сұйық HF, су H 2 O және H 2 O + NH 3 қоспасы үшін:

Сутектік байланысең электртеріс элементтердің атомдары бар полярлы молекулалардың электростатикалық тартылу күштерінен түзіледі - F, O, N. Мысалы, HF, H 2 O және NH 3 сутегі байланыстары бар, бірақ олар HCl-де жоқ, H 2 S және PH 3.

Сутектік байланыстар тұрақсыз және өте оңай үзіледі, мысалы, мұз еріп, су қайнағанда. Бірақ бұл байланыстарды үзу үшін кейбір қосымша энергия қажет, демек сутегі байланыстары бар заттардың балқу нүктелері (5-кесте) және қайнау температуралары.

(мысалы, HF және H 2 O) ұқсас заттарға қарағанда айтарлықтай жоғары, бірақ сутегі байланыстары жоқ (мысалы, сәйкесінше HCl және H 2 S).

Көптеген органикалық қосылыстар да сутектік байланыс түзеді; маңызды рөлсутегі байланысы биологиялық процестерде ойнайды.

А бөліміне арналған тапсырмалар мысалдары

1. Тек коваленттік байланысы бар заттар

1) SiH 4, Cl 2 O, CaBr 2

2) NF 3, NH 4 Cl, P 2 O 5

3) CH 4, HNO 3, Na (CH 3 O)

4) CCl 2 O, I 2, N 2 O

2–4. Коваленттік байланыс

2.жалғыз

3. қос

4.үштік

затта болады

5. Молекулаларда көптеген байланыстар болады

6. Радикалдар деп аталатын бөлшектер

7. Байланыстың бірі иондар жиынындағы донор-акцепторлық механизм арқылы түзіледі

1) SO 4 2-, NH 4 +

2) H 3 O +, NH 4 +

3) PO 4 3-, NO 3 -

4) РН 4+, SO 3 2-

8. Ең төзімдіжәне қысқабайланыс – молекуладағы

9. Тек иондық байланысы бар заттар – жиынтықта

2) NH 4 Cl, SiCl 4

10–13. Заттың кристалдық торы

13. Wa (OH) 2

1) металл

№1 тапсырма

Ұсынылған тізімнен иондық химиялық байланыс бар екі қосылысты таңдаңыз.

• 1. Ca (ClO 2) 2
• 2. HClO 3
• 3. NH 4 Cl
• 4. HClO 4
• 5. Cl 2 O 7

Жауабы: 13

Жағдайлардың басым көпшілігінде қосылыста иондық типті байланыстың болуы оның құрылымдық бірліктеріне бір уақытта типтік металдың атомдары мен бейметал атомдарының кіруімен анықталуы мүмкін.

Осының негізінде 1 санымен қосылыста иондық байланыс бар екенін анықтаймыз - Ca (ClO 2) 2, өйткені оның формуласында әдеттегі металл кальций атомдарын және бейметалдардың атомдарын – оттегі мен хлорды көруге болады.

Дегенмен, бұл тізімде металл және металл емес атомдары бар қосылыстар жоқ.

Тапсырмада көрсетілген қосылыстардың ішінде аммоний хлориді бар, онда иондық байланыс аммоний катионы NH 4+ мен хлорид ионы Cl - арасында жүзеге асады.

№2 тапсырма

Берілген тізімнен химиялық байланыс түрі фтор молекуласындағыдай екі қосылысты таңдаңыз.

1) оттегі

2) азот оксиді (II)

3) бромсутек

4) натрий йодиді

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 15

Фтор молекуласы (F 2) бейметалдың бір химиялық элементінің екі атомынан тұрады, сондықтан бұл молекуладағы химиялық байланыс ковалентті полярлы емес.

Ковалентті полярлы емес байланыс бейметалдың бір химиялық элементінің атомдары арасында ғана жүзеге асады.

Ұсынылған нұсқалардың ішінде тек оттегі мен алмазда ковалентті полярлы емес байланыс бар. Оттегі молекуласы екі атомды, ол бейметалдың бір химиялық элементінің атомдарынан тұрады. Алмаз атомдық құрылымға ие және оның құрылымында металл емес болып табылатын әрбір көміртек атомы басқа 4 көміртек атомымен байланысқан.

Азот оксиді (II) – екі түрлі бейметалдың атомдары түзетін молекулалардан тұратын зат. Әртүрлі атомдардың электртерістігі әрқашан әртүрлі болғандықтан, молекуладағы жалпы электрондар жұбы неғұрлым электртеріс элементке, бұл жағдайда оттегіге қарай ығысады. Осылайша, NO молекуласындағы байланыс ковалентті полюсті болады.

Бромсутек сутегі мен бром атомдарынан тұратын екі атомды молекулалардан да тұрады. H-Br байланысын құрайтын жалпы электронды жұп электртеріс бром атомына қарай ығысады. HBr молекуласындағы химиялық байланыс та ковалентті полярлы.

