Erkin ftor ikki atomli molekulalardan iborat. Kimyoviy nuqtai nazardan, ftorni monovalent metall bo'lmagan va bundan tashqari, barcha nometalllarning eng faoli sifatida tavsiflash mumkin. Bu bir qator sabablarga bog'liq, shu jumladan F 2 molekulasining alohida atomlarga parchalanish qulayligi - buning uchun zarur bo'lgan energiya atigi 159 kJ / mol (O 2 uchun 493 kJ / mol va C uchun 242 kJ / molga qarshi) 12). Ftor atomlari sezilarli elektron yaqinlikka ega va nisbatan kichik hajmga ega. Shuning uchun ularning boshqa elementlarning atomlari bilan valentlik bog'lari boshqa metalloidlarning o'xshash bog'lariga qaraganda kuchliroq bo'lib chiqadi (masalan, H-F bog'lanish energiyasi - 564 kJ / molga nisbatan 460 kJ / mol ga teng. N-O ulanishlari va H-C1 aloqasi uchun 431 kJ/mol).

F-F aloqasi 1,42 A yadro masofasi bilan tavsiflanadi. Ftorning termal dissotsiatsiyasi uchun quyidagi ma'lumotlar hisoblash yo'li bilan olingan:

Asosiy holatdagi ftor atomi tashqi elektron qatlam 2s 2 2p 5 tuzilishiga ega va bir valentli. Bitta 2p elektronni 3s darajasiga o'tkazish bilan bog'liq bo'lgan uch valentli holatning qo'zg'alishi 1225 kJ / mol sarflashni talab qiladi va amalda amalga oshirilmaydi.

Neytral ftor atomining elektronga yaqinligi 339 kJ/mol deb baholanadi. Ion F - samarali radiusi 1,33 A va hidratsiya energiyasi 485 kJ/mol bilan tavsiflanadi. Ftorning kovalent radiusi uchun odatda 71 pm qiymati olinadi (ya'ni, F 2 molekulasidagi yadrolararo masofaning yarmi).

Kimyoviy bog'lanish elektron hodisa bo'lib, unda o'z yadrosining kuch maydonida bo'lgan kamida bitta elektron bir vaqtning o'zida boshqa yadro yoki bir nechta yadrolarning kuch maydonida o'zini topadi.

Ko'pchilik oddiy moddalar va barcha murakkab moddalar (birikmalar) bir-biri bilan ma'lum bir tarzda o'zaro ta'sir qiluvchi atomlardan iborat. Boshqacha qilib aytganda, atomlar o'rtasida kimyoviy bog'lanish o'rnatiladi. Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda, energiya doimo chiqariladi, ya'ni hosil bo'lgan zarrachaning energiyasi dastlabki zarrachalarning umumiy energiyasidan kam bo'lishi kerak.

Elektronning bir atomdan ikkinchisiga o'tishi, natijada barqaror elektron konfiguratsiyaga ega bo'lgan qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning hosil bo'lishi, ular orasida elektrostatik tortishish ionli bog'lanishning eng oddiy modelidir:

X → X + + e - ; Y + e - → Y - ; X+Y-

Ionlarning hosil boʻlishi va ular oʻrtasida elektrostatik tortishishning paydo boʻlishi haqidagi gipotezani birinchi marta nemis olimi V. Kossel (1916) ilgari surgan.

Bog'lanishning yana bir modeli - bu elektronlarning ikki atom tomonidan almashinishi, buning natijasida barqaror elektron konfiguratsiyalar ham hosil bo'ladi. Bunday bog`lanish kovalent deb ataladi, 1916 yilda amerikalik olim G.Lyuis uning nazariyasini ishlab chiqa boshladi.

Ikkala nazariyadagi umumiy nuqta barqaror elektron konfiguratsiyaga ega bo'lgan zarrachalarning asil gazning elektron konfiguratsiyasiga to'g'ri kelishi edi.

Masalan, litiy ftorid hosil bo'lishida bog'lanishning ion mexanizmi amalga oshiriladi. Litiy atomi (3 Li 1s 2 2s 1) elektronni yo'qotadi va geliyning elektron konfiguratsiyasi bilan kationga (3 Li + 1s 2) aylanadi. Ftor (9 F 1s 2 2s 2 2p 5) elektronni qabul qilib, neonning elektron konfiguratsiyasi bilan anion (9 F - 1s 2 2s 2 2p 6) hosil qiladi. Litiy ioni Li + va ftor ioni F - o'rtasida elektrostatik tortishish paydo bo'ladi, buning natijasida yangi birikma - litiy ftorid hosil bo'ladi.

Vodorod ftorid hosil bo'lganda, vodorod atomining yagona elektroni (1s) va ftor atomining juftlanmagan elektroni (2p) ikkala yadro - vodorod atomi va ftor atomining ta'sir maydonida bo'ladi. Shunday qilib, umumiy elektron juftlik paydo bo'ladi, bu elektron zichlikning qayta taqsimlanishi va maksimal elektron zichligi paydo bo'lishini anglatadi. Natijada, endi ikkita elektron vodorod atomining yadrosi (geliy atomining elektron konfiguratsiyasi) bilan bog'langan va tashqi energiya darajasining sakkizta elektroni ftor yadrosi (neon atomining elektron konfiguratsiyasi) bilan bog'langan:

Bitta elektron juft tomonidan amalga oshiriladigan bog'lanish yagona bog'lanish deyiladi.

U element belgilari orasidagi bitta chiziqcha bilan ko'rsatilgan: H-F.

Elektronni bir atomdan ikkinchisiga o'tkazish (ion bog'lanish) yoki elektronlarni birgalikda (kovalent bog'lanish) yo'li bilan barqaror sakkiz elektronli qobiq hosil qilish tendentsiyasi oktet qoidasi deb ataladi.

Litiy ioni va vodorod atomi uchun ikki elektronli qobiqlarning hosil bo'lishi alohida holatdir.

Biroq, bu qoidaga rioya qilmaydigan birikmalar mavjud. Masalan, berilliy ftorid BeF 2 tarkibidagi berilliy atomi faqat to'rt elektronli qobiqga ega; Bor atomiga oltita elektron qobiq xosdir (nuqtalar tashqi energiya darajasining elektronlarini bildiradi):

Shu bilan birga, fosfor (V) xlorid va oltingugurt (VI) ftorid, yod (VII) ftorid kabi birikmalarda markaziy atomlarning elektron qobiqlarida sakkizdan ortiq elektron mavjud (fosfor - 10; oltingugurt - 12; yod - 14):

Aksariyat d elementli birikmalarda oktet qoidasiga ham rioya qilinmaydi.

Yuqoridagi barcha misollarda turli elementlar atomlari o'rtasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi; u geteroatomik deyiladi. Biroq, bir xil atomlar o'rtasida kovalent bog'lanish ham paydo bo'lishi mumkin. Masalan, vodorod molekulasi har bir vodorod atomining 15 ta elektronini bo'lishish natijasida hosil bo'ladi, buning natijasida har bir atom ikkita elektronning barqaror elektron konfiguratsiyasiga ega bo'ladi. Oktet ftor kabi boshqa oddiy moddalarning molekulalarini hosil qilish jarayonida hosil bo'ladi:

Kimyoviy bog'lanishning shakllanishi to'rt yoki olti elektronning sotsializatsiyasi orqali ham amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda, qo'sh bog'lanish hosil bo'ladi, bu ikkita umumlashtirilgan elektron juftlik, ikkinchisida - uchlik bog'lanish (uchta umumiy elektron juft).

Misol uchun, N 2 azot molekulasi hosil bo'lganda, olti elektronning sotsializatsiyasi natijasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi: har bir atomdan uchta juftlashtirilmagan p elektron. Sakkiz elektronli konfiguratsiyaga erishish uchun uchta umumiy elektron juft hosil bo'ladi:

Qo'sh bog'lanish ikki tire, uchlik bog'lanish uch bilan ko'rsatilgan. Azot molekulasi N 2 quyidagicha ifodalanishi mumkin: N≡N.

Bir elementning atomlari tomonidan hosil qilingan diatomik molekulalarda maksimal elektron zichligi yadrolararo chiziqning o'rtasida joylashgan. Atomlar o'rtasida zaryadlar ajratilmaganligi sababli, bu turdagi kovalent bog'lanish qutbsiz deb ataladi. Geteroatomik bog'lanish har doim ko'proq yoki kamroq qutbli bo'ladi, chunki maksimal elektron zichligi atomlardan biriga siljiydi, buning natijasida u qisman manfiy zaryad oladi (s- bilan belgilanadi). Elektron zichligi maksimal siljigan atom qisman musbat zaryad oladi (s+ bilan belgilanadi). Fazoda qisman manfiy va qisman musbat zaryad markazlari bir-biriga toʻgʻri kelmaydigan elektr neytral zarrachalar dipollar deyiladi. Bog'lanishning qutbliligi zaryadlarning kattaligiga va ular orasidagi masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan dipol momenti (m) bilan o'lchanadi.

