Galogenlarning kimyoviy xossalari va tayyorlanishi. Galogenlarni ishlab chiqarish. Galogenlar va ularning birikmalarining biologik ahamiyati va qo'llanilishi. Galogenlar haqida umumiy ma'lumot

Elementlar kimyosi

VIIA kichik guruhining nometallari

VIIA kichik guruhining elementlari yuqori bo'lgan odatiy bo'lmagan metalldir

elektronegativlik, ular guruh nomiga ega - "galogenlar".

Ma'ruzada yoritiladigan asosiy masalalar

VIIA kichik guruhidagi metall bo'lmaganlarning umumiy xususiyatlari. Elektron tuzilma, eng muhim xususiyatlar atomlar. Eng xarakterli ste-

oksidlanish jazolari. Galogenlar kimyosining xususiyatlari.

Oddiy moddalar.

Tabiiy birikmalar.

Galogen birikmalar

Gidrogal kislotalar va ularning tuzlari. Tuz va gidroflorik kislota

uyalar, kvitansiya va ariza.

Halid komplekslari.

Galogenlarning ikkilik kislorodli birikmalari. Beqarorlik taxminan.

Redoks xossalari oddiy moddalar va birgalikda

birliklar. Nomutanosiblik reaksiyalari. Latimer diagrammalar.

Ijrochi:

Tadbir raqami.

VIIA kichik guruhi elementlari kimyosi

Umumiy xususiyatlar

							Marganets
							Technetium

VIIA-guruhni p-elementlar hosil qiladi: ftor F, xlor

Cl, brom Br, yod I va astatin At.

Valentlik elektronlarining umumiy formulasi ns 2 np 5.

VIIA guruhining barcha elementlari odatiy metall bo'lmaganlardir.

							Tarqatishdan ko'rinib turibdiki
							valent elektronlar
atomlarning orbitallariga ko'ra						faqat bitta elektron etishmayapti

barqaror sakkiz elektronli qobiq hosil bo'lishi uchun

qutilar, shuning uchun ular bor tomon kuchli moyillik mavjud

elektron qo'shilishi.

Barcha elementlar osonlikcha oddiy bir zaryadni hosil qiladi

ny anionlari G –.

Oddiy anionlar shaklida VIIA guruh elementlari tabiiy suvda va tabiiy tuzlarning kristallarida, masalan, galit NaCl, silvit KCl, ftoritda uchraydi.

CaF2.

Elementlarning umumiy guruhi nomi VIIA-

"galogenlar" guruhi, ya'ni "tuzlarni tug'diruvchi", ularning metallar bilan birikmalarining ko'pchiligi oldindan

tipik tuz (CaF2, NaCl, MgBr2, KI), qaysi

to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sir orqali olinishi mumkin

metallning halogen bilan o'zaro ta'siri. Erkin halogenlar tabiiy tuzlardan olinadi, shuning uchun "galogenlar" nomi "tuzlardan tug'ilgan" deb ham tarjima qilinadi.

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Minimal oksidlanish darajasi (-1) eng barqaror hisoblanadi

barcha halogenlar uchun.

VIIA guruh elementlari atomlarining ba'zi xarakteristikalari keltirilgan

VIIA guruh elementlari atomlarining eng muhim xarakteristikalari

		Qarindosh-		Yaqinlik
		elektr
		salbiy	ionlanish,
		ness (ko'ra
		Ovoz berish)
						sonining ortishi
						elektron qatlamlar;
						hajmining oshishi
						elektr quvvatini kamaytirish
						uch tomonlama salbiy

Galogenlar yuqori elektron yaqinligiga ega (maksimal

Cl) va juda yuqori ionlanish energiyasi (F da maksimal) va maksimal

har bir davrda mumkin bo'lgan elektronegativlik. Ftor eng ko'p

barcha kimyoviy elementlarning elektronegativi.

Galogen atomlarida bitta juftlashtirilmagan elektronning mavjudligi aniqlanadi

oddiy moddalardagi atomlarning diatomik molekulalarga birlashishini ifodalaydi G2.

Oddiy moddalar uchun galogenlar eng xarakterli oksidlovchi moddalardir

xususiyatlar, F2 da eng kuchli va I2 ga o'tishda zaiflashadi.

Galogenlar barcha metall bo'lmagan elementlarning eng katta reaktivligi bilan tavsiflanadi. Ftor, hatto halogenlar orasida ham ajralib turadi

juda yuqori faollikka ega.

Ikkinchi davr elementi ftor ikkinchisidan kuchli farq qiladi

kichik guruhning boshqa elementlari. Bu umumiy naqsh barcha metall bo'lmaganlar uchun.

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Ftor, eng elektronegativ element sifatida, jinsiy aloqani ko'rsatmaydi

doimiy oksidlanish darajasi. Har qanday aloqada, shu jumladan ki-

kislorod, ftor oksidlanish holatida (-1).

Boshqa barcha halogenlar namoyon bo'ladi ijobiy darajalar oksid -

leniya maksimal +7 gacha.

Galogenlarning eng xarakterli oksidlanish darajalari:

F: -1, 0;

Cl, Br, I: -1, 0, +1, +3, +5, +7.

Cl oksidlanish darajasida bo'lgan ma'lum oksidlarga ega: +4 va +6.

Ijobiy holatda eng muhim halogen birikmalar,

Oksidlanishning jazosi kislorodli kislotalar va ularning tuzlaridir.

Musbat oksidlanish darajasidagi barcha halogen birikmalar

kuchli oksidlovchi moddalardir.

dahshatli oksidlanish darajasi. Nomutanosiblik ishqoriy muhit tomonidan ta'minlanadi.

Oddiy moddalar va kislorod birikmalarini amaliy qo'llash

Galogenlarning kamayishi asosan ularning oksidlovchi ta'siriga bog'liq.

Eng keng amaliy qo'llash oddiy moddalarni toping Cl2

va F2. Eng katta miqdor xlor va ftor sanoatda iste'mol qilinadi

organik sintez: plastmassalar, sovutgichlar, erituvchilar ishlab chiqarishda,

pestitsidlar, dorilar. Metalllarni olish va ularni tozalash uchun katta miqdorda xlor va yod ishlatiladi. Xlor ham ishlatiladi

tsellyulozani oqartirish uchun, ichimlik suvini zararsizlantirish uchun va ishlab chiqarishda

oqartiruvchi suv va xlorid kislotasi. Oksokislotalarning tuzlari portlovchi moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Kislotalar - xlorid va erigan kislotalar amaliyotda keng qo'llaniladi.

Ftor va xlor yigirmata eng keng tarqalgan elementlardan biridir

u erda tabiatda brom va yod sezilarli darajada kamroq. Barcha galogenlar tabiatda oksidlanish holatida uchraydi(-1). Faqat yod KIO3 tuzi shaklida bo'ladi,

Chili selitrasida (KNO3) nopoklik sifatida kiritilgan.

Astatin - sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan radioaktiv element (u tabiatda mavjud emas). Otning beqarorligi yunon tilidan kelgan nomda aks etadi. "astatos" - "beqaror". Astatin saraton o'smalarining radiatsiya terapiyasi uchun qulay emitent hisoblanadi.