Натрий йодиді – металл катионы мен йодид анионынан түзілетін иондық зат. NaI молекуласындағы байланыс электронның 3-тен өтуіне байланысты түзіледі с-натрий атомының орбитасы (натрий атомы катионға айналады) аз толтырылған 5 б-йод атомының орбиталы (йод атомы анионға айналады). Бұл химиялық байланыс иондық деп аталады.

№3 тапсырма

Ұсынылған тізімнен молекулалары арасында сутектік байланыс түзілетін екі затты таңдаңыз.

• 1.C 2 H 6
• 2.C 2 H 5 OH
• 3. H 2 O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5.CH 3 COCH 3

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 23

Түсініктеме:

Сутектік байланыстар молекулалық құрылымды заттарда орын алады, оларда H-O, H-N, H-F коваленттік байланыстар болады. Анау. электртерістігі жоғары үш химиялық элемент атомдарымен сутегі атомының коваленттік байланыстары.

Осылайша, молекулалар арасында сутектік байланыстар бар екені анық:

2) спирттер

3) фенолдар

4) карбон қышқылдары

5) аммиак

6) біріншілік және екіншілік аминдер

7) фторсутек қышқылы

№4 тапсырма

Тізімнен иондық химиялық байланысы бар екі қосылысты таңдаңыз.

• 1.PCl 3
• 2.CO 2
• 3. NaCl
• 4.H 2 S
• 5. MgO

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 35

Түсініктеме:

Көп жағдайда заттың құрылымдық бірліктеріне бір мезгілде типтік металдың атомдары мен бейметалл атомдары кіретіндігі арқылы қосылыста иондық типті байланыстың болуы туралы қорытынды жасауға болады. .

Осының негізінде 3 (NaCl) және 5 (MgO) нөмірлі қосылыста иондық байланыс бар екенін анықтаймыз.

Ескерту*

Жоғарыда көрсетілген белгіден басқа қосылыста иондық байланыстың болуын оның құрылымдық бірлігінде аммоний катионы (NH 4+) немесе оның органикалық аналогтары – алкиламмоний катиондары RNH 3+, диалкиламмоний R 2 NH 2+, триалкиламмоний R 3 NH + немесе тетраалкиламмоний R 4 N +, мұндағы R - кейбір көмірсутек радикалы. Мысалы, байланыстың иондық түрі (CH 3) 4 NCl қосылысында катион (CH 3) 4 + және хлорид ионы Cl - арасында жүреді.

№5 тапсырма

Ұсынылған тізімнен құрылымы бірдей екі затты таңдаңыз.

4) ас тұзы

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 23

№8 тапсырма

Ұсынылған тізімнен молекулалық емес құрылымның екі затын таңдаңыз.

2) оттегі

3) ақ фосфор

5) кремний

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 45

№11 тапсырма

Ұсынылған тізімнен көміртегі мен оттегі атомдары арасында қос байланыс бар молекулаларында екі затты таңдаңыз.

3) формальдегид

4) сірке қышқылы

5) глицерин

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 34

№14 тапсырма

Ұсынылған тізімнен иондық байланысы бар екі затты таңдаңыз.

1) оттегі

3) көміртегі тотығы (IV)

4) натрий хлориді

5) кальций оксиді

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 45

№15 тапсырма

Берілген тізімнен алмаз сияқты кристалдық тордың түрі бірдей екі затты таңдаңыз.

1) кремний диоксиді SiO 2

2) натрий оксиді Na 2 O

3) көміртегі тотығы CO

4) ақ фосфор Р 4

5) кремний Si

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 15

№20 тапсырма

Ұсынылған тізімнен молекулаларында бір үштік байланыс бар екі затты таңдаңыз.

• 1. HCOOH
• 2. HCOH
• 3.C 2 H 4
• 4.N 2
• 5.C 2 H 2

Жауап өрісіне таңдалған қосылыстардың сандарын жазыңыз.

Жауабы: 45

Түсініктеме:

Дұрыс жауапты табу үшін берілген тізімнен қосылыстардың құрылымдық формулаларын сызайық:

Осылайша, азот пен ацетилен молекулаларында үштік байланыс бар екенін көреміз. Анау. дұрыс жауаптар 45

№21 тапсырма

Ұсынылған тізімнен молекулаларында ковалентті полярлы емес байланыс бар екі затты таңдаңыз.

Тақырыптар Кодификаторды ҚОЛДАНУ: Коваленттік химиялық байланыс, оның түрлері және түзілу механизмдері. Коваленттік байланыстың сипаттамалары (полярлық және байланыс энергиясы). Иондық байланыс. Металлдық байланыс. Сутектік байланыс

Молекулярлық химиялық байланыстар

Біріншіден, молекулалардағы бөлшектер арасында пайда болатын байланыстарды қарастырыңыз. Мұндай байланыстар деп аталады молекулаішілік.

Химиялық байланыс химиялық элементтер атомдары арасындағы электростатикалық сипатқа ие және байланысты қалыптасады сыртқы (валенттік) электрондардың әрекеттесуі, көп немесе аз дәрежеде оң зарядталған ядролар ұстайдыбайланысқан атомдар.