Guruch. Dipolning sxematik tasviri

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. Popkov V.A., Puzakov S. A. Umumiy kimyo: darslik. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 b.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [bilan. 32-35]

1916-yilda molekulalar tuzilishining birinchi nihoyatda soddalashtirilgan nazariyalari taklif qilindi, ularda elektron tasvirlardan foydalanildi: amerikalik fizik kimyogari G.Lyuis (1875-1946) va nemis olimi V.Kossel nazariyasi. Lyuis nazariyasiga ko'ra, ikki atomli molekulada kimyoviy bog'lanishning hosil bo'lishi bir vaqtning o'zida ikkita atomning valentlik elektronlarini o'z ichiga oladi. Shuning uchun, masalan, vodorod molekulasida valent tub o'rniga kimyoviy bog'lanish hosil qiluvchi elektron juftini chizishni boshladilar:

Elektron jufti tomonidan hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanish kovalent bog'lanish deb ataladi. Vodorod ftorid molekulasi quyidagicha tasvirlangan:

Oddiy moddalar molekulalarining (H2, F2, N2, O2) molekulalardan farqi murakkab moddalar(HF, NO, H2O, NH3) birinchisi dipol momentga ega emas, ikkinchisi esa bor. Dipol momenti m mahsulot sifatida aniqlanadi mutlaq qiymat ikki qarama-qarshi zaryad r orasidagi masofaga q zaryad:

Ikki atomli molekulaning dipol momentini m ikki usul bilan aniqlash mumkin. Birinchidan, molekula elektr neytral bo'lgani uchun Z" molekulasining umumiy musbat zaryadi ma'lum (u atom yadrolarining zaryadlari yig'indisiga teng: Z" = ZA + ZB). Yadrolararo masofani bilib, molekulaning musbat zaryadining og'irlik markazining joylashishini aniqlash mumkin. m molekulalarning qiymati tajribadan topiladi. Shuning uchun siz r" ni topishingiz mumkin - molekulaning musbat va umumiy manfiy zaryadining og'irlik markazlari orasidagi masofa:

Ikkinchidan, kimyoviy bog` hosil qiluvchi elektron jufti atomlardan biriga ko`chirilsa, qandaydir ortiqcha manfiy zaryad -q "bu atomda paydo bo`ladi va ikkinchi atomda zaryad + q" paydo bo`ladi, deb taxmin qilishimiz mumkin. Atomlar orasidagi masofa quyidagicha:

HF molekulasining dipol momenti 6,4 soat 10-30 clh m, H-F masofasi 0,917× 10-10 m ga teng q ni hisoblash «q» = 0,4 elementar zaryadni (ya’ni elektronning zaryadini) beradi. Ftor atomida ortiqcha manfiy zaryad paydo bo'lganligi sababli, bu HF molekulasida kimyoviy bog'lanish hosil qiluvchi elektron juftining ftor atomiga o'tishini anglatadi. Bunday kimyoviy bog'lanish kovalent qutbli bog'lanish deyiladi. A2 tipidagi molekulalar dipol momentiga ega emas. Ushbu molekulalarni hosil qiluvchi kimyoviy bog'lanishlar deyiladi kovalent qutbsiz aloqalar.

Kossel nazariyasi hosil bo'lgan molekulalarni tasvirlash taklif qilindi faol metallar(ishqoriy va ishqoriy tuproq) va faol metall bo'lmaganlar (galogenlar, kislorod, azot). Metall atomlarining tashqi valent elektronlari atom yadrosidan eng uzoqda joylashgan va shuning uchun metall atomida nisbatan zaif saqlanadi. Atomlarda kimyoviy elementlar Davriy tizimning bir qatorida joylashgan bo'lib, chapdan o'ngga harakat qilganda, yadro zaryadi doimo ortadi va qo'shimcha elektronlar bir xil elektron qatlamda joylashgan. Bu tashqi elektron qavatning qisqarishiga va elektronlarning atomda tobora mustahkamroq tutilishiga olib keladi. Shu sababli, MeX molekulasida ionlanish potentsialiga teng energiya sarflangan metallning zaif ushlab turilgan tashqi valentlik elektronini metall bo'lmagan atomning valent elektron qobig'iga elektron yaqinligiga teng energiya ajralib chiqishi bilan ko'chirish mumkin bo'ladi. . Natijada ikkita ion hosil bo'ladi: Me+ va X-. Ushbu ionlarning elektrostatik o'zaro ta'siri kimyoviy bog'lanishdir. Ushbu turdagi ulanish deyiladi ionli.

Agar MeX molekulalarining dipol momentlarini juft-juft qilib aniqlasak, metall atomidan keladigan zaryad nometall atomga to‘liq o‘tmasligi ma’lum bo‘ladi va bunday molekulalardagi kimyoviy bog‘lanish kovalent yuqori qutbli bog‘ sifatida yaxshiroq ta’riflanadi. Ijobiy metall kationlari Me + va metall bo'lmagan X- atomlarining manfiy anionlari odatda ushbu moddalar kristallarining kristall panjarasi joylarida mavjud. Ammo bu holda har bir musbat metall ioni birinchi navbatda eng yaqin nometall anionlar bilan, keyin metall kationlari bilan va hokazolar bilan elektrostatik ta'sir qiladi. Ya'ni, ion kristallarida kimyoviy bog'lanishlar delokalizatsiya qilinadi va har bir ion oxir-oqibat gigant molekula bo'lgan kristallga kiradigan barcha boshqa ionlar bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Kimyoda atom yadrolarining zaryadlari, ionlanish potentsiallari, elektron yaqinligi kabi atomlarning aniq belgilangan xarakteristikalari bilan bir qatorda kamroq aniqlangan xarakteristikalar ham qo'llaniladi. Ulardan biri elektromanfiylikdir. Uni fanga amerikalik kimyogari L. Poling kiritgan. Keling, birinchi uch davrning elementlari uchun birinchi ionlanish potentsiali va elektron yaqinlik haqidagi ma'lumotlarni ko'rib chiqaylik.

Ionlanish potentsiallari va elektron yaqinlikdagi qonuniyatlar atomlarning valentlik elektron qobiqlarining tuzilishi bilan to'liq izohlanadi. Izolyatsiya qilingan azot atomining elektronga yaqinligi ishqoriy metall atomlarinikidan ancha past, garchi azot faol nometaldir. Aynan molekulalarda boshqa kimyoviy elementlarning atomlari bilan o'zaro ta'sirlashganda azot uning faol metall bo'lmaganligini isbotlaydi. L. Pauling shunday qilishga urinib ko'rdi, "elektronegativlikni" kimyoviy elementlar atomlarining hosil bo'lish jarayonida elektron juftini o'zlari tomon siljitish qobiliyati sifatida kiritdi. kovalent qutb aloqalari. Kimyoviy elementlarning elektromanfiylik shkalasi L. Pauling tomonidan taklif qilingan. U ixtiyoriy o'lchamsiz birliklarda eng yuqori elektron manfiylikni ftorga - 4,0, kislorodga - 3,5, xlor va azotga - 3,0, bromga - 2,8 deb aytdi. Atomlarning elektron manfiyligining o'zgarishi tabiati quyidagi qonunlarda ifodalangan qonunlarga to'liq mos keladi. Davriy tizim. Shuning uchun kontseptsiyadan foydalanish elektromanfiylik"Davriy tizimda allaqachon aks etgan metallar va metall bo'lmaganlar xususiyatlarining o'zgarishidagi naqshlarni oddiygina boshqa tilga tarjima qiladi.

Qattiq holatda bo'lgan ko'plab metallar deyarli mukammal shakllangan kristallardir.. Kristaldagi kristall panjaraning tugunlarida atomlar yoki musbat metall ionlari joylashgan. Musbat ionlar hosil bo'lgan metall atomlarining elektronlari kristall panjaraning tugunlari orasidagi bo'shliqda elektron gaz shaklida bo'lib, barcha atom va ionlarga tegishlidir. Ular metallning xarakterli yorqinligini, yuqori elektr o'tkazuvchanligini va metallarning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlaydi. Bir turi metall kristalidagi ijtimoiylashgan elektronlar tomonidan amalga oshiriladigan kimyoviy bog'lanish deyiladimetall bog'lanish.

1819-yilda fransuz olimlari P.Dyulong va A.Peti tajriba yoʻli bilan kristall holatdagi deyarli barcha metallarning molyar issiqlik sigʻimi 25 J/mol ekanligini aniqladilar. Endi nima uchun bunday bo'lganini osongina tushuntira olamiz. Kristal panjaraning tugunlaridagi metallar atomlari doimo harakatda bo'ladi - ular tebranish harakatlarini amalga oshiradilar. Ushbu murakkab harakat uchta o'zaro perpendikulyar tekislikdagi uchta oddiy tebranish harakatiga ajralishi mumkin. Har bir tebranish harakati o'z energiyasiga va harorat oshishi bilan o'z o'zgarishi qonuniga ega - o'zining issiqlik sig'imi. Atomlarning har qanday tebranish harakati uchun issiqlik sig'imining chegaraviy qiymati R ga teng - universal gaz doimiysi. Kristaldagi atomlarning uchta mustaqil tebranish harakati 3R ga teng issiqlik sig'imiga to'g'ri keladi. Metalllarni qizdirganda, juda past haroratlardan boshlab, ularning issiqlik sig'imi noldan ortadi. Xona va undan yuqori haroratlarda ko'pchilik metallarning issiqlik sig'imi maksimal qiymatga etadi - 3R.

Qizdirilganda metallarning kristall panjarasi buziladi va ular erigan holatga o'tadi. Keyinchalik qizdirilganda metallar bug'lanadi. Bug'da ko'p metallar Me2 molekulalari sifatida mavjud. Ushbu molekulalarda metall atomlari kovalent qutbsiz aloqalar hosil qila oladi.

Ftor - kimyoviy element (ramzi F, atom raqami 9), halogen guruhiga mansub metall bo'lmagan. Bu eng faol va elektronegativ moddadir. Oddiy harorat va bosimda ftor molekulasi F 2 formulasi bilan och sariq rangga ega. Boshqa halidlar singari, molekulyar ftor ham juda xavflidir va teri bilan aloqa qilganda kuchli kimyoviy kuyishga olib keladi.

Foydalanish

Ftor va uning birikmalari farmatsevtika, agrokimyo, yoqilgʻi-moylash materiallari, toʻqimachilik mahsulotlari ishlab chiqarishda keng qoʻllaniladi. shishani o'ymak uchun ishlatiladi, ftor plazmasi esa yarim o'tkazgich va boshqa materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tish pastasi va ichimlik suvidagi F ionlarining past konsentratsiyasi tish kariesining oldini olishga yordam beradi, ba'zi insektitsidlarda esa yuqori konsentratsiyalar mavjud. Ko'pgina umumiy anesteziklar gidrofluorokarbon hosilalaridir. 18 F izotopi pozitron emissiya tomografiyasi yordamida tibbiy tasvirlash uchun pozitronlarning manbai bo'lib, uran geksaflorid uran izotoplarini ajratish va atom elektr stantsiyalari uchun ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Kashfiyot tarixi

Ftor birikmalarini o'z ichiga olgan minerallar ushbu kimyoviy element izolyatsiya qilinishidan ko'p yillar oldin ma'lum bo'lgan. Masalan, kaltsiy ftoriddan tashkil topgan mineral flor shpati (yoki ftorit) 1530 yilda Jorj Agrikola tomonidan tasvirlangan. U metall yoki rudaning erish nuqtasini pasaytirishga yordam beradigan va kerakli metallni tozalashga yordam beradigan oqim sifatida ishlatilishi mumkinligini payqadi. Shuning uchun flor lotincha nomini fluere ("oqim") so'zidan oldi.