Oddiy moddalar

Galogenlarning oddiy moddalarini ikki atomli molekulalar G2 hosil qiladi.

Oddiy moddalarda, elektronlar sonining ko'payishi bilan F2 dan I2 ga o'tish paytida

taxt qatlamlari va atomlarning qutblanishining ortishi, o'sish bor

molekulalararo o'zaro ta'sir agregatlarning o'zgarishiga olib keladi.

standart sharoitlarda turish.

Ftor (normal sharoitda) sariq gaz bo'lib, -181o C da aylanadi

suyuqlik holati.

Xlor sariq-yashil gaz bo'lib, -34o C da suyuqlikka aylanadi.

Cl nomi u bilan bog'liq bo'lib, u yunoncha "xloros" - "sariq-" dan keladi;

yashil". F2 ga nisbatan Cl2 ning qaynash nuqtasining keskin oshishi,

molekulalararo o'zaro ta'sir kuchayganligini ko'rsatadi.

Brom toʻq qizil, juda uchuvchan suyuqlik boʻlib, 58,8o S da qaynaydi.

elementning sarlavhasi keskin bilan bog'langan yoqimsiz hid gaz va dan hosil bo'ladi

"bromos" - "xushbo'y".

Yod - quyuq binafsha rangli kristallar, zaif "metall"

qizdirilganda osongina sublimatsiyalanadigan, binafsha rangli bug'larni hosil qiluvchi bo'laklar;

tez sovutish bilan

114o C gacha bo'lgan bug'lar

suyuqlik hosil bo'ladi. Harorat

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Yodning qaynash nuqtasi 183 ° S. Uning nomi yod bug'ining rangidan kelib chiqadi -

"yodos" - "binafsha".

Barcha oddiy moddalar o'tkir hidga ega va zaharli hisoblanadi.

Ularning bug'larini inhalatsiyalash shilliq pardalar va nafas olish organlarining tirnash xususiyati keltirib chiqaradi va yuqori konsentratsiyalarda - bo'g'ilish. Birinchi jahon urushi paytida xlor zaharli vosita sifatida ishlatilgan.

Ftor gazi va suyuq brom terining kuyishiga olib keladi. Ha bilan ishlash

logens, ehtiyot choralarini ko'rish kerak.

Galogenlarning oddiy moddalari qutbsiz molekulalar tomonidan hosil qilinganligi sababli

soviydi, ular qutbsiz organik erituvchilarda yaxshi eriydi:

spirt, benzol, uglerod tetraklorid va boshqalar.. Xlor, brom va yod suvda kam eriydi, ularning suvdagi eritmalari xlor, brom va yodli suvlar deb ataladi; Br2 boshqalarga qaraganda yaxshiroq eriydi, to'yingandagi brom konsentratsiyasi.

Eritma 0,2 mol/l ga, xlor esa 0,1 mol/l ga etadi.

Ftorid suvni parchalaydi:

2F2 + 2H2 O = O2 + 4HF

Galogenlar yuqori oksidlanish faolligi va o'tish xususiyatini namoyon qiladi

galoid anionlariga aylanadi.

G2 + 2e–  2G–

Ftor ayniqsa yuqori oksidlovchi faollikka ega. Ftor oksidlanadi qimmatbaho metallar(Au, Pt).

Pt + 3F2 = PtF6

Hatto ba'zilari bilan ham muloqot qiladi inert gazlar(kripton,

ksenon va radon), masalan,

Xe + 2F2 = XeF4

Ko'pgina juda barqaror birikmalar F2 atmosferasida yonadi, masalan.

suv, kvarts (SiO2).

SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Ftor bilan reaktsiyalarda, hatto azot va oltingugurt kabi kuchli oksidlovchi moddalar ham

nik kislota, qaytaruvchi sifatida harakat qiladi, ftor esa kirishni oksidlaydi

tarkibida O(–2) mavjud.

2HNO3 + 4F2 = 2NF3 + 2HF + 3O2 H2 SO4 + 4F2 = SF6 + 2HF + 2O2

F2 ning yuqori reaktivligi konsentratsiyani tanlashda qiyinchiliklar tug'diradi.

u bilan ishlash uchun konstruktiv materiallar. Odatda bu maqsadlar uchun biz foydalanamiz

Ular nikel va misni o'z ichiga oladi, ular oksidlanganda ularning yuzasida ftoridlarning zich himoya plyonkalarini hosil qiladi. F nomi uning tajovuzkor harakati bilan bog'liq.

Men ovqatlanaman, bu yunon tilidan keladi. "Ftorlar" - "buzg'unchi".

F2, Cl2, Br2, I2 qatorlarida oksidlanish qobiliyati kuchayishi tufayli zaiflashadi.

atomlar hajmini oshirish va elektronegativlikni kamaytirish.

Suvli eritmalarda moddalarning oksidlovchi va qaytaruvchi xossalari

Moddalar odatda elektrod potentsiallari yordamida tavsiflanadi. Jadvalda qisqartirish yarim reaktsiyalari uchun standart elektrod potentsiallari (Eo, V) ko'rsatilgan

galogenlarning hosil bo'lishi. Taqqoslash uchun, ki- uchun Eo qiymati

uglerod eng keng tarqalgan oksidlovchi moddadir.

Oddiy halogen moddalar uchun standart elektrod potentsiallari

Eo, B, reaksiya uchun

O2 + 4e– + 4H+  2H2 O

Eo, V

elektrod uchun

2G– +2e – = G2

Oksidlanish faolligining pasayishi

Jadvaldan ko'rinib turibdiki, F2 - ancha kuchli oksidlovchi,

O2 dan ko'ra, shuning uchun F2 suvli eritmalarda mavjud emas , suvni oksidlaydi,

F-gacha tiklanish. Eo qiymatiga ko'ra, Cl2 ning oksidlanish qobiliyati

Ijrochi:

Tadbir raqami.

O2 dan ham yuqori. Yaroqli: uzoq muddatli saqlash xlorli suv kislorodning chiqishi va HCl hosil bo'lishi bilan parchalanadi. Ammo reaktsiya sekin (Cl2 molekulasi F2 molekulasiga qaraganda sezilarli darajada kuchliroq va

xlor bilan reaksiyalar uchun aktivlanish energiyasi yuqori), dispro-

qismlarga ajratish:

Cl2 + H2 O  HCl + HOCl

Suvda u oxirigacha etib bormaydi (K = 3,9 . 10-4), shuning uchun Cl2 suvli eritmalarda mavjud. Br2 va I2 suvda yanada katta barqarorlik bilan tavsiflanadi.

Nomutanosiblik juda xarakterli oksidlovchi hisoblanadi

halogenlar uchun qaytarilish reaktsiyasi. Kuchaytirishning nomutanosibligi

ishqoriy muhitda quyiladi.

Ishqorda Cl2 ning nomutanosibligi anionlarning hosil bo'lishiga olib keladi

Cl- va ClO-. Disproporsiya konstantasi 7,5 ga teng. 1015.

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

Yod ishqorda nomutanosib bo'lganda, I- va IO3- hosil bo'ladi. Ana-

Mantiqan, Br2 yodni nomutanosiblashtiradi. Mahsulot o'zgarishi nomutanosibdir

millat Br va I dagi GO– va GO2– anionlari beqaror ekanligi bilan bog‘liq.