Мұндағы негізгі ұғым ЭЛЕКТР ТЕРІС. Ол атомдар арасындағы химиялық байланыстың түрін және осы байланыстың қасиеттерін анықтайды.

Атомның тарту (ұстау) қабілеті сыртқы(валенттілік) электрондар... Электртерістілік сыртқы электрондардың ядроға тартылу дәрежесімен анықталады және негізінен атомның радиусы мен ядро ​​зарядына байланысты.

Электрондықты бір мағыналы анықтау қиын. Л.Полинг салыстырмалы электртерістіліктер кестесін құрастырды (екі атомды молекулалардың байланыс энергияларына негізделген). Ең электртеріс элемент фтормағынасымен 4 .

Әртүрлі көздерде әртүрлі шкалалар мен электртерістілік мәндерінің кестелерін табуға болатынын ескеру маңызды. Бұл қорықпау керек, өйткені ол химиялық байланыстың қалыптасуында рөл атқарады атомдар және ол кез келген жүйеде шамамен бірдей.

Егер А:В химиялық байланысындағы атомдардың біреуі электрондарды күштірек тартатын болса, онда электрон жұбы оған қарай ығысады. Көбірек электртерістілік айырмашылығыатомдар болса, электрон жұбы соғұрлым көп орын ауыстырады.

Егер әрекеттесетін атомдардың электртерістілік мәндері тең немесе шамамен тең болса: EO (A) ≈ EO (B), онда жалпы электрон жұбы атомдардың ешқайсысына ауыспайды: A: B... Бұл байланыс деп аталады ковалентті полюссіз.

Егер өзара әрекеттесетін атомдардың электртерістігі әртүрлі болса, бірақ көп болмаса (электртерістіктердің айырмашылығы шамамен 0,4-тен 2-ге дейін: 0,4<ΔЭО<2 ), содан кейін электрон жұбы атомдардың біріне ауысады. Бұл байланыс деп аталады ковалентті полярлы .

Егер өзара әрекеттесетін атомдардың электртерістігі айтарлықтай ерекшеленсе (электртерістіктердің айырмашылығы 2-ден артық: ΔEO> 2), онда электрондардың біреуі түзілумен бірге басқа атомға толығымен дерлік ауысады иондары... Бұл байланыс деп аталады иондық.

Химиялық байланыстың негізгі түрлері: ковалентті, иондықжәне металлбайланыс. Оларды толығырақ қарастырайық.

Коваленттік химиялық байланыс

Коваленттік байланыс – бұл химиялық байланыс арқылы қалыптасты ортақ электрон жұбының түзілуі A: B ... Оның үстіне екі атом қабаттасуатомдық орбитальдар. Коваленттік байланыс электртерістігінің шамалы айырмашылығы бар атомдардың әрекеттесуінен түзіледі (әдетте, екі бейметалл арасында) немесе бір элемент атомдары.

Коваленттік байланыстың негізгі қасиеттері

• назар аудару,
• қанықтылық,
• полярлық,
• поляризациялық.

Бұл байланыс қасиеттері заттардың химиялық және физикалық қасиеттеріне әсер етеді.

Қарым-қатынас бағыты заттардың химиялық құрылысы мен формасын сипаттайды. Екі байланыс арасындағы бұрыштар байланыс бұрыштары деп аталады. Мысалы, су молекуласында H-O-H байланыс бұрышы 104,45 о, сондықтан су молекуласы полярлы, ал метан молекуласында H-C-H байланыс бұрышы 108 о 28 ′.

Қанықтылық Атомдардың ковалентті химиялық байланыстың шектеулі санын түзу қабілеті. Атом түзе алатын байланыстар саны деп аталады.

Полярлықбайланыс электртерістігі әртүрлі екі атом арасындағы электрон тығыздығының біркелкі бөлінбеуінен туындайды. Коваленттік байланыстар полюсті және полюссіз болып екіге бөлінеді.

Поляризациялық байланыстар болып табылады сыртқы электр өрісінің әсерінен байланыс электрондарының ығысу қабілеті(атап айтқанда, басқа бөлшектің электр өрісі). Поляризациялық электрондардың қозғалғыштығына байланысты. Электрон ядродан неғұрлым алыс болса, соғұрлым оның қозғалғыштығы жоғары, сәйкесінше молекуланың поляризациялануы да жоғары болады.

Ковалентті полярлы емес химиялық байланыс

Коваленттік байланыстың 2 түрі бар: ПОЛЯРЛЫжәне ПОЛЯРДЫ ЕМЕС .

Мысал . Н 2 сутегі молекуласының құрылымын қарастырайық. Сыртқы энергетикалық деңгейдегі әрбір сутегі атомы 1 жұпталмаған электрон тасымалдайды. Атомды көрсету үшін біз Льюис құрылымын қолданамыз - бұл атомның сыртқы энергетикалық деңгейінің құрылымының диаграммасы, электрондар нүктелермен белгіленеді. Льюистің нүктелік құрылым модельдері екінші период элементтерімен жұмыс істегенде пайдалы.