1670-yilda shisha puflovchi Geynrix Shvanxard kislota bilan ishlov berilgan kaltsiy ftorid (floridi shpati) ta'sirida shisha ishlanganligini aniqladi. Karl Scheele va ko'plab keyingi tadqiqotchilar, jumladan Humphrey Davy, Jozef-Luis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thénard CaF ni konsentrlangan sulfat kislota bilan davolash orqali osonlik bilan olingan gidroflorik kislota (HF) bilan tajriba o'tkazdilar.

Oxir-oqibat, HF tarkibida ilgari noma'lum element borligi ma'lum bo'ldi. Biroq, haddan tashqari reaktivligi tufayli bu moddani ko'p yillar davomida ajratib bo'lmaydi. Aralashmalardan ajratish nafaqat qiyin, balki ularning boshqa komponentlari bilan darhol reaksiyaga kirishadi. Hidroflorik kislotadan elementar ftorni ajratib olish juda xavflidir va dastlabki urinishlar bir nechta olimlarni ko'r qildi va o'ldirdi. Bu odamlar "ftorid shahidlari" nomini oldilar.

Kashfiyot va ishlab chiqarish

Nihoyat, 1886 yilda frantsuz kimyogari Anri Moissan eritilgan kaliy ftoridlari va gidroftorik kislota aralashmasini elektroliz qilish orqali ftorni ajratib olishga muvaffaq bo'ldi. Buning uchun u mukofotlangan Nobel mukofoti 1906 yil kimyo fanidan. Uning elektrolitik usuli bugungi kunda ushbu kimyoviy elementni sanoat ishlab chiqarishida qo'llanilishida davom etmoqda.

Ftorning birinchi yirik ishlab chiqarilishi Ikkinchi jahon urushi davrida boshlangan. Bu Manxetten loyihasining bir qismi sifatida atom bombasini yaratish bosqichlaridan biri uchun talab qilingan. Ftordan uran geksaftoridini (UF 6) ishlab chiqarish uchun foydalanilgan, bu esa o'z navbatida ikki izotop 235 U va 238 U ni bir-biridan ajratish uchun ishlatilgan.Bugungi kunda atom energiyasi uchun boyitilgan uran ishlab chiqarish uchun gazsimon UF 6 zarur.

Ftorning eng muhim xossalari

Davriy sistemada element galogen deb ataladigan 17-guruhning (avvalgi 7A guruhi) tepasida joylashgan. Boshqa halogenlarga xlor, brom, yod va astatin kiradi. Bundan tashqari, F kislorod va neon o'rtasidagi ikkinchi davrda.

Sof ftor - har litr hajmda 20 nl konsentratsiyada topilgan xarakterli o'tkir hidga ega bo'lgan korroziv gaz (kimyoviy formula F 2). Barcha elementlarning eng reaktivi va elektronegativi bo'lib, ularning ko'pchiligi bilan osongina birikmalar hosil qiladi. Ftor o'zining elementar shaklida mavjud bo'lish uchun juda reaktivdir va ko'pgina materiallarga, shu jumladan kremniyga shunday yaqinlikka egaki, uni shisha idishlarda tayyorlash yoki saqlash mumkin emas. Nam havoda u suv bilan reaksiyaga kirishib, kamroq xavfli gidroflorik kislota hosil qiladi.

Ftor, vodorod bilan o'zaro ta'sir qiladi, hatto past haroratlarda va qorong'uda ham portlaydi. U suv bilan qattiq reaksiyaga kirishib, gidroflorik kislota va kislorod gazini hosil qiladi. Har xil materiallar, shu jumladan nozik dispers metallar va oynalar, gazsimon ftor oqimida yorqin olov bilan yonadi. Bundan tashqari, bu kimyoviy element asil gazlar kripton, ksenon va radon bilan birikmalar hosil qiladi. Biroq, azot va kislorod bilan bevosita reaksiyaga kirishmaydi.

Ftorning haddan tashqari faolligiga qaramay, endi uni xavfsiz ishlatish va tashish usullari mavjud. Elementni po'lat yoki monel (nikelga boy qotishma) idishlarda saqlash mumkin, chunki bu materiallar yuzasida ftoridlar hosil bo'lib, keyingi reaktsiyaga to'sqinlik qiladi.

Ftoridlar - ftor ba'zi musbat zaryadlangan elementlar bilan birgalikda manfiy zaryadlangan ion (F-) sifatida mavjud bo'lgan moddalar. Ftorning metallar bilan birikmalari eng barqaror tuzlar qatoriga kiradi. Suvda eritilganda ular ionlarga bo'linadi. Ftorning boshqa shakllari - va H 2 F + kabi komplekslardir.

izotoplar

Ushbu galogenning 14 F dan 31 F gacha bo'lgan ko'plab izotoplari mavjud. Ammo ftorning izotopik tarkibi ulardan faqat bittasini, 19 F ni o'z ichiga oladi, u 10 neytronni o'z ichiga oladi, chunki u barqaror bo'lgan yagona hisoblanadi. Radioaktiv izotopi 18 F pozitronlarning qimmatli manbai hisoblanadi.

Biologik ta'sir

Organizmdagi ftor asosan suyak va tishlarda ionlar holida uchraydi. AQSH Milliy fanlar akademiyasi Milliy tadqiqot kengashi maʼlumotlariga koʻra, ichimlik suvining millionga bir qismdan kam konsentratsiyada ftorlanishi kariyes bilan kasallanishni sezilarli darajada kamaytiradi. Boshqa tomondan, ftoridning haddan tashqari to'planishi florozga olib kelishi mumkin, bu esa tishlarda o'zini namoyon qiladi. Bu ta'sir odatda ichimlik suvida ushbu kimyoviy elementning miqdori 10 ppm konsentratsiyasidan oshib ketgan joylarda kuzatiladi.

Elemental ftor va ftorid tuzlari zaharli bo'lib, ularni juda ehtiyotkorlik bilan ishlatish kerak. Teri yoki ko'z bilan aloqa qilishdan ehtiyot bo'lish kerak. Teri bilan reaktsiya natijasida to'qimalarga tez kirib boradi va suyaklardagi kaltsiy bilan reaksiyaga kirishib, ularni doimiy ravishda buzadi.

Atrof muhitda ftor

Ftorit mineralining yillik jahon ishlab chiqarishi taxminan 4 million tonnani tashkil etadi va o'rganilayotgan konlarning umumiy quvvati 120 million tonnani tashkil etadi.Ushbu mineralni qazib olishning asosiy hududlari Meksika, Xitoy va G'arbiy Evropadir.

Ftor tabiiy ravishda mavjud er qobig'i qayerda toshlar, ko'mir va loydan topilishi mumkin. Ftoridlar tuproqlarning shamol eroziyasi natijasida havoga chiqariladi. Ftor er qobig'ida 13-o'rinda turadigan kimyoviy element - uning miqdori 950 ppm. Tuproqlarda uning o'rtacha konsentratsiyasi taxminan 330 ppm ni tashkil qiladi. Vodorod ftorid sanoatda yonish jarayonlari natijasida havoga chiqarilishi mumkin. Havodagi ftoridlar yerga yoki suvga tushadi. Ftor juda kichik zarrachalar bilan aloqa hosil qilganda, u havoda uzoq vaqt qolishi mumkin.

Atmosferada ushbu kimyoviy elementning 0,6 milliarddan bir qismi tuzli tuman va organik xlor birikmalari shaklida mavjud. Shaharlarda kontsentratsiya milliardga 50 qismga etadi.

Ulanishlar

Ftor ko'plab organik va noorganik birikmalarni hosil qiluvchi kimyoviy elementdir. Kimyogarlar u bilan vodorod atomlarini almashtirishlari mumkin va shu bilan ko'plab yangi moddalarni yaratadilar. Yuqori reaktiv galogen asil gazlar bilan birikmalar hosil qiladi. 1962 yilda Neil Bartlett ksenon geksafluoroplatinatni (XePtF6) sintez qildi. Kripton va radon ftoridlari ham olingan. Yana bir birikma argon ftorgidrid bo'lib, u faqat juda past haroratlarda barqaror.

Sanoat ilovasi

Atom va molekulyar holatda ftor yarimo'tkazgichlar, tekis panelli displeylar va mikroelektromexanik tizimlar ishlab chiqarishda plazma bilan ishlov berish uchun ishlatiladi. Hidroflorik kislota lampalar va boshqa mahsulotlarga shishani o'rnatish uchun ishlatiladi.

Ftor oʻzining ayrim birikmalari bilan bir qatorda farmatsevtika, agrokimyo, yoqilgʻi-moylash materiallari, toʻqimachilik mahsulotlari ishlab chiqarishda muhim tarkibiy qism hisoblanadi. Kimyoviy element galogenlangan alkanlarni (halonlar) ishlab chiqarish uchun zarur bo'lib, ular o'z navbatida konditsionerlik va sovutish tizimlarida keng qo'llanilgan. Keyinchalik, xlorflorokarbonlardan bunday foydalanish taqiqlandi, chunki ular atmosferaning yuqori qatlamlarida ozon qatlamini yo'q qilishga hissa qo'shadi.

Oltingugurt geksaflorid juda inert, zaharli bo'lmagan gaz bo'lib, issiqxona gazi sifatida tasniflanadi. Ftorsiz teflon kabi past ishqalanishli plastmassalarni ishlab chiqarish mumkin emas. Ko'pgina anesteziklar (masalan, sevofluran, desfluran va izofluran) CFC hosilalaridir. Natriy geksaftoralyuminat (kriolit) alyuminiy elektrolizida ishlatiladi.

Ftorli birikmalar, shu jumladan NaF, tish pastalarida tishlarning parchalanishini oldini olish uchun ishlatiladi. Ushbu moddalar suvning ftorlanishini ta'minlash uchun shahar suv ta'minotiga qo'shiladi, ammo bu amaliyot inson salomatligiga ta'siri tufayli bahsli hisoblanadi. Yuqori konsentratsiyalarda NaF insektitsid sifatida, ayniqsa, hamamböceği nazorat qilish uchun ishlatiladi.