Xlorning nomutanosiblik reaktsiyasi sanoatda qo'llaniladi

kuchli va tez ta'sir qiluvchi gipoxlorit oksidlovchini olish qobiliyati,

oqartuvchi ohak, bertolet tuzi.

3Cl2 + 6 KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2 O

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Galogenlarning metallar bilan o'zaro ta'siri

Galogenlar ko'plab metallar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi, masalan:

Mg + Cl2 = MgCl2 Ti + 2I2  TiI4

Na + galogenidlar, ularda metall past oksidlanish darajasiga ega (+1, +2),

- bu tuzga o'xshash birikmalar bo'lib, ular asosan ionli aloqalarga ega. Qanday qilib

lo, ionli galogenidlar erish nuqtasi yuqori bo'lgan qattiq moddalardir

Metall halidlari, ularda metall mavjud yuqori daraja oksidlanish

ionlar asosan kovalent bog'lanishga ega bo'lgan birikmalardir.

Ularning ko'pchiligi normal sharoitda gazlar, suyuqliklar yoki eriydiganlardir qattiq moddalar. Masalan, WF6 gaz, MoF6 suyuqlik,

TiCl4 suyuqlikdir.

Galogenlarning metall bo'lmaganlar bilan o'zaro ta'siri

Galogenlar ko'plab metall bo'lmaganlar bilan bevosita o'zaro ta'sir qiladi:

vodorod, fosfor, oltingugurt va boshqalar. Masalan:

H2 + Cl2 = 2HCl 2P + 3Br2 = 2PBr3 S + 3F2 = SF6

Metall bo'lmagan galogenidlardagi bog'lanish asosan kovalentdir.

Odatda bu birikmalar past erish va qaynash nuqtalariga ega.

Ftordan yodga o'tganda galogenidlarning kovalent tabiati kuchayadi.

Odatda nometallarning kovalent galogenidlari kislotali birikmalardir; suv bilan o'zaro ta'sirlashganda ular gidrolizlanib, kislotalar hosil qiladi. Masalan:

PBr3 + 3H2 O = 3HBr + H3 PO3

PI3 + 3H2 O = 3HI + H3 PO3

PCl5 + 4H2 O = 5HCl + H3 PO4

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Dastlabki ikkita reaksiya brom va vodorod yodidi ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

noik kislota.

Intergalidlar. Galogenlar bir-biri bilan birikib, interg

olib boradi. Bu birikmalarda engilroq va ko'proq elektron manfiy galogen (-1) oksidlanish darajasida, og'irroq esa musbat holatda bo'ladi.

oksidlanish jazolari.

Galogenlarning qizdirilganda to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'siri tufayli quyidagilar olinadi: ClF, BrF, BrCl, ICl. Bundan tashqari, murakkabroq intergalidlar mavjud:

ClF3, BrF3, BrF5, IF5, IF7, ICl3.

Oddiy sharoitlarda barcha intergalidlar - suyuq moddalar past qaynash nuqtalari bilan. Intergalidlar yuqori oksidlanish faolligiga ega

faoliyat. Masalan, SiO2, Al2 O3, MgO va boshqalar kabi kimyoviy barqaror moddalar ClF3 bug'larida yonadi.

2Al2 O3 + 4ClF3 = 4 AlF3 + 3O2 + 2Cl2

Ftorid ClF 3 tez ta'sir qiluvchi agressiv ftorli reagentdir

hovli F2. U organik sintezlarda va olishda ishlatiladi himoya plyonkalari ftor bilan ishlash uchun nikel uskunalari yuzasida.

Suvda intergalidlar gidrolizlanib, kislotalar hosil qiladi. Masalan,

ClF5 + 3H2 O = HClO3 + 5HF

Tabiatdagi halogenlar. Oddiy moddalarni olish

Sanoatda galogenlar ularning tabiiy birikmalaridan olinadi. Hammasi

erkin galogenlarni olish jarayonlari galogenning oksidlanishiga asoslangan

Nid ionlari.

2G –  G2 + 2e–

Galogenlarning katta miqdori mavjud tabiiy suvlar anionlar shaklida: Cl–, F–, Br–, I–. Dengiz suvida 2,5% gacha NaCl bo'lishi mumkin.

Brom va yod neft quduqlari va dengiz suvlaridan olinadi.

Ijrochi:

Tadbir raqami.

Ftor faqat oksidlovchi vosita bo'lishi mumkin, bu uning joylashuvi bilan osongina izohlanadi davriy jadval D.I.Mendeleev tomonidan kimyoviy elementlar. Bu kuchli oksidlovchi vosita bo'lib, hatto ba'zi asil gazlarni ham oksidlaydi:

2F 2 +Xe=XeF 4

Ftorning yuqori kimyoviy faolligini tushuntirish kerak

Ammo ftor molekulasini yo'q qilish yangi bog'lanishlar hosil bo'lganda chiqarilgandan ko'ra kamroq energiya talab qiladi.

Shunday qilib, ftor atomining kichik radiusi tufayli ftor molekulasidagi yolg'iz elektron juftlari o'zaro to'qnashadi va zaiflashadi.

Galogenlar deyarli barcha oddiy moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladi.

1. Metallar bilan reaksiya eng kuchli sodir bo'ladi. Ftor qizdirilganda barcha metallar (shu jumladan oltin va platina) bilan reaksiyaga kirishadi; sovuqda u gidroksidi metallar, qo'rg'oshin, temir bilan reaksiyaga kirishadi. Mis va nikel bilan reaksiya sovuqda sodir bo'lmaydi, chunki a himoya qatlami ftorid, bu metallni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi.

Xlor ishqoriy metallar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi, mis, temir va qalay bilan qizdirilganda reaksiya sodir bo'ladi. Brom va yod xuddi shunday harakat qiladi.

Galogenlarning metallar bilan o'zaro ta'siri ekzotermik jarayon bo'lib, quyidagi tenglama bilan ifodalanishi mumkin:

2M+nHaI 2 =2MHaI DH<0

Metall galogenidlar tipik tuzlardir.

Ushbu reaksiyadagi galogenlar kuchli oksidlovchi xususiyatga ega. Bunday holda, metall atomlari elektronlardan voz kechadi va halogen atomlari, masalan:

2. Oddiy sharoitlarda ftor qorong'uda vodorod bilan portlash bilan reaksiyaga kirishadi. Xlorning vodorod bilan o'zaro ta'siri yorqin quyosh nurida sodir bo'ladi.

Brom va vodorod faqat qizdirilganda o'zaro ta'sir qiladi va yod kuchli qizdirilganda (350 ° S gacha) vodorod bilan reaksiyaga kirishadi, lekin bu jarayon teskari bo'ladi.

H 2 + Cl 2 = 2 HCl H 2 + Br 2 = 2 HBr

N 2 +I 2 « 350° 2HI

Galogen bu reaksiyada oksidlovchi moddadir.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, yorug'likdagi vodorod va xlor o'rtasidagi reaktsiya quyidagi mexanizmga ega.