Х. +. H = H: H

Осылайша, сутегі молекуласында бір ортақ электрон жұбы және бір H – H химиялық байланысы болады. Бұл электронды жұп сутегі атомдарының ешқайсысына ауыспайды, өйткені сутегі атомдарының электртерістігі бірдей. Бұл байланыс деп аталады ковалентті полюссіз .

Ковалентті полюссіз (симметриялы) байланыс Бұл электртерістігі бірдей атомдармен (әдетте, бірдей бейметалдар) және, демек, атомдар ядролары арасында электронды тығыздықтың біркелкі таралуымен түзілетін коваленттік байланыс.

Полярсыз байланыстың дипольдік моменті 0-ге тең.

мысалдары: H 2 (H-H), O 2 (O = O), S 8.

Ковалентті полярлы химиялық байланыс

Коваленттік полярлық байланыс арасында пайда болатын коваленттік байланыс электртерістігі әртүрлі атомдар (ереже бойынша, әртүрлі бейметалдар) және сипатталады орын ауыстыруэлектртеріс атомға ортақ электрон жұбы (поляризация).

Электронның тығыздығы неғұрлым электртеріс атомға ауысады - демек, оған ішінара теріс заряд (δ-), ал электртерістігі аз атомда ішінара оң заряд (δ +, дельта +) пайда болады.

Атомдардың электртерістігінің айырмашылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым жоғары болады полярлықбайланыстар және т.б дипольдік момент ... Көршілес молекулалар мен қарама-қарсы таңбалы зарядтар арасында қосымша тартымды күштер әрекет етеді, ол күшейеді күшбайланыс.

Байланыстың полярлығы қосылыстардың физикалық және химиялық қасиеттеріне әсер етеді. Реакция механизмдері және тіпті көршілес байланыстардың реактивтілігі байланыстың полярлығына байланысты. Байланыстың полярлығы жиі анықталады молекуланың полярлығыжәне осылайша қайнау және балқу температурасы, полярлық еріткіштерде ерігіштік сияқты физикалық қасиеттерге тікелей әсер етеді.

Мысалдар: HCl, CO 2, NH 3.

Коваленттік байланыстың түзілу механизмдері

Коваленттік химиялық байланыс екі механизм арқылы пайда болуы мүмкін:

1. Алмасу механизмі ковалентті химиялық байланыстың түзілуі әрбір бөлшек ортақ электрон жұбының түзілуі үшін бір жұпталмаған электронды қамтамасыз еткенде:

А . + . B = A: B

2. коваленттік байланыстың түзілу механизмі, онда бөлшектердің бірі жалғыз электрон жұбын, ал екіншісі осы электрон жұбының бос орбиталын қамтамасыз етеді:

A: + B = A: B

Бұл жағдайда атомдардың бірі жалғыз электрон жұбын қамтамасыз етеді ( донор) және басқа атом осы жұп үшін бос орбиталь береді ( қабылдаушы). Байланыс түзілу нәтижесінде электронның энергиясы да азаяды, яғни. атомдар үшін пайдалы.

Донор-акцепторлық механизм арқылы түзілетін коваленттік байланыс өзгеше емесалмасу механизмі арқылы түзілетін басқа коваленттік байланыстардың қасиеттерінде. Донор-акцепторлық механизм арқылы коваленттік байланыстың түзілуі не сыртқы энергетикалық деңгейде электрондары көп (электрондық донорлар), не керісінше, электрондар саны өте аз (электрон акцепторлары) атомдарға тән. Атомдардың валенттілік мүмкіндіктері сәйкес бөлімде толығырақ қарастырылады.

Донор-акцепторлық механизм бойынша коваленттік байланыс түзіледі:

- молекулада көміртегі тотығы CO(молекуладағы байланыс үш еселенген, 2 байланыс алмасу механизмі, біреуі донор-акцепторлық механизм арқылы түзілген): C≡O;

- v аммоний ионы NH 4+, иондарда органикалық аминдер, мысалы, метиламмоний ионында CH 3 -NH 2 +;

- v күрделі қосылыстар, орталық атом мен лиганд топтары арасындағы химиялық байланыс, мысалы, натрий тетрагидроксоалюминатында Na алюминий мен гидроксид иондары арасындағы байланыс;

- v азот қышқылы және оның тұздары- нитраттар: HNO 3, NaNO 3, кейбір басқа азот қосылыстарында;

- молекулада озон O 3.

Коваленттік байланыстың негізгі сипаттамалары

Коваленттік байланыс әдетте бейметалл атомдар арасында түзіледі. Коваленттік байланыстың негізгі сипаттамалары ұзындық, энергия, көптік және бағыт.

Химиялық байланыстың көптігі

Химиялық байланыстың көптігі - бұл қосылыстағы екі атом арасындағы ортақ электрон жұптарының саны... Байланыстың көптігін молекуланы құрайтын атомдардың мәнінен оңай анықтауға болады.