Ilgari ftoridlar rudalarni kamaytirish va ularning suyuqligini oshirish uchun ishlatilgan. Ftor uran geksaftoridini ishlab chiqarishda muhim tarkibiy qism bo'lib, uning izotoplarini ajratish uchun ishlatiladi. 18 F, 110 daqiqali radioaktiv izotop, pozitronlarni chiqaradi va ko'pincha tibbiy pozitron emissiya tomografiyasida qo'llaniladi.

Ftorning fizik xossalari

Kimyoviy elementning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:

• Atom massasi 18,9984032 g/mol.
• Elektron konfiguratsiya 1s 2 2s 2 2p 5.
• Oksidlanish darajasi -1 ga teng.
• Zichlik 1,7 g/l.
• Erish nuqtasi 53,53 K.
• Qaynash nuqtasi 85,03 K.
• Issiqlik sig'imi 31,34 J / (K mol).

Ikki yoki undan ortiq atomlardan hosil bo'lgan kimyoviy zarralar deyiladi molekulalar(haqiqiy yoki shartli formula birliklari ko'p atomli moddalar). Molekulalardagi atomlar kimyoviy bog'langan.

Kimyoviy bog'lanish - bu zarralarni bir-biriga bog'lab turadigan elektr tortishish kuchi. Har bir kimyoviy bog'lanish strukturaviy formulalar ko'rinadi valentlik chizig'i, Misol uchun:

H - H (ikki vodorod atomi orasidagi bog'lanish);

H 3 N - H + (ammiak molekulasining azot atomi va vodorod kationi orasidagi bog'lanish);

(K +) - (I -) (kaliy kationi va yodid ioni orasidagi bog'lanish).

Kimyoviy bog'lanish bir juft elektron () tomonidan hosil bo'ladi, ular murakkab zarralarning (molekulalar, murakkab ionlar) elektron formulalarida odatda o'zlarining bo'linmagan elektron juft atomlaridan farqli o'laroq valentlik chizig'i bilan almashtiriladi, masalan:

Kimyoviy bog'lanish deyiladi kovalent, agar u ikkala atom tomonidan bir juft elektronning ijtimoiylashuvi natijasida hosil bo'lsa.

F 2 molekulasida ikkala ftor atomi ham bir xil elektronegativlikka ega, shuning uchun elektron juftga ega bo'lish ular uchun bir xil bo'ladi. Bunday kimyoviy bog'lanish qutbsiz deb ataladi, chunki har bir ftor atomiga ega elektron zichligi ichida xuddi shunday elektron formula molekulalarni shartli ravishda ular orasida teng taqsimlash mumkin:

HCl molekulasida kimyoviy bog'lanish allaqachon mavjud qutbli, chunki xlor atomidagi elektron zichligi (katta elektronegativlikka ega element) vodorod atomiga qaraganda ancha yuqori:

Kovalent bog'lanish, masalan, H - H, ikkita neytral atomning elektronlarini almashish orqali hosil bo'lishi mumkin:

H + H > H – H

Ushbu bog'lanish mexanizmi deyiladi almashish yoki ekvivalent.

Boshqa mexanizmga ko'ra, H - H gidrid ionining elektron jufti vodorod kationi H + tomonidan sotsializatsiyalanganda bir xil kovalent bog'lanish paydo bo'ladi:

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

Bu holda H + kationi deyiladi qabul qiluvchi va anion H - donor elektron juft. Bu holda kovalent bog'lanishning hosil bo'lish mexanizmi bo'ladi donor-akseptor, yoki muvofiqlashtirish.

Yagona bog'lanishlar (H - H, F - F, H - CI, H - N) deyiladi a-havolalar, ular molekulalarning geometrik shaklini aniqlaydi.

Ikki va uch bog'lanish () bir?-komponent va bir yoki ikki?-komponentni o'z ichiga oladi; Bosh va shartli shakllangan birinchi bo'lgan ?-komponent har doim?-komponentlardan kuchliroqdir.

Kimyoviy bog'lanishning fizik (aslida o'lchanadigan) xususiyatlari uning energiyasi, uzunligi va qutbliligidir.

Kimyoviy bog'lanish energiyasi (E cv) - bu bog'lanish hosil bo'lganda ajralib chiqadigan va uni buzishga sarflanadigan issiqlik. Xuddi shu atomlar uchun har doim bitta bog'lanish mavjud kuchsizroq ko'pdan (ikki, uch barobar).

Kimyoviy bog'lanish uzunligi (l s) - yadrolararo masofa. Xuddi shu atomlar uchun har doim bitta bog'lanish mavjud uzoqroq ko'pdan ko'ra.

Polarlik aloqa o'lchanadi elektr dipol momenti p- haqiqiy elektr zaryadining (ma'lum bir bog'lanish atomlari bo'yicha) dipol uzunligiga (ya'ni, bog'lanish uzunligi) ko'paytmasi. Dipol momenti qanchalik katta bo'lsa, bog'lanishning qutbliligi shunchalik yuqori bo'ladi. Kovalent bog'lanishdagi atomlarning haqiqiy elektr zaryadlari har doim elementlarning oksidlanish darajalariga qaraganda kichikroq bo'ladi, lekin ular belgisiga mos keladi; masalan, H + I -Cl -I aloqasi uchun haqiqiy zaryadlar H +0 "17 -Cl -0" 17 (bipolyar zarracha yoki dipol).

Molekulalarning qutbliligi ularning tarkibi va geometrik shakli bilan belgilanadi.

Qutbsiz (p = O) bo'ladi:

a) molekulalar oddiy moddalar, chunki ular faqat qutbsiz kovalent aloqalarni o'z ichiga oladi;

b) ko'p atomli molekulalar qiyin moddalar, agar ularning geometrik shakli bo'lsa simmetrik.

Masalan, CO 2, BF 3 va CH 4 molekulalari teng (uzunligi bo'ylab) bog'lanish vektorlarining quyidagi yo'nalishlariga ega:

Bog'lanish vektorlari qo'shilganda, ularning yig'indisi doimo yo'qoladi va molekulalar umuman qutbsiz bo'ladi, garchi ular qutbli aloqalarni o'z ichiga oladi.

Polar (s> O) bo'ladi:

a) diatomik molekulalar qiyin moddalar, chunki ular faqat qutbli aloqalarni o'z ichiga oladi;

b) ko'p atomli molekulalar qiyin moddalar, agar ularning tuzilishi assimetrik tarzda, ya'ni ularning geometrik shakli to'liq bo'lmagan yoki buzilgan bo'lib, bu umumiy elektr dipolning paydo bo'lishiga olib keladi, masalan, NH 3, H 2 O, HNO 3 va HCN molekulalarida.

NH 4 +, SO 4 2- va NO 3 - kabi murakkab ionlar printsipial jihatdan dipol bo'la olmaydi, ular faqat bitta (musbat yoki manfiy) zaryadga ega.

Ion aloqasi kationlar va anionlarning elektrostatik tortishish paytida, masalan, K + va I - o'rtasida bir juft elektronning deyarli sotsializatsiyasi bilan paydo bo'ladi. Kaliy atomida elektron zichligi yo'q, yod atomida ortiqcha. Ushbu ulanish ko'rib chiqiladi cheklovchi kovalent bog'lanish holati, chunki bir juft elektron amalda anionga ega. Bunday bog'lanish tipik metallar va metall bo'lmaganlar (CsF, NaBr, CaO, K 2 S, Li 3 N) va tuz sinfidagi moddalar (NaNO 3, K 2 SO 4, CaCO 3) birikmalari uchun eng xosdir. Xona sharoitida bu birikmalarning barchasi kristalli moddalar, ular umumiy nom bilan birlashtirilgan ion kristallari(kationlar va anionlardan tuzilgan kristallar).

Ulanishning yana bir turi mavjud metall aloqa, bunda valentlik elektronlar metall atomlari tomonidan shunchalik erkin ushlab turiladiki, ular aslida ma'lum atomlarga tegishli emas.

Tashqi elektronlarsiz qolgan metallarning atomlari go'yo musbat ionlarga aylanadi. Ular hosil qiladi metall kristall panjara. Ijtimoiylashtirilgan valent elektronlar to'plami ( elektron gaz) musbat metall ionlarini birga va muayyan panjara joylarida ushlab turadi.

Ion va metall kristallardan tashqari, ular ham bor atom va molekulyar kristall moddalar, ularning panjara joylarida mos ravishda atomlar yoki molekulalar mavjud. Misollar: olmos va grafit - atom panjarali kristallar, yod I 2 va karbonat angidrid CO 2 (quruq muz) - molekulyar panjarali kristallar.

Kimyoviy bog'lanishlar nafaqat moddalar molekulalari ichida, balki molekulalar o'rtasida ham paydo bo'lishi mumkin, masalan, suyuq HF, suv H 2 O va H 2 O + NH 3 aralashmasi:

vodorod aloqasi eng elektronegativ elementlarning atomlarini o'z ichiga olgan qutbli molekulalarning elektrostatik tortishish kuchlari tufayli hosil bo'ladi - F, O, N. Masalan, vodorod aloqalari HF, H 2 O va NH 3 da mavjud, ammo ular HCl, H da emas. 2 S va PH 3.

Vodorod aloqalari beqaror va juda oson uziladi, masalan, muz erishi va suv qaynayotganda. Biroq, bu bog'larni uzish uchun ma'lum bir qo'shimcha energiya sarflanadi va shuning uchun vodorod bog'lari bo'lgan moddalarning erish nuqtalari (5-jadval) va qaynash nuqtalari.

(masalan, HF va H 2 O) shunga o'xshash moddalarga qaraganda sezilarli darajada yuqori, ammo vodorod aloqalarisiz (masalan, mos ravishda HCl va H 2 S).

Ko'pgina organik birikmalar ham vodorod bog'larini hosil qiladi; muhim rol vodorod aloqasi biologik jarayonlarda o'ynaydi.