Cl 2 molekulasi engil kvant hv ni yutadi va noorganik Cl radikallariga parchalanadi. . Bu reaksiyaning boshlanishi (reaksiyaning dastlabki qo'zg'alishi) bo'lib xizmat qiladi. Keyin u o'z-o'zidan davom etadi. Xlor radikali Cl. vodorod molekulasi bilan reaksiyaga kirishadi. Bunda vodorod radikali H va HCl hosil bo'ladi. Oʻz navbatida vodorod radikali H. Cl 2 molekulasi bilan reaksiyaga kirishib, HCl va Cl ni hosil qiladi. va hokazo.

Sl 2 +hv=Sl. +Cl.

Cl. +H 2 =HCl+H.

N. +Cl 2 =HCl+C1.

Dastlabki hayajon ketma-ket reaktsiyalar zanjiriga sabab bo'ldi. Bunday reaksiyalar zanjirli reaksiyalar deyiladi. Natijada vodorod xlorid hosil bo'ladi.

3. Galogenlar kislorod va azot bilan bevosita ta'sir o'tkazmaydi.

4. Galogenlar boshqa metall bo'lmaganlar bilan yaxshi reaksiyaga kirishadi, masalan:

2P+3Cl 2 =2PCl 3 2P+5Cl 2 =2PCl 5 Si+2F 2 =SiF 4

Galogenlar (ftordan tashqari) inert gazlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Brom va yodning metall bo'lmaganlarga nisbatan kimyoviy faolligi ftor va xlorga qaraganda kamroq aniqlanadi.

Yuqoridagi barcha reaksiyalarda galogenlar oksidlovchi xususiyatga ega.

Galogenlarning murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri. 5. Suv bilan.

Ftor suv bilan portlovchi reaksiyaga kirishib, atomik kislorod hosil qiladi:

H 2 O+F 2 =2HF+O

Qolgan galogenlar suv bilan quyidagi sxema bo'yicha reaksiyaga kirishadi:

Gal 0 2 +H 2 O «NGal -1 +NGal +1 O

Bu reaksiya nomutanosiblik reaksiyasidir, bunda halogen ham qaytaruvchi, ham oksidlovchi vositadir, masalan:

Cl 2 +H 2 O«HCl+HClO

Cl 2 +H 2 O«H + +Cl - +HClO

Sl°+1e - ®Sl - Cl°-1e - ®Sl +

bu erda HCl kuchli xlorid kislotasi; HClO - zaif gipoxlorik kislota

6. Galogenlar vodorodni boshqa moddalardan olib tashlashga qodir, turpentin + C1 2 = HC1 + uglerod

To‘yingan uglevodorodlarda xlor vodorod o‘rnini egallaydi: CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl

va to'yinmagan birikmalarni birlashtiradi:

C 2 H 4 + Cl 2 = C 2 H 4 Cl 2

7. F-Cl - Br - I qatorida galogenlarning reaktivligi pasayadi. Shuning uchun oldingi element NG tipidagi kislotalar (G - galogen) va ularning tuzlaridan keyingi elementni siqib chiqaradi. Bunda faollik pasayadi: F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2

Ilova

Xlor ichimlik suvi, matolarni va qog'oz pulpasini dezinfeksiya qilish uchun ishlatiladi. Uning katta miqdori xlorid kislotasi, oqartiruvchi va boshqalar ishlab chiqarish uchun sarflanadi. Ftor sintezda keng qo'llaniladi. polimer materiallar- yuqori kimyoviy qarshilikka ega floroplastiklar, shuningdek, raketa yoqilg'isi uchun oksidlovchi sifatida. Ba'zi ftor birikmalari tibbiyotda qo'llaniladi. Brom va yod kuchli oksidlovchi moddalar bo'lib, moddalarning turli sintez va tahlillarida qo'llaniladi.

Dori-darmonlarni tayyorlash uchun ko'p miqdorda brom va yod ishlatiladi.

Vodorod galogenidlari

Galogenlarning vodorod HX bilan birikmalari, bu erda X har qanday galogen vodorod galogenidlari deyiladi. Galogenlarning yuqori elektromanfiyligi tufayli bog'lovchi elektron jufti ularga qarab siljiydi, shuning uchun bu birikmalarning molekulalari qutblidir.

Vodorod galogenidlari o'tkir hidli rangsiz gazlar bo'lib, suvda oson eriydi. 0°C da 500 hajm HC1, 600 hajm HBr va 450 hajm HI 1 hajm suvda eritiladi. Vodorod ftorid har qanday nisbatda suv bilan aralashadi. Ushbu birikmalarning suvda yuqori eruvchanligi konsentratsiyani olish imkonini beradi

16-jadval. Gidrogal kislotalarning dissotsilanish darajalari

vannalar uchun eritmalar. Suvda eritilganda galogen vodorod kislotalar kabi dissotsiatsiyalanadi. HF zaif dissotsilangan birikmalarga tegishli bo'lib, bu kuldagi maxsus bog'lanish kuchi bilan izohlanadi. Vodorod galogenidlarining qolgan eritmalari kuchli kislotalar deb tasniflanadi.

HF - gidroflorik kislota HC1 - xlorid kislota HBr - gidrobromik kislota HI - gidroiyod kislota

HF - HCl - HBr - HI qatoridagi kislotalarning kuchi ortadi, bu bir xil yo'nalishdagi bog'lanish energiyasining kamayishi va yadrolararo masofaning oshishi bilan izohlanadi. HI gidrogal kislotalar turkumidagi eng kuchli kislotadir (16-jadvalga qarang).

Suvning qutblanishi tufayli qutblanish kuchayadi

Kattaroq ulanish uzunligi kattaroq bo'lgan ulanishdir. I gidrogal kislotalarning tuzlari mos ravishda quyidagi sarlavhalar: ftoridlar, xloridlar, bromidlar, yodidlar.

Gidrogal kislotalarning kimyoviy xossalari

Quruq shaklda vodorod galogenidlari ko'pchilik metallarga ta'sir qilmaydi.

1. Vodorod galogenidlarining suvdagi eritmalari kislorodsiz kislotalar xossalariga ega. Ko'p metallar, ularning oksidlari va gidroksidlari bilan kuchli ta'sir o'tkazish; ular vodoroddan keyin metallarning elektrokimyoviy kuchlanish seriyasida bo'lgan metallarga ta'sir qilmaydi. Ba'zi tuzlar va gazlar bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Hidroflorik kislota shisha va silikatlarni yo'q qiladi:

SiO 2 +4HF=SiF 4 +2H 2 O

Shuning uchun uni shisha idishlarda saqlash mumkin emas.

2. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida gidrogal kislotalar qaytaruvchi sifatida harakat qiladi va Cl - , Br - , I - qatoridagi qaytaruvchi faollik kuchayadi.

Kvitansiya

Vodorod ftorid konsentrlangan sulfat kislotaning florspatga ta'sirida hosil bo'ladi:

CaF 2 +H 2 SO 4 =CaSO 4 +2HF

Vodorod xlorid vodorodning xlor bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

Bu sintetik ishlab chiqarish usuli.

Sulfat usuli konsentrlangan reaksiyaga asoslangan

NaCl bilan sulfat kislota.