мысалы , сутегі молекуласында H 2, байланыс еселігі 1, өйткені әрбір сутектің сыртқы энергия деңгейінде тек 1 жұпталмаған электроны болады, сондықтан бір ортақ электрон жұбы түзіледі.

Оттегі молекуласында O 2, байланыстың еселігі 2, өйткені сыртқы энергетикалық деңгейдегі әрбір атомда 2 жұпталмаған электрон бар: O = O.

N 2 азот молекуласында байланыс еселігі 3-ке тең, өйткені әрбір атомның арасында сыртқы энергетикалық деңгейде 3 жұпталмаған электрон бар, ал атомдар N≡N 3 ортақ электрон жұбын құрайды.

Коваленттік байланыс ұзындығы

Химиялық байланыс ұзындығы Байланысты құрайтын атомдар ядроларының орталықтары арасындағы қашықтық. Ол эксперименттік физикалық әдістермен анықталады. Байланыстың ұзындығын аддитивтік ереже бойынша шамамен бағалауға болады, оған сәйкес AB молекуласындағы байланыс ұзындығы шамамен A2 және B2 молекулаларындағы байланыс ұзындықтарының жарты қосындысына тең:

Химиялық байланыстың ұзындығын шамамен бағалауға болады атомдардың радиустары бойыншабайланыс құру, немесе байланыс жиілігі бойыншаатомдардың радиустары онша ерекшеленбесе.

Байланысты құрайтын атомдардың радиустары ұлғайған сайын байланыс ұзындығы артады.

мысалы

Атомдар арасындағы байланыстың еселігі жоғарылағанда (олардың атомдық радиустары бір-бірінен ерекшеленбейді немесе шамалы ерекшеленеді) байланыс ұзындығы азаяды.

мысалы ... Қатардағы: C – C, C = C, C≡C, байланыс ұзындығы азаяды.

Байланыс энергиясы

Байланыс энергиясы химиялық байланыстың беріктігінің өлшемі болып табылады. Байланыс энергиясы байланысты үзу және осы байланысты құрайтын атомдарды бір-бірінен шексіз үлкен қашықтықта жою үшін қажетті энергиямен анықталады.

Коваленттік байланыс дегеніміз өте төзімді.Оның энергиясы бірнеше ондаған бірнеше жүз кДж/моль аралығында болады. Байланыс энергиясы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым байланыс күші жоғары болады және керісінше.

Химиялық байланыстың беріктігі байланыс ұзындығына, байланыс полярлығына және байланыс көптігіне байланысты. Химиялық байланыс неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым оны үзу оңай болады, ал байланыс энергиясы аз болған сайын оның беріктігі төмендейді. Химиялық байланыс неғұрлым қысқа болса, соғұрлым ол күшті және байланыс энергиясы көп болады.

мысалы, HF, HCl, HBr қосылыстарының қатарында солдан оңға қарай химиялық байланыстың беріктігі төмендейдібері қосылымның ұзақтығы артады.

Иондық химиялық байланыс

Иондық байланыс Негізделген химиялық байланыс иондардың электростатикалық тартылуы.

Жүнісатомдардың электрондарды қабылдау немесе беру процесінде түзіледі. Мысалы, барлық металдардың атомдары сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондарды әлсіз ұстайды. Сондықтан металл атомдары сипатталады қалпына келтіру қасиеттері- электрондарды беру қабілеті.

Мысал. Натрий атомында 3-ші энергетикалық деңгейде 1 электрон бар. Оңай бас тарта отырып, натрий атомы асыл неон газының Ne электрондық конфигурациясымен әлдеқайда тұрақты Na + ионын құрайды. Натрий ионында 11 протон және тек 10 электрон бар, сондықтан ионның жалпы заряды -10 + 11 = +1:

+11На) 2) 8) 1 - 1e = +11 На +) 2 ) 8

Мысал. Сыртқы энергетикалық деңгейдегі хлор атомында 7 электрон бар. Тұрақты инертті аргон атомының Ar конфигурациясын алу үшін хлорға 1 электрон қосылуы керек. Электрон қосылғаннан кейін электрондардан тұратын тұрақты хлор ионы түзіледі. Ионның жалпы заряды -1:

+17Cl) 2) 8) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Назар аударыңыз:

• Иондардың қасиеттері атомдардың қасиеттерінен өзгеше!
• Тұрақты иондар түзе алмайды атомдар, бірақ сонымен қатар атомдар топтары... Мысалы: аммоний ионы NH 4+, сульфат ионы SO 4 2- және т.б. Мұндай иондар түзетін химиялық байланыстар да иондық болып саналады;
• Иондық байланыс, әдетте, бір-бірімен түзіледі металдаржәне бейметалдар(бейметалдар топтары);

Алынған иондар электрлік тартылыспен тартылады: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Қорытындылайық коваленттік және иондық байланыс түрлерін ажырату:

Металлдық химиялық байланыс

Металл байланысы Салыстырмалы түрде қалыптасқан байланыс болып табылады бос электрондарарасында металл иондарыкристалдық торды құрайды.