A qismi topshiriqlariga misollar

1. Faqat kovalent bog'lanishga ega bo'lgan moddalar

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. kovalent bog'lanish

2. yolg‘iz

3. ikki barobar

4. uchlik

materiyada mavjud

5. Molekulalarda bir nechta bog'lar mavjud

6. Radikallar deb ataladigan zarralar

7. Bog'lardan biri ionlar to'plamida donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi

1) SO 4 2-, NH 4 +

2) H 3 O +, NH 4 +

3) PO 4 3-, NO 3 -

4) PH 4 + , SO 3 2-

8. Eng bardoshli va qisqa bog'lanish - molekulada

9. Faqat ionli bog'langan moddalar - to'plamda

2) NH 4 Cl, SiCl 4

10–13. Moddaning kristall panjarasi

13. Va (OH) 2

1) metall

Vazifa raqami 1

Taklif etilgan ro'yxatdan ionli kimyoviy bog'lanish mavjud bo'lgan ikkita birikmani tanlang.

• 1. Ca(ClO 2) 2
• 2. HClO 3
• 3.NH4Cl
• 4. HClO 4
• 5.Cl2O7

Javob: 13

Aksariyat hollarda birikmada ionli turdagi bog'lanish mavjudligi uning strukturaviy birliklari bir vaqtning o'zida tipik metall atomlari va metall bo'lmagan atomlarni o'z ichiga olganligi bilan aniqlanishi mumkin.

Shu asosda biz 1-sonli birikma - Ca(ClO 2) 2da ion bog'lanish mavjudligini aniqlaymiz, chunki uning formulasida odatdagi kaltsiy metalining atomlarini va metall bo'lmaganlar atomlarini - kislorod va xlorni ko'rish mumkin.

Biroq, ushbu ro'yxatda metall va metall bo'lmagan atomlarni o'z ichiga olgan boshqa birikmalar mavjud emas.

Topshiriqda ko'rsatilgan birikmalar orasida ammoniy xlorid mavjud bo'lib, unda ionli bog'lanish ammoniy kationi NH 4 + va xlorid ioni Cl - o'rtasida amalga oshiriladi.

Vazifa raqami 2

Taklif etilgan ro'yxatdan kimyoviy bog'lanish turi ftor molekulasi bilan bir xil bo'lgan ikkita birikmani tanlang.

1) kislorod

2) azot oksidi (II)

3) vodorod bromidi

4) natriy yodidi

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 15

Ftor molekulasi (F 2) bitta metall bo'lmagan kimyoviy elementning ikkita atomidan iborat, shuning uchun bu molekuladagi kimyoviy bog'lanish kovalent qutbsizdir.

Kovalent qutbsiz aloqa faqat metall bo'lmagan bir xil kimyoviy element atomlari o'rtasida amalga oshirilishi mumkin.

Taklif etilgan variantlardan faqat kislorod va olmos kovalent qutbsiz turdagi bog'lanishga ega. Kislorod molekulasi ikki atomli bo'lib, metall bo'lmagan bir kimyoviy elementning atomlaridan iborat. Olmos atom tuzilishiga ega va uning tuzilishida metall bo'lmagan har bir uglerod atomi 4 ta boshqa uglerod atomlari bilan bog'langan.

Azot oksidi (II) ikki xil metall boʻlmagan atomlar hosil qilgan molekulalardan tashkil topgan moddadir. Turli atomlarning elektromanfiyligi har doim har xil bo'lganligi sababli, molekuladagi umumiy elektron juftligi ko'proq elektronegativ elementga, bu holda kislorodga siljiydi. Shunday qilib, NO molekulasidagi bog'lanish kovalent qutblidir.

Vodorod bromidi vodorod va brom atomlaridan tashkil topgan ikki atomli molekulalardan ham iborat. H-Br bog'ini hosil qiluvchi umumiy elektron jufti ko'proq elektronegativ brom atomiga o'tadi. HBr molekulasidagi kimyoviy bog'lanish ham kovalent qutblidir.

Natriy yodid metall kationi va yodid anionidan hosil bo'lgan ionli moddadir. NaI molekulasidagi bog'lanish elektronning 3 dan o'tishi tufayli hosil bo'ladi s-natriy atomining orbitallari (natriy atomi kationga aylanadi) kam to'ldirilgan 5 gacha. p-yod atomining orbitali (yod atomi anionga aylanadi). Bunday kimyoviy bog'lanish ion deb ataladi.

Vazifa raqami 3

Taklif etilgan ro'yxatdan molekulalari orasida vodorod bog'lari hosil bo'lgan ikkita moddani tanlang.

• 1. C 2 H 6
• 2.C2H5OH
• 3.H2O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5. CH 3 COCH 3

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 23

Tushuntirish:

Vodorod aloqalari molekulyar tuzilishga ega bo'lgan moddalarda bo'lib, ularda H-O, H-N, H-F kovalent bog'lar mavjud. Bular. vodorod atomining elektromanfiyligi eng yuqori bo'lgan uchta kimyoviy elementning atomlari bilan kovalent aloqalari.

Shunday qilib, aniqki, molekulalar o'rtasida vodorod aloqalari mavjud:

2) spirtli ichimliklar

3) fenollar

4) karboksilik kislotalar

5) ammiak

6) birlamchi va ikkilamchi aminlar

7) gidroflorik kislota

Vazifa raqami 4

Taklif etilgan ro'yxatdan ionli kimyoviy bog'langan ikkita birikmani tanlang.

• 1. PCl 3
• 2.CO2
• 3.NaCl
• 4. H 2 S
• 5. MgO

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 35

Tushuntirish:

Aksariyat hollarda moddaning strukturaviy birliklari tarkibiga bir vaqtning o'zida tipik metall atomlari va metall bo'lmagan atomlar kirishi bilan birikmada ionli bog'lanish mavjud degan xulosaga kelish mumkin.

Shu asosda biz 3 (NaCl) va 5 (MgO) sonli birikmalarda ionli bog'lanish mavjudligini aniqlaymiz.

Eslatma*

Yuqoridagi xususiyatga qo'shimcha ravishda, agar birikmada ion bog'ining mavjudligi, agar uning tarkibiy birligi ammoniy kationini (NH 4 +) yoki uning organik analoglari - alkil ammoniy RNH 3 +, dialkilamoniy R 2 NH 2 +, bo'lsa, aytish mumkin. trialkilamoniy R 3 NH kationlari + yoki tetraalkilamoniy R 4 N +, bu erda R ba'zi uglevodorod radikalidir. Masalan, ion turi bog'lanish (CH 3) 4 NCl birikmasida kation (CH 3) 4 + va xlorid ioni Cl - o'rtasida sodir bo'ladi.

Vazifa raqami 5

Taklif etilgan ro'yxatdan bir xil turdagi tuzilishga ega ikkita moddani tanlang.

4) tuz

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 23

Vazifa raqami 8

Taklif etilgan ro'yxatdan molekulyar bo'lmagan ikkita moddani tanlang.

2) kislorod

3) oq fosfor

5) kremniy

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 45

Vazifa raqami 11

Taklif etilgan ro'yxatdan molekulalarida uglerod va kislorod atomlari o'rtasida qo'sh bog'lanish mavjud bo'lgan ikkita moddani tanlang.

3) formaldegid

4) sirka kislotasi

5) glitserin

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 34

Vazifa raqami 14

Taklif etilgan ro'yxatdan ionli bog'langan ikkita moddani tanlang.

1) kislorod

3) uglerod oksidi (IV)

4) natriy xlorid

5) kaltsiy oksidi

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 45

Vazifa raqami 15

Taklif etilgan ro'yxatdan olmos bilan bir xil turdagi kristall panjaraga ega bo'lgan ikkita moddani tanlang.

1) silika SiO 2

2) natriy oksidi Na 2 O

3) uglerod oksidi CO

4) oq fosfor P 4

5) silikon Si

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 15

Vazifa raqami 20

Taklif etilgan ro'yxatdan molekulalarida bitta uchlik bog'lanish mavjud bo'lgan ikkita moddani tanlang.

• 1. HCOOH
• 2.HCOH
• 3. C 2 H 4
• 4. N 2
• 5.C2H2

Tanlangan ulanishlar raqamlarini javoblar maydoniga yozing.

Javob: 45

Tushuntirish:

To'g'ri javobni topish uchun keling, keltirilgan ro'yxatdagi birikmalarning strukturaviy formulalarini chizamiz:

Shunday qilib, biz azot va asetilen molekulalarida uchlik bog'lanish mavjudligini ko'ramiz. Bular. To'g'ri javoblar 45

Vazifa raqami 21

Taklif etilgan ro'yxatdan molekulalarida kovalent qutbsiz bog'lanish mavjud bo'lgan ikkita moddani tanlang.

Mavzular Kodifikatordan foydalaning: Kovalent kimyoviy bog'lanish, uning navlari va hosil bo'lish mexanizmlari. Kovalent bog'lanishning xarakteristikalari (qutblanish va bog'lanish energiyasi). Ion aloqasi. Metall ulanish. vodorod aloqasi

Molekulyar kimyoviy bog'lanishlar

Keling, avval molekulalar ichidagi zarralar o'rtasida paydo bo'ladigan bog'lanishlarni ko'rib chiqaylik. Bunday ulanishlar deyiladi intramolekulyar.

kimyoviy bog'lanish kimyoviy elementlarning atomlari orasidagi elektrostatik xususiyatga ega va tufayli hosil bo'ladi tashqi (valentlik) elektronlarning o'zaro ta'siri, ko'proq yoki kamroq darajada musbat zaryadlangan yadrolar tomonidan ushlab turiladi bog'langan atomlar.

Bu erda asosiy tushuncha ELEKTRONGNATLIK. Aynan u atomlar orasidagi kimyoviy bog'lanish turini va bu bog'lanishning xususiyatlarini aniqlaydi.

atomning tortish (ushlab turish) qobiliyatidir. tashqi(valentlik) elektronlar. Elektromanfiylik tashqi elektronlarni yadroga tortish darajasi bilan belgilanadi va asosan atom radiusi va yadro zaryadiga bog'liq.

Elektromanfiylikni aniq aniqlash qiyin. L. Pauling nisbiy elektronegativlik jadvalini tuzdi (ikki atomli molekulalarning bog'lanish energiyalari asosida). Eng elektromanfiy element hisoblanadi ftor ma'no bilan 4 .

Shuni ta'kidlash kerakki, turli manbalarda siz elektronegativlik qiymatlarining turli shkalalari va jadvallarini topishingiz mumkin. Buni qo'rqitmaslik kerak, chunki kimyoviy bog'lanishning shakllanishi muhim rol o'ynaydi atomlar va u har qanday tizimda taxminan bir xil.