Bir oz qizdirilganda, reaktsiya HCl va NaHSO 4 hosil bo'lishi bilan davom etadi.

NaCl+H 2 SO 4 =NaHSO 4 +HCl

Ko'proq bilan yuqori harorat Reaksiyaning ikkinchi bosqichi sodir bo'ladi:

NaCl+NaHSO 4 =Na 2 SO 4 +HCl

Ammo HBr va HI ni shunga o'xshash tarzda olish mumkin emas, chunki konsentrlanganlar bilan o'zaro ta'sirlashganda ularning metallar bilan birikmalari

sulfat kislota bilan oksidlanadi, chunki I - va Br - kuchli qaytaruvchi moddalardir.

2NaBr -1 +2H 2 S +6 O 4(k) =Br 0 2 +S +4 O 2 +Na 2 SO 4 +2H 2 O

Vodorod bromidi va vodorod yodidi PBr 3 va PI 3 ni gidrolizlash orqali olinadi: PBr 3 +3H 2 O=3HBr+H 3 PO 3 PI 3 +3H 2 O=3HI+H 3 PO 3

Xolidlar

Metall galogenidlar tipik tuzlardir. Ular metall ionlari musbat zaryadga, halogen ionlari esa manfiy zaryadga ega bo'lgan ion tipidagi bog'lanish bilan tavsiflanadi. Ular kristall panjaraga ega.

Galogenidlarning kamaytirish qobiliyati Cl - , Br - , I - tartibida ortadi (2.2 § ga qarang).

AgCl - AgBr - AgI qatorida ozgina eriydigan tuzlarning eruvchanligi pasayadi; aksincha, AgF tuzi suvda yaxshi eriydi. Gidrogal kislotalarning aksariyat tuzlari suvda yaxshi eriydi.

Galogenlar– VII guruh elementlari – ftor, xlor, brom, yod, astatin (astatin radioaktivligi tufayli kam o‘rganilgan). Galogenlar alohida metall bo'lmaganlardir. Faqat yod kamdan-kam hollarda metallarga o'xshash xususiyatlarni namoyon qiladi.

Qo'zg'atmagan holatda galogen atomlari umumiy elektron konfiguratsiyaga ega: ns2np5. Bu shuni anglatadiki, galogenlar ftordan tashqari 7 ta valent elektronga ega.

Galogenlarning fizik xususiyatlari: F2 – rangsiz, suyultirilishi qiyin gaz; Cl2 - sariq-yashil, o'tkir bo'g'uvchi hid bilan oson suyultiriladigan gaz; Br2 - qizil-jigarrang suyuqlik; I2 binafsha rangli kristall moddadir.

Vodorod galogenidlarining suvdagi eritmalari kislotalar hosil qiladi. HF - vodorod ftorid (ftorid); HCl - xlorid (tuz); NBr - vodorod bromidi; HI - vodorod yodidi. Kislotalarning kuchi yuqoridan pastgacha kamayadi. Hidroflorik kislota galogenli kislotalar qatorida eng zaif, gidroiyod kislota esa eng kuchli hisoblanadi. Bu Hg ning bog'lanish energiyasi yuqoridan kamayishi bilan izohlanadi. NG molekulasining kuchi xuddi shu yo'nalishda kamayadi, bu yadrolararo masofaning oshishi bilan bog'liq. Suvda ozgina eriydigan tuzlarning eruvchanligi ham kamayadi:

Chapdan o'ngga qarab galogenidlarning eruvchanligi pasayadi. AgF suvda yaxshi eriydi. Erkin holatdagi barcha galogenlar oksidlovchi moddalardir. Ularning oksidlovchi moddalar sifatida kuchi ftordan yodgacha kamayadi. Kristalli, suyuq va gazsimon holatda barcha galogenlar alohida molekulalar shaklida mavjud. Atom radiuslari bir xil yo'nalishda ortadi, bu erish va qaynash nuqtalarining oshishiga olib keladi. Ftor atomlarga yodga qaraganda yaxshiroq ajraladi. Elektrod potentsiallari halogen kichik guruhini pastga siljitishda kamayadi. Ftor eng yuqori elektrod potentsialiga ega. Ftor eng kuchli oksidlovchi moddadir. Har qanday yuqori bo'sh halogen eritmada manfiy bir zaryadlangan ion holatida bo'lgan pastki qismini siqib chiqaradi.

20. Xlor. Vodorod xlorid va xlorid kislotasi

Xlor (Cl) - 3-davrda, davriy tizimning asosiy kichik guruhining VII guruhida, seriya raqami 17, atom massasi 35.453; halogenlarni nazarda tutadi.

Jismoniy xususiyatlar: o'tkir hidli sariq-yashil gaz. Zichlik 3,214 g/l; erish nuqtasi -101 ° C; qaynash nuqtasi -33,97 °C, oddiy haroratda 0,6 MPa bosim ostida osongina suyultiriladi. Suvda erigan sarg'ish xlorli suv hosil qiladi. Organik erituvchilarda, ayniqsa geksanda (C6H14) va uglerod tetrakloridida yaxshi eriydi.

Xlorning kimyoviy xossalari: elektron konfiguratsiya: 1s22s22p63s22p5. Tashqi sathda 7 ta elektron mavjud. Darajani to'ldirish uchun sizga -1 oksidlanish holatini ko'rsatadigan xlor qabul qiladigan 1 ta elektron kerak bo'ladi. Xlorning + 7 gacha bo'lgan ijobiy oksidlanish darajalari ham mavjud. Quyidagi xlor oksidlari ma'lum: Cl2O, ClO2, Cl2O6 va Cl2O7. Ularning barchasi beqaror. Xlor kuchli oksidlovchi moddadir. To'g'ridan-to'g'ri metallar va metall bo'lmaganlar bilan reaksiyaga kirishadi:

Vodorod bilan reaksiyaga kirishadi. Oddiy sharoitlarda reaktsiya sekin, kuchli isitish yoki yorug'lik bilan - zanjir mexanizmiga ko'ra portlash bilan davom etadi:

Xlor gidroksidi eritmalar bilan o'zaro ta'sir qiladi, tuzlar - gipoxloritlar va xloridlar hosil qiladi:

Xlor gidroksidi eritmasiga o'tkazilganda, xlorid va gipoxlorit eritmalari aralashmasi hosil bo'ladi:

Xlor qaytaruvchi vositadir: Cl2 + 3F2 = 2ClF3.

Suv bilan o'zaro ta'siri:

Xlor uglerod, azot va kislorod bilan bevosita reaksiyaga kirishmaydi.

Kvitansiya: 2NaCl + F2 = 2NaF + Cl2.

Elektroliz: 2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH.

Tabiatda topish: quyidagi minerallar tarkibiga kiradi: galit (tosh tuzi), silvit, bishofit; dengiz suvida natriy, kaliy, magniy va boshqa elementlarning xloridlari mavjud.

Vodorod xlorid HCl. Jismoniy xususiyatlar: rangsiz gaz, havodan og'irroq, xlorid kislota hosil qilish uchun suvda yaxshi eriydi.

Kvitansiya: laboratoriyada:

Sanoatda: vodorod xlor oqimida yondiriladi. Keyinchalik, vodorod xlorid xlorid kislota hosil qilish uchun suvda eritiladi (yuqoriga qarang).