Металл атомдары әдетте сыртқы энергетикалық деңгейде орналасады бір-үш электрон... Металл атомдарының радиустары, әдетте, үлкен, сондықтан металл атомдары, бейметалдардан айырмашылығы, сыртқы электрондарды өте оңай береді, яғни. күшті қалпына келтіретін заттар болып табылады

Молекулааралық әрекеттесу

Заттағы жеке молекулалар арасында пайда болатын өзара әрекеттесулерді бөлек қарастырған жөн - молекулааралық әрекеттесу ... Молекула аралық әрекеттесу – бейтарап атомдар арасындағы жаңа коваленттік байланыстар пайда болмайтын әрекеттесу түрі. Молекулалардың өзара әрекеттесу күштерін 1869 жылы Ван дер Ваальс ашты және оның атымен аталды. Ван Дар Ваальс күштері... Ван-дер-Ваальс күштері бөлінеді бағдарлау, индукция және дисперсиялық ... Молекулааралық әрекеттесу энергиясы химиялық байланыстың энергиясынан әлдеқайда аз.

Ауырлық күшінің бағытталған күштері полярлы молекулалар арасында (диполь-диполь әрекеттесу) пайда болады. Бұл күштер полярлы молекулалар арасында пайда болады. Индукциялық әрекеттесулер Полярлы және полярлы емес молекулалардың өзара әрекеттесуі. Полярлы емес молекула полярлық әсерінен поляризацияланады, ол қосымша электростатикалық тартылыс тудырады.

Молекулааралық әсерлесудің ерекше түрі сутегі байланыстары болып табылады. - бұл күшті полярлы коваленттік байланыстар бар молекулалар арасында пайда болатын молекулааралық (немесе молекулаішілік) химиялық байланыстар - H-F, H-O немесе H-N... Молекулада мұндай байланыстар болса, молекулалар арасында да болады қосымша ауырлық күштері .

Құрылу механизмі сутектік байланыс, ішінара электростатикалық және ішінара донор-акцептор. Бұл жағдайда электронды жұптың доноры күшті электртеріс элементтің атомы (F, O, N), ал акцептор болып осы атомдармен байланысқан сутегі атомдары табылады. Сутегі байланысы сипатталады назар аудару кеңістікте және қанықтығы.

Сутектік байланысты нүктелермен белгілеуге болады: Н ··· O. Сутегімен қосылатын атомның электртерістігі неғұрлым үлкен болса және оның өлшемі кішірек болса, соғұрлым сутегі байланысы күшті болады. Ол ең алдымен қосылыстарға тән сутегімен фтор және де оттегі сутегімен , Аздау азотты сутегімен .

Сутектік байланыстар келесі заттардың арасында пайда болады:

— фторид сутегі HF(газ, фторид сутегінің судағы ерітіндісі – фторсутек қышқылы), су H 2 O (бу, мұз, сұйық су):

— аммиак және органикалық аминдер ерітіндісі- аммиак пен су молекулалары арасында;

— O-H немесе N-H байланысатын органикалық қосылыстар: спирттер, карбон қышқылдары, аминдер, аминқышқылдары, фенолдар, анилин және оның туындылары, белоктар, көмірсулардың ерітінділері – моносахаридтер мен дисахаридтер.

Сутектік байланыс заттардың физикалық және химиялық қасиеттеріне әсер етеді. Осылайша, молекулалар арасындағы қосымша тартылыс заттардың қайнауын қиындатады. Сутектік байланыстары бар заттар үшін қайнау температурасының қалыптан тыс жоғарылауы байқалады.

мысалы , әдетте, молекулалық салмақтың жоғарылауымен заттардың қайнау температурасының жоғарылауы байқалады. Дегенмен, бірқатар заттарда H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Teқайнау нүктелерінің сызықтық өзгерісін байқамаймыз.

Атап айтқанда, ат судың қайнау температурасы әдеттен тыс жоғары - кем емес -61 o C, түзу бізге көрсеткендей, бірақ әлдеқайда көп, +100 o C. Бұл аномалия су молекулалары арасында сутектік байланыстардың болуымен түсіндіріледі. Сондықтан қалыпты жағдайда (0-20 ° C) су болып табылады сұйықтықфазалық күй бойынша.

Атом, молекула, ядролық қасиеттері

Фтор атомының құрылысы.

Атомның ортасында оң зарядталған ядро ​​орналасқан. 9 теріс зарядталған электрон айналады.

Электрондық формула: 1s2;2s2;2p5

м прот. = 1,00783 (аму)

м нейтр = 1,00866 (аму)

m протон = м электрон

Фтор изотоптары.

Изотоп: 18F

қысқаша сипаттамасы: Табиғатта таралуы: 0%

Ядродағы протондар саны - 9. Ядродағы нейтрондар саны - 9. Нуклондар саны - 18.Е байланыс = 931,5 (9 * м sp. + 9 * м нейтр-М (F18)) = 138,24 (MEW) E арнайы = E байланыстары / N нуклондар = 7,81 (МеВ / ядро.)