Agar A:B kimyoviy bog`dagi atomlardan biri elektronlarni kuchliroq tortsa, elektron jufti unga qarab siljiydi. Ko'proq elektromanfiylik farqi atomlar bo'lsa, elektron jufti shunchalik ko'p joy almashadi.

Agar o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning elektromanfiylik qiymatlari teng yoki taxminan teng bo'lsa: EO(A)≈EO(V), keyin umumiy elektron jufti atomlarning hech biriga almashtirilmaydi: A: B. Bunday ulanish deyiladi kovalent qutbsiz.

Agar o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning elektromanfiyligi farq qilsa, lekin unchalik katta bo'lmasa (elektronmanfiylik farqi taxminan 0,4 dan 2 gacha: 0,4<ΔЭО<2 ), keyin elektron jufti atomlardan biriga siljiydi. Bunday ulanish deyiladi kovalent qutbli .

Agar o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning elektromanfiyligi sezilarli darajada farq qilsa (elektronmanfiylik farqi 2 dan katta: DEO>2), keyin elektronlardan biri deyarli butunlay boshqa atomga o'tadi, hosil bo'lishi bilan ionlari. Bunday ulanish deyiladi ionli.

Kimyoviy bog'lanishning asosiy turlari - kovalent, ionli va metall ulanishlar. Keling, ularni batafsil ko'rib chiqaylik.

kovalent kimyoviy bog'lanish

kovalent bog'lanish – bu kimyoviy bog'lanishdir tomonidan shakllangan umumiy elektron juft hosil bo'lishi A:B . Bunday holda, ikkita atom bir-biriga yopishib olish atom orbitallari. Kovalent bog'lanish elektron manfiyligi kichik farqli atomlarning o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi (qoida tariqasida, ikkita metall bo'lmaganlar orasida) yoki bitta elementning atomlari.

Kovalent bog'lanishning asosiy xossalari

• orientatsiya,
• to'yinganlik,
• qutblanish,
• qutblanish qobiliyati.

Ushbu bog'lanish xususiyatlari moddalarning kimyoviy va fizik xususiyatlariga ta'sir qiladi.

Aloqa yo'nalishi moddalarning kimyoviy tuzilishi va shaklini tavsiflaydi. Ikki bog'lanish orasidagi burchaklar bog'lanish burchaklari deyiladi. Masalan, suv molekulasida H-O-H bog'lanish burchagi 104,45 o ga teng, shuning uchun suv molekulasi qutbli, metan molekulasida esa H-C-H bog'lanish burchagi 108 o 28 '.

To'yinganlik atomlarning cheklangan miqdordagi kovalent kimyoviy bog'lanishlar hosil qilish qobiliyatidir. Atom hosil qilishi mumkin bo'lgan bog'lanishlar soni deyiladi.

Polarlik bog'lanishlar har xil elektr manfiyligi bo'lgan ikki atom o'rtasida elektron zichligi notekis taqsimlanishi tufayli paydo bo'ladi. Kovalent bog'lanishlar qutbli va qutbsizlarga bo'linadi.

Polarizatsiya qobiliyati ulanishlar mavjud bog'lanish elektronlarining tashqi elektr maydoni ta'sirida siljish qobiliyati(xususan, boshqa zarrachaning elektr maydoni). Polarizatsiya elektronning harakatchanligiga bog'liq. Elektron yadrodan qanchalik uzoqda bo'lsa, u shunchalik harakatchan bo'ladi va shunga mos ravishda molekula qutblanish qobiliyatiga ega.

Kovalent qutbsiz kimyoviy bog'lanish

Kovalent bog'lanishning 2 turi mavjud - QUTUB va NONPOLAR .

Misol . Vodorod molekulasining H 2 tuzilishini ko'rib chiqing. Har bir vodorod atomi tashqi energiya darajasida 1 ta juftlashtirilmagan elektronni olib yuradi. Atomni ko'rsatish uchun biz Lyuis strukturasidan foydalanamiz - bu elektronlar nuqta bilan belgilangan atomning tashqi energiya darajasining tuzilishi diagrammasi. Lyuis nuqtasi strukturasi modellari ikkinchi davr elementlari bilan ishlashda yaxshi yordam beradi.

H. + . H=H:H

Shunday qilib, vodorod molekulasi bitta umumiy elektron juft va bitta H-H kimyoviy bog'iga ega. Bu elektron juft vodorod atomlarining hech biriga ko'chirilmaydi, chunki vodorod atomlarining elektromanfiyligi bir xil. Bunday ulanish deyiladi kovalent qutbsiz .

Kovalent qutbsiz (simmetrik) bog'lanish - bu teng elektronegativlikka ega bo'lgan atomlar tomonidan hosil qilingan kovalent bog'lanish (qoida tariqasida, bir xil metall bo'lmaganlar) va shuning uchun atomlar yadrolari o'rtasida elektron zichligi bir xil taqsimlangan.

Nopolar bog'lanishlarning dipol momenti 0 ga teng.

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

Kovalent qutbli kimyoviy bog'lanish

kovalent qutb aloqasi o'rtasida yuzaga keladigan kovalent bog'lanishdir turli elektr manfiyli atomlar (Qoida sifatida, turli xil metall bo'lmaganlar) va xarakterlanadi siljish umumiy elektron jufti ko'proq elektronegativ atomga (polyarizatsiya).

Elektron zichligi ko'proq elektron manfiy atomga o'tadi - shuning uchun uning ustida qisman manfiy zaryad (d-) paydo bo'ladi va kamroq elektronegativ atomda (d+, delta +) qisman musbat zaryad paydo bo'ladi.

Atomlarning elektromanfiyligidagi farq qanchalik katta bo'lsa, shuncha yuqori bo'ladi qutblanish ulanishlar va boshqalar dipol moment . Qo'shni molekulalar va ishorasi qarama-qarshi bo'lgan zaryadlar o'rtasida qo'shimcha jozibador kuchlar harakat qiladi, bu esa kuchayib boradi. kuch ulanishlar.

Bog'lanish qutblari birikmalarning fizik va kimyoviy xossalariga ta'sir qiladi. Reaktsiya mexanizmlari va hatto qo'shni bog'larning reaktivligi bog'ning qutbliligiga bog'liq. Bog'lanishning polaritesi ko'pincha aniqlanadi molekulaning qutblanishi va shuning uchun qaynash va erish nuqtasi, qutbli erituvchilarda eruvchanlik kabi jismoniy xususiyatlarga bevosita ta'sir qiladi.

Misollar: HCl, CO 2, NH 3.

Kovalent bog'lanishning hosil bo'lish mexanizmlari

Kovalent kimyoviy bog'lanish 2 mexanizm orqali yuzaga kelishi mumkin:

1. almashinuv mexanizmi Kovalent kimyoviy bog'lanishning hosil bo'lishi har bir zarracha umumiy elektron juftini hosil qilish uchun bitta juftlashtirilmagan elektronni ta'minlaydi:

A . + . B = A: B

2. Kovalent bog'lanishning hosil bo'lishi shunday mexanizm bo'lib, unda zarralardan biri bo'linmagan elektron juftligini, ikkinchisi esa ushbu elektron juftligi uchun bo'sh orbitalni ta'minlaydi:

A: + B = A: B

Bunday holda, atomlardan biri bo'linmagan elektron juftligini ta'minlaydi ( donor) va boshqa atom bu juftlik uchun bo'sh orbital beradi ( qabul qiluvchi). Bog'lanish hosil bo'lishi natijasida ikkala elektron energiyasi ham kamayadi, ya'ni. bu atomlar uchun foydalidir.

Donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'lgan kovalent bog'lanish, farq qilmaydi almashinuv mexanizmi orqali hosil bo'lgan boshqa kovalent bog'lanishlardan xossalari bilan. Donor-akseptor mexanizmi orqali kovalent bog'lanishning hosil bo'lishi tashqi energiya darajasida elektronlari ko'p bo'lgan (elektron donorlari) yoki aksincha, juda kam sonli elektronli (elektron qabul qiluvchilar) atomlar uchun xosdir. Atomlarning valentlik imkoniyatlari mos ravishda batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Kovalent bog'lanish donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi:

- molekulada karbon monoksit CO(molekuladagi bog` uch karra, 2 ta bog` almashinuv mexanizmi, biri donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo`ladi): C≡O;

- v ammoniy ioni NH 4+, ionlarda organik aminlar, masalan, metilamoniy ionida CH 3 -NH 2 +;

- v murakkab birikmalar, markaziy atom va ligandlar guruhlari o'rtasidagi kimyoviy bog'lanish, masalan, natriy tetragidroksoalyuminatda Na alyuminiy va gidroksid ionlari orasidagi bog'lanish;

- v nitrat kislota va uning tuzlari- nitratlar: HNO 3 , NaNO 3 , ba'zi boshqa azot birikmalarida;

- molekulada ozon O 3 .

Kovalent bog'lanishning asosiy xususiyatlari

Kovalent bog'lanish, qoida tariqasida, metall bo'lmagan atomlar o'rtasida hosil bo'ladi. Kovalent bog'lanishning asosiy xususiyatlari quyidagilardir uzunlik, energiya, ko'plik va yo'nalish.

Kimyoviy bog'lanishning ko'pligi

Kimyoviy bog'lanishning ko'pligi - bu birikmadagi ikkita atom orasidagi umumiy elektron juftlar soni. Bog'lanishning ko'pligini molekulani tashkil etuvchi atomlarning qiymatidan osongina aniqlash mumkin.

masalan , vodorod molekulasida H 2 bog'lanish ko'pligi 1 ga teng, chunki har bir vodorod tashqi energiya darajasida faqat 1 ta juftlanmagan elektronga ega, shuning uchun bitta umumiy elektron juft hosil bo'ladi.

Kislorod molekulasida O 2, bog'lanish ko'paytmasi 2 ga teng, chunki har bir atomning tashqi energiya darajasida 2 ta juftlanmagan elektron mavjud: O=O.

N 2 azot molekulasida bog'lanish ko'paytmasi 3 ga teng, chunki har bir atom orasida tashqi energiya sathida 3 ta juftlanmagan elektron mavjud va atomlar 3 ta umumiy elektron juft N≡N hosil qiladi.