Kimyoviy xossalari: xlorid kislota kuchli, bir asosli, vodorodgacha kuchlanish qatoridagi metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.

Qaytaruvchi vosita sifatida ko'plab metallarning oksidlari va gidroksidlari bilan reaksiyaga kirishadi.

1. Galogenlarning umumiy xarakteristikasi . Galogenlarning birikmalardagi atom tuzilishi va oksidlanish darajalari. F - At qatoridagi atom radiuslari, ionlanish energiyalari, elektron yaqinliklari va elektromanfiylik o'zgarishlarining tabiati. Galogenlarning metallar va metall bo'lmaganlar bilan kimyoviy bog'lanish tabiati. Galogenlarning yuqori valentlik holatlarining barqarorligi. Ftorning xususiyatlari.

1. Bilan. 367-371; 2. Bilan. 338-347; 3. Bilan. 415-416; 4. Bilan. 270-271; 7. Bilan. 340-345.

2. Oddiy halogen moddalarning molekulyar tuzilishi va fizik xossalari . Xarakter kimyoviy bog'lanish halogen molekulalarida. Jismoniy xususiyatlar galogenlar: agregatsiya holati, ftor-astatin qatoridagi erish va qaynash nuqtalari, suvda va organik erituvchilarda eruvchanligi.

1. Bilan. 370-372; 2. Bilan. 340-347; 3. Bilan. 415-416; 4. Bilan. 271-287; 8. Bilan. 367-370.

3. Galogenlarning kimyoviy xossalari . Galogenlarning yuqori kimyoviy faolligi va uning guruh bo'yicha o'zgarishi sabablari. Suv, ishqor eritmalari, metallar va metall bo'lmaganlar bilan aloqasi. Ishqor eritmalaridagi galogen disproporsiya mahsulotlari tarkibiga haroratning ta'siri. Ftor kimyosining xususiyatlari. Tabiiy halogen birikmalar. Galogenlarni olishning sanoat va laboratoriya usullarining tamoyillari. Galogenlardan foydalanish. Galogenlar va ularning birikmalarining tirik organizmlarga fiziologik va farmakologik ta'siri. Galogenlarning toksikligi va ular bilan ishlashda ehtiyot choralari.

1. Bilan. 372-374, b. 387-388; 2. Bilan. 342-347; 3. Bilan. 416-419; 4. Bilan. 276-287; 7. 340-345-betlar, b. 355; 8. Bilan. 380-382.

Oddiy moddalar, galogenlar, vodoroddan farqli o'laroq, juda faol. Ular eng ko'p oksidlovchi xususiyatlar bilan ajralib turadi, ular F 2 - At 2 seriyasida asta-sekin zaiflashadi. Galogenlarning eng faoli ftordir: uning atmosferasida hatto suv va qum ham o'z-o'zidan yonadi! Galogenlar ko'pchilik metallar, metall bo'lmaganlar va murakkab moddalar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi.

4. Galogenlarni ishlab chiqarish va ulardan foydalanish .

1. Bilan. 371-372; 2. Bilan. 345-347; 3. Bilan. 416-419; 4. Bilan. 275-287; 7. 340-345-betlar; 8. Bilan. 380-382.

Galogenlarni olishning barcha usullari halid anionlarining turli oksidlovchi moddalar bilan oksidlanish reaktsiyalariga asoslangan: 2Gal -1 -2e - = Gal.

Sanoatda galogenlar eritmalarni (F 2 va Cl 2) yoki galogenidlarning suvli eritmalarini (Cl 2) elektroliz qilish orqali olinadi; kamroq faol galogenlarni tegishli galogenidlardan faolroqlari bilan almashtirish (I 2 - brom; I 2 yoki Br 2 - xlor)

Laboratoriyada galogenlar vodorod galogenidlarini (HCl, HBr) kuchli oksidlovchi moddalar (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, PbO 2, MnO 2, KClO 3) bilan eritmalarda oksidlash orqali olinadi; galogenidlarning (NaBr, KI) ko'rsatilgan oksidlovchi moddalar bilan kislotali muhitda oksidlanishi (H 2 SO 4).

Ikkilik halogen birikmalar

1. Vodorod birikmalari (galogenidlar) . Molekulalardagi kimyoviy bog'lanishlarning tabiati. Molekulalarning qutblanishi. Fizik xossalari, agregatsiya holati, suvda eruvchanligi. HF - HI seriyasida erish va qaynash haroratining o'zgarishi tabiati. Vodorod ftorid molekulalari assotsiatsiyasi. Vodorod galogenidlarining issiqlik barqarorligi. Reaktivlik. Kislota xossalari, gidroflorik kislotaning xususiyatlari. Qayta tiklovchi xususiyatlar. Umumiy tamoyillar vodorod galogenidlarini olish: oddiy moddalardan va galogenidlardan sintez. Vodorod xlorid va xlorid kislotasi. Jismoniy va kimyoviy xossalari. Qabul qilish usullari. Xlorid kislotasidan foydalanish. Xlorid kislota va xloridlarning hayotiy jarayonlardagi ahamiyati. Xolidlar.

1. Bilan. 375-382; 2. Bilan. 347-353; 3. Bilan. 419-420; 4. Bilan. 272-275, b. 289-292; 7. 354-545-bet; 8. Bilan. 370-373, b. 374-375.

2 . Galogenlarning kislorod bilan birikmalari.

1. Bilan. 377-380; 2. Bilan. 353-359; 3. Bilan. 420-423; 4. Bilan. 292-296; 7. 350-354-bet; 8. Bilan. 375-376, b. 379.

3. Boshqa metall bo'lmaganlar bilan birikmalar.

1. Bilan. 375-381; 2. Bilan. 342-345; 4. Bilan. 292-296; 7. b.350-355.

4 . Metalllarga ulanish .

2. Bilan. 342; 4. Bilan. 292-296; 7. b.350-355.

Ko'p elementli galogen birikmalar

1. Kislorodli xlor kislotalari va ularning tuzlari. Hipoklor, xlor, perklorik va perklorik kislotalar. HClO - HClO seriyasida kislotalilik, barqarorlik va oksidlovchi xususiyatlarning o'zgarishi 4 . Bu kislotalarni olish tamoyillari. Gipoxloritlar, xloritlar, xloratlar va perxloratlar. Termik barqarorlik va oksidlanish xususiyatlari. Tuzlarni olishning umumiy tamoyillari. Tuzlardan foydalanish. Oqartiruvchi. Bertolet tuzi. Ammoniy perxlorat.

1. Bilan. 382-387; 2. Bilan. 353-359; 3. Bilan. 423; 4. Bilan. 292-296; 7. 350-354-bet; 8. Bilan. 375-378.

2 . Brom va yodning kislorodli kislotalari va ularning tuzlari .