Альфа ыдырау мүмкін емес Бета минус ыдырау мүмкін емес Позитрон ыдырауы: F (Z = 9, M = 18) -> O (Z = 8, M = 18) + e (Z = + 1, M = 0) +0,28 ( MeV) Электронды ұстау: F (Z = 9, M = 18) + e (Z = -1, M = 0) -> O (Z = 8, M = 18) +1,21 (МеВ)

Изотоп: 19F

Қысқаша сипаттамасы: Табиғатта таралуы: 100%

Фтор молекуласы.

Бос фтор екі атомды молекулалардан тұрады. Химиялық тұрғыдан алғанда фторды бір валентті бейметал ретінде сипаттауға болады, сонымен қатар барлық бейметалдардың ішіндегі ең белсендісі. Бұл бірқатар себептерге байланысты, соның ішінде F2 молекуласының жеке атомдарға ыдырауының қарапайымдылығы – бұл үшін қажетті энергия тек 159 кДж/моль (O2 үшін 493 кДж/моль және С12 үшін 242 кДж/мольге қарсы). Фтор атомдары айтарлықтай электронды жақындыққа және салыстырмалы түрде шағын өлшемге ие. Сондықтан олардың басқа элементтердің атомдарымен валенттік байланыстары басқа металлоидтардың ұқсас байланыстарынан күштірек болады (мысалы, HF байланысының энергиясы - 564 кДж/моль, HO байланысы үшін 460 кДж/моль және Н үшін 431 кДж/моль. -С1 байланысы).

F-F сілтемесі 1,42 А ядролық қашықтығымен сипатталады. Фтордың термиялық диссоциациясы үшін есептеу арқылы келесі мәліметтер алынды:

Температура, ° С 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700

Диссоциациялану дәрежесі,% 5 10-3 0,3 4,2 22 60 88 97 99

Фтор атомы негізгі күйде сыртқы электрон қабатының құрылымы 2s22p5 және бірвалентті. Бір 2p-электронның 3s деңгейіне ауысуымен байланысты үш валентті күйдің қозуы 1225 кДж/моль шығынды қажет етеді және іс жүзінде жүзеге асырылмайды. Бейтарап фтор атомының электронға жақындығы 339 кДж/моль деп бағаланады. F- ионы 1,33 А тиімді радиусымен және 485 кДж/моль гидратация энергиясымен сипатталады. Фтордың коваленттік радиусы әдетте 71 pm (яғни F2 молекуласындағы ядроаралық қашықтықтың жартысы) деп есептеледі.

Фтордың химиялық қасиеттері.

Металлоидты элементтердің фтор туындылары әдетте өте ұшқыш болғандықтан, олардың түзілуі металлоидты бетті фтордың одан әрі әсерінен қорғамайды. Сондықтан өзара әрекеттесу көбінесе көптеген металдарға қарағанда әлдеқайда күштірек жүреді. Мысалы, кремний, фосфор және күкірт фтор газында жанады. Аморфты көміртегі (көмір) дәл осылай әрекет етеді, ал графит тек қызыл қызумен әрекеттеседі. Фтор азотпен және оттегімен тікелей қосылмайды.

Басқа элементтердің сутегі қосылыстарынан фтор сутегін алады. Көптеген оксидтер оттегін ығыстыру арқылы ыдырайды. Атап айтқанда, су F2 + Н2О -> 2 НF + О схемасы бойынша әрекеттеседі

оның үстіне ығысқан оттегі атомдары бір-бірімен ғана емес, ішінара су және фтор молекулаларымен де қосылады. Сондықтан бұл реакция газ тәрізді оттегінен басқа әрқашан сутегі асқын тотығы мен фтор оксидін (F2O) түзеді. Соңғысы озон иісі бар бозғылт сары түсті газ.

Фтор оксидін (әйтпесе - оттегі фториді - ОF2) фторды 0,5 Н өткізіп алуға болады. NaOH ерітіндісі. Реакция мына теңдеу бойынша жүреді: 2 F2 + 2 NaOH = 2 NaF + Н2О + F2О Фторға да келесі реакциялар тән:

H2 + F2 = 2HF (жарылу)

ZNO және DPA үшін химиялық дайындық
Күрделі басылым

I БӨЛІМ

ЖАЛПЫ ХИМИЯ

ЭЛЕМЕНТТЕР ХИМИЯСЫ

ГАЛОГЕНДЕР

Қарапайым заттар

Фтордың химиялық қасиеттері

Фтор - табиғаттағы ең күшті тотықтырғыш. Ол тек гелий, неон және аргонмен тікелей әрекеттеспейді.