Kovalent bog'lanish uzunligi

Kimyoviy bog'lanish uzunligi bog hosil qiluvchi atomlar yadrolarining markazlari orasidagi masofa. U eksperimental fizik usullar bilan aniqlanadi. Bog'lanish uzunligini qo'shimchalar qoidasiga ko'ra taxminan hisoblash mumkin, unga ko'ra AB molekulasidagi bog'lanish uzunligi A 2 va B 2 molekulalaridagi bog'lanish uzunligi yig'indisining yarmiga teng:

Kimyoviy bog'lanishning uzunligini taxminan taxmin qilish mumkin atomlar radiusi bo'ylab, rishta hosil qiluvchi yoki aloqaning ko'pligi bilan agar atomlarning radiuslari unchalik farq qilmasa.

Bog'ni tashkil etuvchi atomlarning radiuslari ortishi bilan bog'lanish uzunligi ortadi.

masalan

Atomlar orasidagi (atom radiuslari farq qilmaydigan yoki bir oz farq qiladigan) bog'lanishlarning ko'pligi ortishi bilan bog'lanish uzunligi kamayadi.

masalan . Qatorda: C–C, C=C, C≡C, bog'lanish uzunligi kamayadi.

Bog'lanish energiyasi

Kimyoviy bog'lanish kuchining o'lchovi bog'lanish energiyasidir. Bog'lanish energiyasi aloqani uzish va bu bog'lanishni hosil qiluvchi atomlarni bir-biridan cheksiz masofaga olib tashlash uchun zarur bo'lgan energiya bilan aniqlanadi.

Kovalent bog'lanish juda bardoshli. Uning energiyasi bir necha o'ndan bir necha yuzlab kJ/mol gacha. Bog'lanish energiyasi qanchalik katta bo'lsa, bog'lanish kuchi shunchalik katta bo'ladi va aksincha.

Kimyoviy bog'lanishning mustahkamligi bog'lanish uzunligiga, bog'lanish qutbliligiga va bog'lanishning ko'pligiga bog'liq. Kimyoviy bog'lanish qancha uzun bo'lsa, uning uzilishi shunchalik oson bo'ladi va bog'lanish energiyasi qancha kam bo'lsa, uning kuchi shunchalik past bo'ladi. Kimyoviy bog'lanish qanchalik qisqa bo'lsa, u kuchliroq va bog'lanish energiyasi shunchalik katta bo'ladi.

masalan, HF, HCl, HBr birikmalari qatorida chapdan o'ngga kimyoviy bog'lanish kuchi kamayadi, chunki bog'lanish uzunligi ortadi.

Ion kimyoviy bog'lanish

Ion aloqasi ga asoslangan kimyoviy bog'lanishdir ionlarning elektrostatik tortishishi.

ionlari atomlar tomonidan elektronlarni qabul qilish yoki berish jarayonida hosil bo'ladi. Masalan, barcha metallarning atomlari tashqi energiya darajasining elektronlarini zaif ushlab turadi. Shuning uchun metall atomlari xarakterlanadi tiklovchi xususiyatlar elektronlarni berish qobiliyati.

Misol. Natriy atomida 3-energiya darajasida 1 ta elektron mavjud. Natriy atomi uni osonlikcha chiqarib tashlagan holda, olijanob neon gaz Ne ning elektron konfiguratsiyasi bilan ancha barqaror Na + ionini hosil qiladi. Natriy ionida 11 proton va faqat 10 elektron bor, shuning uchun ionning umumiy zaryadi -10+11 = +1:

+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Misol. Xlor atomining tashqi energiya darajasida 7 ta elektron mavjud. Barqaror inert argon atomi Ar konfiguratsiyasini olish uchun xlor 1 ta elektronni biriktirishi kerak. Elektron biriktirilgandan so'ng, elektronlardan tashkil topgan barqaror xlor ioni hosil bo'ladi. Ionning umumiy zaryadi -1 ga teng:

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

Eslatma:

• Ionlarning xossalari atomlarning xossalaridan farq qiladi!
• Barqaror ionlar nafaqat hosil bo'lishi mumkin atomlar, Biroq shu bilan birga atomlar guruhlari. Masalan: ammoniy ioni NH 4+, sulfat ioni SO 4 2- va boshqalar Bunday ionlar hosil qilgan kimyoviy bog lar ham ionli hisoblanadi;
• Ion bog'lanishlar odatda o'rtasida hosil bo'ladi metallar va metall bo'lmaganlar(metall bo'lmaganlar guruhlari);

Olingan ionlar elektr tortishish tufayli tortiladi: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Keling, vizual ravishda umumlashtiraylik kovalent va ion bog'lanish turlari o'rtasidagi farq:

metall kimyoviy bog'lanish

metall aloqa nisbatan shakllangan munosabatdir erkin elektronlar orasida metall ionlari kristall panjara hosil qiladi.

Tashqi energiya darajasidagi metallarning atomlari odatda mavjud bir-uch elektron. Metall atomlarining radiusi, qoida tariqasida, katta - shuning uchun metall atomlari, metall bo'lmaganlardan farqli o'laroq, tashqi elektronlarni juda oson beradi, ya'ni. kuchli qaytaruvchi moddalardir

Molekulyar o'zaro ta'sirlar

Alohida-alohida, moddadagi alohida molekulalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarni ko'rib chiqishga arziydi - molekulalararo o'zaro ta'sirlar . Molekulyar o'zaro ta'sirlar neytral atomlar orasidagi o'zaro ta'sirning bir turi bo'lib, ularda yangi kovalent bog'lanishlar paydo bo'lmaydi. Molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarini 1869 yilda van der Vaals kashf etgan va uning nomi bilan atalgan. Van dar Vaals kuchlari. Van der Vaals kuchlari bo'linadi orientatsiya, induksiya va dispersiya . Molekulyar oʻzaro taʼsirlar energiyasi kimyoviy bogʻlanish energiyasidan ancha kam.

Orientatsiya tortishish kuchlari qutbli molekulalar (dipol-dipol o'zaro ta'siri) o'rtasida paydo bo'ladi. Ushbu kuchlar qutbli molekulalar orasida paydo bo'ladi. Induktiv o'zaro ta'sirlar qutbli molekula va qutbsiz molekula o'rtasidagi o'zaro ta'sir. Qutbsiz molekula qutbli molekulaning ta'siri tufayli qutblanadi, bu esa qo'shimcha elektrostatik tortishish hosil qiladi.

Molekulyar o'zaro ta'sirning maxsus turi vodorod bog'laridir. - bu molekulalar o'rtasida kuchli qutbli kovalent aloqalar mavjud bo'lgan molekulalararo (yoki intramolekulyar) kimyoviy bog'lanishlar - H-F, H-O yoki H-N. Agar molekulada shunday aloqalar mavjud bo'lsa, molekulalar o'rtasida bo'ladi qo'shimcha tortishish kuchlari .

Ta'lim mexanizmi Vodorod aloqasi qisman elektrostatik va qisman donor-akseptordir. Bunda kuchli elektron manfiy element atomi (F, O, N) elektron juft donor, bu atomlarga tutashgan vodorod atomlari esa akseptor vazifasini bajaradi. Vodorod aloqalari xarakterlidir orientatsiya kosmosda va to'yinganlik.

Vodorod aloqasini nuqtalar bilan belgilash mumkin: H ··· O. Vodorod bilan bogʻlangan atomning elektr manfiyligi qanchalik katta boʻlsa va uning oʻlchami qanchalik kichik boʻlsa, vodorod bogʻi shunchalik mustahkam boʻladi. Bu birinchi navbatda birikmalarga xosdir vodorod bilan ftor , shuningdek vodorod bilan kislorod , Kamroq azot vodorod bilan .

Vodorod aloqalari quyidagi moddalar o'rtasida yuzaga keladi:

— vodorod ftorid HF(gaz, ftor vodorodning suvdagi eritmasi - gidroflorik kislota), suv H 2 O (bug ', muz, suyuq suv):

— ammiak va organik aminlarning eritmasi- ammiak va suv molekulalari o'rtasida;

— O-H yoki N-H bog'langan organik birikmalar: spirtlar, karboksilik kislotalar, aminlar, aminokislotalar, fenollar, anilin va uning hosilalari, oqsillar, uglevodlar eritmalari - monosaxaridlar va disaxaridlar.

Vodorod aloqasi moddalarning fizik va kimyoviy xossalariga ta'sir qiladi. Shunday qilib, molekulalar orasidagi qo'shimcha tortishish moddalarning qaynatishini qiyinlashtiradi. Vodorod bog'lari bo'lgan moddalar qaynash nuqtasida g'ayritabiiy o'sishni ko'rsatadi.

masalan Qoida tariqasida, molekulyar og'irlikning oshishi bilan moddalarning qaynash haroratining oshishi kuzatiladi. Biroq, bir qator moddalarda H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te qaynash nuqtalarining chiziqli o'zgarishini kuzatmaymiz.

Ya'ni, at suvning qaynash nuqtasi anormal darajada yuqori - to'g'ri chiziq bizni ko'rsatganidek -61 o C dan kam emas, lekin juda ko'p, +100 o C. Bu anomaliya suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalarining mavjudligi bilan izohlanadi. Shuning uchun normal sharoitda (0-20 o C) suv hisoblanadi suyuqlik faza holati bo'yicha.

Atom, molekula, yadro xossalari

Ftor atomining tuzilishi.

Atomning markazida musbat zaryadlangan yadro joylashgan. 9 ta manfiy zaryadlangan elektron atrofida aylanadi.

Elektron formula: 1s2;2s2;2p5

m prot. = 1,00783 (a.m.u.)

m neytral = 1,00866 (a.m.u.)

m proton = m elektron

Ftorning izotoplari.

Izotop: 18F

ning qisqacha tavsifi: Tabiatda tarqalishi: 0%

Yadrodagi protonlar soni 9. Yadrodagi neytronlar soni 9. Nuklonlar soni 18.E aloqalari \u003d 931,5 (9 * m pr. + 9 * m neytron-M (F18)) \ u003d 138.24 (MEV) E xos = E bog'lar/N nuklonlar = 7,81 (MEV/nuklon)

Alfa yemirilishi mumkin emasBeta minus yemirilishi mumkin emasPozitron yemirilishi: F(Z=9,M=18)-->O(Z=8,M=18)+e(Z=+1,M=0)+0,28( MeV) Elektron suratga olish: F(Z=9,M=18)+e(Z=-1,M=0)-->O(Z=8,M=18)+1,21(MeV)

Izotop: 19F

Qisqacha tavsifi: Tabiatda tarqalishi: 100%

ftor molekulasi.