1. Bilan. 382-387; 2. Bilan. 353-359; 3. Bilan. 423; 4. Bilan. 292-296; 7. 350-354-bet; 8. Bilan. 379-380.

3 . Galogenlar va ularning eng muhim birikmalarini qo'llash

1. Bilan. 387-388; 2. Bilan. 345-347; 3. Bilan. 419-423; 4. Bilan. 272-296; 8. Bilan. 380-382.

4 . Galogen birikmalarning biologik roli

1. Bilan. 387-388; 2. Bilan. 340-347; 3. Bilan. 419-423; 4. Bilan. 272-296; 8. Bilan. 380-382.

AloqaEng muhim xlor birikmalari:

Ftor- oksidlovchi vosita raketa yoqilg'isi; ClF 3 suyuq reaktiv yoqilg'i uchun oksidlovchi va florlashtiruvchi vosita sifatida. HF - sintetik kriolit K 3 [AlF 6] ishlab chiqarish uchun, oynani qirqish uchun. Ftor va ftorxlorokarbonlar freonlarni, sovutish suvlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi sovutish moslamalari va konditsionerlar. Ftorning asosiy iste'moli atom sanoati, elektrotexnika va polimer materiallar, shu jumladan ftoroplastik - 4 (teflon) ishlab chiqarishda. Ftor polimerlari qimmatli sifatlarga ega: yonmaydigan, kimyoviy qarshilik, past haroratlarda mo'rtlikning yo'qligi va boshqalar.Ftor o'z ichiga olgan kauchuklar elastiklikni saqlaydi va kislotalarda yo'q qilinmaydi.

Xlor- vodorod xlorid (HCl) va xlorid (xlorid) kislota ishlab chiqarish uchun; matolar va qog'oz pulpasini oqartirish uchun, ichimlik suvini dezinfektsiyalash uchun (1 m 3 H 2 O uchun ~ 1,5 g), oqartiruvchi va zaharli moddalar ishlab chiqarishda. Xlor organik erituvchi birikmalarning xlor hosilalarini olish uchun ham ishlatiladi - SHC1 3; CCl4.

HC1 - xlorid (xlorid) kislota va uning tuzlari - xloridlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. turli metallar. Xlorid kislota tibbiyotda dori sifatida ishlatiladi. NaS1 - oziq-ovqat uchun ziravorlar, Cl 2 olish uchun; NaOH; Na 2 CO 3, sovun va ayni paytda dori hisoblanadi.

AlC1 3 - organik sintezlarda katalizator.

KI va NaI ham ishlatiladi kimyoviy tahlil va fotomateriallar ishlab chiqarish.

AgBr fotofilmlar va qog'ozlarning fotosensitiv qatlamining asosiy komponentidir.

I 2 - yodning spirtli eritmalarini tayyorlash uchun dorixonada.

AgI - fotomateriallar ishlab chiqarishda.

Okso tuzlaridan xloratlar: KClO 3 va NaClO 3 gugurt va portlovchi moddalar ishlab chiqarishda, pirotexnikada ishlatiladi. Mg(ClO 3) 2 - gerbitsid begona o'tlarga qarshi kurashda qo'llaniladi. Perkloratlar pirotexnika vositalarida foydalanishni topdi.

Gipoxloritlar: KClO va NaClO kuchli oksidlovchi moddalar bo'lib, paxta va zig'ir matolari va qog'oz pulpasini oqartirish uchun ishlatiladi. Oqartirish effekti atomik kislorod bilan bog'liq:

KClO + H 2 O + CO 2 ® KHCO 3 + HClO

Ohak xloridi - CaOCl 2 - dezinfektsiyalash uchun va degasser sifatida. Quruq shaklda va 0,2-5% eritmalar shaklida qo'llaniladi.

CaOCl 2 + 2H 2 O ® Ca(OH) 2 + 2HClO + CaCl 2

CaOCl 2 + CO 2 ®CaCO 3 + Cl 2

Brom va yod yog'ochni singdirish, uni chirishdan himoya qilish uchun ishlatiladigan organobromin birikmalarini olish uchun organik sintezda qo'llaniladi.

Galogenlar toksik ta'sirga ega, ular shilliq qavatlarni va nafas olish organlarini bezovta qiladi. Ortiqcha ftorid ionlari ichimlik suvi tish va suyak rivojlanishiga zararli va uning etishmasligi ham zararli. Freonlarning yurak-qon tomir tizimiga xavfli ta'siri qayd etilgan. Halogen oksidlar va intergalogenidlar (intergalogen birikmalar) toksik ta'sirga ega.

Ishqoriy metall xloratlar: KClO 3; NaClO 3 va boshqalar qon zaharlari sifatida tasniflanadi (qizil qon hujayralarining parchalanishiga sabab bo'ladi). Shuningdek, ko'plab halogen birikmalarning alangalanish va portlovchi parchalanish qobiliyatini (HClO 4) hisobga olish kerak, shuning uchun bu moddalarni saqlash va ular bilan ishlash talab qiladi. zarur chora-tadbirlar ehtiyot choralari va xavfsizlik qoidalariga rioya qilish.

Intergalidlar (galogenlarning bir-biri bilan birikmasi)

Galogenlar bir-biri bilan har xil birikmalar hosil qilishi mumkin. Odatda bular ftor, xlor va bromga nisbatan bir, ikki, uch, besh va undan ortiq (IF 7) valent birikmalardir. umumiy formula G(G) n . n qiymati toq va yettidan oshmaydi. Ular to'g'ridan-to'g'ri elementlardan yoki tegishli interhalidga ortiqcha halogen ta'sirida olinadi:

Cl 2 + F 2 2ClF;

Br 2 + F 2 ® 2BrF

5F 2 + I 2 ® 2IF 5

F 2 + ClF 3 ® ClF 5

4F 2 + 2BrF ® 2BrF 5

3Cl 2 + I 2 ® 2ICl 3

Br 2 + Cl 2 ® 2BrCl

Bu juda uchuvchan birikmalar; ularning aksariyati zaif barqaror va yuqori reaktivdir, lekin ularning hech biri portlovchi emas.

Galogenidlar mavjud bo'lganda, ba'zi galogenlarning suvda eruvchanligi kompleks hosil bo'lishi sababli ortadi:

I 2 + KI ® K - kaliy diiodoiodat

I - + I 2 ® -

Galogenlarning biologik roli

Ftor

Ftor, xuddi yod kabi, inson tanasida asosan bog'langan holatda (xlor va brom - gidratlangan ionlar shaklida) topiladi va tarkibi bo'yicha (~7 mg, 10 -5%) mikroelement sifatida tasniflanadi. .

Ftorid normal rivojlanish uchun zarurdir inson tanasi, uning etishmovchiligi bilan anemiya rivojlanadi. Ammo bu elementning asosiy biologik roli nafaqat odamlarda, balki hayvonlarda ham tishlar, suyaklar va tirnoqlarning rivojlanishidagi ishtiroki bilan bog'liq. U insonning barcha organlarida uchraydi, lekin ularning eng boylari suyaklar va tishlardir. Tish emalida (0,01%) va suyak to'qimalarida (uning tarkibi yumshoq to'qimalarga qaraganda 100 000 marta ko'p) ftor mineral shaklda, kam eriydigan va kislotaga chidamli kaltsiy tuzi - fluorapatit - Ca 5 (PO 4) shaklida bo'ladi. ) 3 F yoki 3Ca 3 (PO 4) 2 ´CaF 2.