Металдармен реакция уақытында фторидтер түзіледі, иондық типті қосылыстар:

Фтор көптеген бейметалдармен, тіпті кейбір инертті газдармен де қарқынды әрекеттеседі:

Хлордың химиялық қасиеттері. Күрделі заттармен әрекеттесу

Хлор бромға немесе йодқа қарағанда күшті тотықтырғыш болып табылады, сондықтан хлор ауыр галогендерді олардың тұздарынан ығыстырады:

Суда еріген хлор онымен ішінара әрекеттеседі, нәтижесінде екі қышқыл түзіледі: хлорид және гипохлорит. Бұл жағдайда Хлордың бір атомы тотығу дәрежесін арттырады, ал екінші атом оны төмендетеді. Мұндай реакцияларды пропорционалды емес реакциялар деп атайды. Пропорционалды емес реакциялар өзін-өзі қалпына келтіру-өзін-өзі тотығу реакциялары, т.б. бір элемент тотықтырғыштың да, тотықсыздандырғыштың да қасиеттерін көрсететін реакциялар. Пропорционалды емес кезде элемент қарабайырмен салыстырғанда тотыққан және тотықсызданған күйде болатын қосылыстар бір мезгілде түзіледі. Гипохлорит қышқылы молекуласындағы хлор атомының тотығу дәрежесі +1:

Хлордың сілті ерітінділерімен әрекеттесуі де осылай жүреді. Бұл жағдайда екі тұз түзіледі: хлорид және гипохлорит.

Хлор әртүрлі оксидтермен әрекеттеседі:

Хлор металл максималды тотығу күйінде болмаған кейбір тұздарды тотықтырады:

Молекулярлық хлор көптеген заттармен әрекеттеседі органикалық қосылыстар... Катализатор ретінде темір (III) хлориді болған кезде хлор бензолмен әрекеттесіп, хлорбензол түзеді, ал жарықпен сәулелендіргенде сол реакция нәтижесінде гексахлорциклогексан түзіледі:

Бром мен йодтың химиялық қасиеттері

Екі зат сутекпен, фтормен және сілтілермен әрекеттеседі:

Йод әртүрлі күшті тотықтырғыштармен тотығады:

Қарапайым заттарды алу әдістері

Фторды алу

Фтор ең күшті химиялық тотықтырғыш болғандықтан, оны бос түрдегі қосылыстардан химиялық реакциялар арқылы бөліп алу мүмкін емес, сондықтан фтор физика-химиялық әдіспен – электролизбен алынады.

Фторды алу үшін калий фторидінің балқымасы мен никель электродтары қолданылады. Никель металдың беті фтормен пассивтенетіндіктен, ерімейтін заттың түзілуіне байланысты қолданылады. NiF 2, сондықтан электродтардың өздері оларға шығарылатын заттың әсерінен жойылмайды:

Хлорды алу

Хлор өнеркәсіптік ауқымда натрий хлориді ерітіндісінің электролизі арқылы өндіріледі. Осы процестің нәтижесінде натрий гидроксиді де өндіріледі:

Хлор аз мөлшерде тотыққан хлорсутек ерітіндісімен әртүрлі әдістермен алынады:

Хлор - химия өнеркәсібінің өте маңызды өнімі.

Оның әлемдік өндірісі миллиондаған тоннаны құрайды.

Бром мен йодты алу

Өнеркәсіптік мақсатта бром және йод сәйкесінше бромидтер мен йодидтердің тотығуы арқылы өндіріледі. Тотығу үшін көбінесе молекулалық хлор, концентрлі сульфат қышқылы немесе марганец диоксиді қолданылады:

Галогендердің қолданылуы

Фтор және оның кейбір қосылыстары зымыран отынының тотықтырғышы ретінде қолданылады. Фтордың көп мөлшері әртүрлі тоңазытқыш агенттерді (фреондар) және химиялық және термиялық тұрақты кейбір полимерлерді (тефлон және басқалары) алу үшін қолданылады. Фтор ядролық технологияда уран изотоптарын бөлу үшін қолданылады.

Хлордың көп бөлігі тұз қышқылын алу үшін, сонымен қатар басқа галогендерді алу үшін тотықтырғыш ретінде пайдаланылады. Өнеркәсіпте маталар мен қағазды ағарту үшін қолданылады. Фторға қарағанда көп мөлшерде ол полимерлер (ПВХ және басқалар) және тоңазытқыш агенттер өндіру үшін қолданылады. Хлор залалсыздандыру үшін қолданылады ауыз су... Сонымен қатар хлороформ, метилен хлориді, төрт хлорлы көміртек сияқты кейбір еріткіштерді алу үшін қажет. Ол сонымен қатар калий хлораты (Бертолле тұзы), ағартқыш және құрамында хлор атомдары бар көптеген басқа қосылыстар сияқты көптеген заттарды өндіру үшін қолданылады.

Бром мен йод өнеркәсіпте хлор немесе фтор сияқты масштабта қолданылмайды, бірақ бұл заттарды қолдану жыл сайын артып келеді. Бром тыныштандыратын әсері бар әртүрлі дәрілік препараттарды өндіруде қолданылады. Йод антисептикалық препараттарды жасауда қолданылады. Бром және йод қосылыстары заттардың сандық талдауында кеңінен қолданылады. Йодтың көмегімен кейбір металдар тазартылады (бұл процесс йодты тазарту деп аталады), мысалы, титан, ванадий және т.б.