Erkin ftor ikki atomli molekulalardan iborat. Kimyoviy nuqtai nazardan, ftorni monovalent metall bo'lmagan va bundan tashqari, barcha nometalllarning eng faoli sifatida tavsiflash mumkin. Bu F2 molekulasining alohida atomlarga parchalanish qulayligi bilan bog'liq bir qator sabablarga ko'ra - buning uchun zarur bo'lgan energiya atigi 159 kJ / mol (O2 uchun 493 kJ / mol va C12 uchun 242 kJ / molga qarshi). Ftor atomlari sezilarli elektron yaqinlikka ega va nisbatan kichik hajmga ega. Shuning uchun ularning boshqa elementlarning atomlari bilan valentlik bog'lanishlari boshqa metalloidlarning o'xshash bog'lanishlariga qaraganda kuchliroqdir (masalan, HF bog'lanish energiyasi - 564 kJ / molga nisbatan H2O bog'i uchun 460 kJ / mol va H- uchun 431 kJ / mol. C1 aloqasi).

F-F ulanishi 1,42 A yadro masofasi bilan tavsiflanadi. Ftorning termal dissotsiatsiyasi uchun hisoblash yo'li bilan quyidagi ma'lumotlar olingan:

Harorat, °S 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700

Dissotsilanish darajasi, % 5 10-3 0,3 4,2 22 60 88 97 99

Asosiy holatdagi ftor atomi 2s22p5 tashqi elektron qatlamining tuzilishiga ega va bir valentli. Bitta 2p elektronni 3s darajasiga o'tkazish bilan bog'liq bo'lgan uch valentli holatning qo'zg'alishi 1225 kJ / mol sarflashni talab qiladi va amalda amalga oshirilmaydi. Neytral ftor atomining elektronga yaqinligi 339 kJ/mol deb baholanadi. F- ioni samarali radiusi 1,33 A va hidratsiya energiyasi 485 kJ/mol bilan tavsiflanadi. Ftorning kovalent radiusi odatda 71 pm (ya'ni, F2 molekulasidagi yadrolararo masofaning yarmi) deb qabul qilinadi.

Ftorning kimyoviy xossalari.

Metalloid elementlarning ftor hosilalari odatda juda uchuvchan bo'lganligi sababli, ularning hosil bo'lishi metalloid sirtini ftorning keyingi ta'siridan himoya qilmaydi. Shuning uchun o'zaro ta'sir ko'pincha ko'plab metallarga qaraganda ancha kuchliroq davom etadi. Masalan, kremniy, fosfor va oltingugurt ftor gazida yonadi. Amorf uglerod (ko'mir) xuddi shunday harakat qiladi, grafit esa faqat qizil issiqlikda reaksiyaga kirishadi. Ftor bevosita azot va kislorod bilan birikmaydi.

Boshqa elementlarning vodorod birikmalaridan ftor vodorodni oladi. Aksariyat oksidlar kislorodning siljishi bilan parchalanadi. Xususan, suv F2 + H2O --> 2 HF + O sxema bo'yicha o'zaro ta'sir qiladi.

bundan tashqari, ko'chirilgan kislorod atomlari nafaqat bir-biri bilan, balki qisman suv va ftor molekulalari bilan ham birlashadi. Shuning uchun, gazsimon kislorodga qo'shimcha ravishda, bu reaktsiya doimo vodorod peroksid va ftor oksidi (F2O) hosil qiladi. Ikkinchisi och sariq gaz bo'lib, hidi ozonga o'xshaydi.

Ftor oksidi (aks holda - kislorod ftorid - OF2) ftorni 0,5 N dan o'tkazish orqali olinishi mumkin. NaOH eritmasi. Reaktsiya tenglama bo'yicha boradi: 2 F2 + 2 NaOH = 2 NaF + H2O + F2OT Ftorga quyidagi reaksiyalar ham xosdir:

H2 + F2 = 2HF (portlash bilan)

ZNO va DPA uchun kimyo tayyorlash
Keng qamrovli nashr

QISM VA

UMUMIY KIMYO

ELEMENTLAR KIMYOSI

GALOGENLAR

Oddiy moddalar

Ftorning kimyoviy xossalari

Ftor tabiatdagi eng kuchli oksidlovchi moddadir. To'g'ridan-to'g'ri u faqat geliy, neon va argon bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Metallar bilan reaksiyaga kirishganda ftoridlar hosil bo'ladi, ion tipidagi birikmalar:

Ftor ko'p metall bo'lmaganlar bilan, hatto ba'zi inert gazlar bilan ham kuchli reaksiyaga kirishadi:

Xlorning kimyoviy xossalari. Murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri

Xlor brom yoki yodga qaraganda kuchliroq oksidlovchi vositadir, shuning uchun xlor og'ir galogenlarni tuzlaridan siqib chiqaradi:

Suvda erigan xlor u bilan qisman reaksiyaga kirishadi, natijada ikkita kislota hosil bo'ladi: xlorid va gipoxlorit. Bunda bir xlor atomi oksidlanish darajasini oshiradi, ikkinchi atom esa uni kamaytiradi. Bunday reaksiyalar nomutanosiblik reaksiyalari deyiladi. Nomutanosiblik reaktsiyalari o'z-o'zini tiklash-o'z-o'zini oksidlanish reaktsiyalari, ya'ni. reaksiyalar, bunda bir element ham oksid, ham qaytaruvchi xossalarini namoyon qiladi. Nomutanosiblik bilan birikmalar bir vaqtning o'zida hosil bo'ladi, bunda element ibtidoiyga nisbatan ko'proq oksidlangan va pasaytirilgan holatda bo'ladi. Gipoxlorit kislotasi molekulasidagi xlor atomining oksidlanish darajasi +1:

Xlorning ishqor eritmalari bilan o'zaro ta'siri xuddi shunday davom etadi. Bunday holda ikkita tuz hosil bo'ladi: xlorid va gipoxlorit.

Xlor turli oksidlar bilan o'zaro ta'sir qiladi:

Xlor metal maksimal oksidlanish holatida bo'lmagan ba'zi tuzlarni oksidlaydi:

Molekulyar xlor ko'pchilik bilan reaksiyaga kirishadi organik birikmalar. Katalizator sifatida temir (III) xlorid ishtirokida xlor benzol bilan reaksiyaga kirishib, xlorbenzol hosil qiladi, yorug'lik bilan nurlantirilganda esa xuddi shu reaksiya natijasida geksaxlorotsiklogeksan hosil bo'ladi:

Brom va yodning kimyoviy xossalari

Ikkala modda ham vodorod, ftor va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi:

Yod turli xil kuchli oksidlovchi moddalar bilan oksidlanadi:

Oddiy moddalarni ajratib olish usullari

Ftorni ajratib olish

Ftor eng kuchli kimyoviy oksid bo'lgani uchun uni kimyoviy reaktsiyalar orqali erkin shakldagi birikmalardan ajratib bo'lmaydi va shuning uchun ftor fizik-kimyoviy usul - elektroliz bilan olinadi.

Ftorni ajratib olish uchun kaliy ftorid eritmasi va nikel elektrodlari ishlatiladi. Nikel metall yuzasi erimaydigan moddalar hosil bo'lishi sababli ftor bilan passivlanishi tufayli ishlatiladi. NiF2, shuning uchun elektrodlarning o'zlari ularga chiqarilgan moddaning ta'sirida yo'q qilinmaydi:

Xlor qazib olish

Xlor tijorat maqsadida natriy xlorid eritmasini elektroliz qilish orqali ishlab chiqariladi. Ushbu jarayon natijasida natriy gidroksid ham olinadi:

Kichik miqdorda xlor vodorod xlorid eritmasini turli usullar bilan oksidlash orqali olinadi:

Xlor kimyo sanoatining juda muhim mahsulotidir.

Uning jahon ishlab chiqarishi millionlab tonnani tashkil etadi.

Brom va yodni ajratib olish

Sanoatda foydalanish uchun brom va yod mos ravishda bromidlar va yodidlarning oksidlanishidan olinadi. Oksidlanish uchun ko'pincha molekulyar xlor, konsentrlangan sulfat kislota yoki marganets dioksidi ishlatiladi:

Galogenlarni qo'llash

Ftor va uning ba'zi birikmalari raketa yoqilg'isi uchun oksidlovchi vosita sifatida ishlatiladi. Ko'p miqdorda ftor turli xil sovutgichlar (freonlar) va kimyoviy va termal qarshilik bilan tavsiflangan ba'zi polimerlarni (Teflon va boshqalar) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ftor yadroviy texnologiyada uran izotoplarini ajratish uchun ishlatiladi.

Xlorning katta qismi xlorid kislotasini ishlab chiqarish uchun, shuningdek, boshqa galogenlarni olish uchun oksidlovchi vosita sifatida ishlatiladi. Sanoatda mato va qog'ozni oqartirish uchun ishlatiladi. Ftorga qaraganda ko'proq miqdorda polimerlar (PVX va boshqalar) va sovutgichlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Xlor bilan dezinfektsiya qiling ichimlik suvi. Bundan tashqari, xloroform, metilenxlorid, uglerod tetraklorid kabi ba'zi erituvchilarni ajratib olish kerak. Shuningdek, u kaliy xlorat (bertolet tuzi), oqartiruvchi va xlor atomlarini o'z ichiga olgan boshqa ko'plab moddalar kabi ko'plab moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Brom va yod sanoatda xlor yoki ftor bilan bir xil miqyosda ishlatilmaydi, ammo bu moddalardan foydalanish har yili ortib bormoqda. Brom turli sedativ dorilarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Yod antiseptik preparatlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Brom va yod birikmalari moddalarning miqdoriy tahlilida keng qo'llaniladi. Yod yordamida ba'zi metallar tozalanadi (bu jarayon yodni tozalash deb ataladi), masalan, titan, vanadiy va boshqalar.