Ftorning biologik ta'siri uning tarkibi va tanaga kirishi bilan chambarchas bog'liq ichimlik suvi va oziq-ovqat. Inson tanasidagi ftorid balansini o'rganish shuni ko'rsatdiki, suvda ftorid miqdori o'rtacha 1 mg / l ni tashkil qiladi. Ichimlik suvi bilan tanaga kiradigan ftoridning 90% siydik bilan chiqariladi. Ichimlik suvini hisobga olmaganda, odam kuniga ~ 0,2-0,3 mg ftoridni dietasi orqali oladi. Inson tanasi ftoridni oziq-ovqat mahsulotlaridan suvga qaraganda 20% kamroq o'zlashtiradi. Shuning uchun ichimlik suvining ftorid miqdori uchun doimiy monitoringi zarur.

Ichimlik suvidagi ftorid miqdori 1 mg/l dan kam bo'lsa, odamlarda tish kariesi rivojlanadi. Ftor miqdori ruxsat etilgan maksimal kontsentratsiyadan yuqori bo'lsa - 1,2 mg / l dan ortiq (ftor 8 mg / l dan ortiq florapatit konlari mavjud ma'lum joylar mavjud), suyak to'qimalarining yangilanish jarayonlari buziladi va xavfli kasallik rivojlanadi - fosfor-kaltsiy almashinuvidagi buzilishlar natijasida suyaklarning mo'rtligi, ularning deformatsiyasi va butun tananing umumiy charchashi bilan bog'liq floroz yoki floroz. Bunday holda, tish emallari mo'rt bo'lib qoladi va osonlikcha yo'q qilinadi (ulardagi ftorid miqdori me'yordan 3-5 baravar oshadi). Ushbu kasallikning boshqa belgilari ham paydo bo'ladi - qalqonsimon bez, buyraklar va boshqa organlarning shikastlanishi.

Sigir suti 1 litrda 0,1-0,2 mg dan ftor o'z ichiga oladi. Baliq, qisqichbaqasimonlar va qutulish mumkin bo'lgan suv o'tlari 100 g yangi vaznga o'rtacha 0,5-1,5 mg ftoridni o'z ichiga oladi. O'simlik ob'ektlaridan ftoridning eng yuqori miqdori choyda mavjud.

Odatda tog'li yoki dengizdan uzoqda joylashgan hududlarda ichimlik suvi va oziq-ovqat mahsulotlaridagi ftor miqdori odatda kerakli konsentratsiyadan (0,5 mg / l dan kam) ancha past bo'ladi. Bu ftorid etishmasligi tish kariyesiga olib keladi.

Tadqiqotlarga ko'ra, sog'lom tishlarning emalida 0,01% ftorid bor, karioz tishlarda esa 0,0069% yoki undan kam. Ma'lumki, tish to'qimalarining mineral asosi (dentin) quyidagi tuzlardan iborat: Ca 5 (PO 4) 3 (OH) - gidroksiapatit, Ca 5 (PO 4) 3 Cl - xlorapatit (dentin tarkibidagi) va Ca. 5 (PO 4) 3 F – florapatit (emalda topilgan).

Fluorapatit qattiqroq va tishlarning emal qatlamini yo'q qilishdan himoya qiladi. Emal bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan kislotalar bilan shikastlanganda, tish kariesi boshlanadi - erish tufayli asta-sekin yo'q qilinadi. mineral asos uning ichki qismi:

Ca 5 (PO 4) 3 OH + 7H + ® 5Ca 2+ + 3H 2 PO 4 - + H 2 O

Ftorid ionlari gidroksilapatitdagi gidroksid ionlarini (OH -) nisbatan oson almashtirishi, qattiqroq va kamroq eriydigan kristallar - florapatit hosil qilishi haqida dalillar mavjud:

Ca 5 (PO 4) 3 OH + F - Û Ca 5 (PO 4) 3 F + OH -

Shuning uchun ichimlik suvida ftorid miqdori etarli emasligi va tish kariesining ko'payishi bilan ajralib turadigan hududlarda profilaktika maqsadida suvga ma'lum miqdorda NaF qo'shib, normaga (1 mg / l) qo'shiladi.

Agar emal biroz shikastlangan bo'lsa, tish emalini remineralizatsiya qilish mahalliy tashqi vosita (tish pastalari) sifatida natriy ftoriddan foydalanish orqali mumkin:

NaF + Ca 5 (PO 4) 3 OH Û NaOH + Ca 5 (PO 4) 3 F

tish emalining pastasi

Remineralizatsiya bilan bir vaqtda og'iz muhiti ishqorlanadi va bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan kislotalar neytrallanadi.

Atrof-muhitning ifloslanishi nuqtai nazaridan muhit Shuni ta'kidlash mumkinki, boshqa galogenlar bilan solishtirganda, qattiq bog'langan ftor (u hosil qiladigan birikmalarda) amalda kimyoviy tsiklda qatnashmaydi va oz miqdorda yog'ingarchilik bilan amalga oshiriladi. Biroq, ftorli bo'lmagan fosforli o'g'itlar va yog'och saqlovchi moddalar - NaF va boshqa birikmalar tarkibidagi ftorid ionlari muhim ekologik xavf tug'diradi. Pestitsidlar sifatida ishlatiladigan galogenli organik moddalar ayniqsa zaharli hisoblanadi.

Shunday qilib, florapatitlar shaklidagi mikroelement sifatida ftor tish emali va suyak to'qimalarining tarkibiga kiradi. Bu inson tanasining normal rivojlanishi uchun zarurdir. Uning biologik ta'siri birinchi navbatda tishlarning emal qatlamini himoya qiluvchi erimaydigan florapatit hosil bo'lishi bilan bog'liq. Tanadagi ftoridning zarur fiziologik kontsentratsiyasiga qarab (bu ichimlik suvi va suvdan olinishi bilan bog'liq). oziq-ovqat mahsulotlari) tish kariesi (ichimlik suvida ftorid miqdori 1 mg/l dan kam) yoki ftorid kabi kasalliklarni rivojlanishi mumkin - ftoridlarning yuqori konsentratsiyasida.

Xlor

Xlor hayot uchun zarur va almashtirib bo'lmaydigan makroelementdir. Inson tanasida uning tarkibi 100 g dan (~ 0,15%) oshadi, qolgan galogenlar iz elementlari (10 -5%).

Organizmda u bromid ioni kabi gidratlangan shaklda -1 oksidlanish holatida bo'ladi (ftor va yod asosan bog'langan holatda). Natriy, kaltsiy, kaliy va boshqalarning eruvchan tuzlari ko'rinishidagi xlor turli biologik suyuqliklarda mavjud va muhim biologik rol o'ynaydi - hujayra membranalari orqali ionlarning oqishini ta'minlaydi, qonning doimiy osmotik bosimini saqlashda ishtirok etadi va boshqa suyuqliklar (osmotik gomeostaz) va kationlarning zarur kontsentratsiyasini (kimyoviy gomeostaz) ta'minlashda ishtirok etadi; me'da shirasini ishlab chiqarish va suv almashinuvini tartibga solish jarayonida ba'zi fermentlarni (pepsin) faollashtiradi.

Xlorid kislotasi ajralmas qismi odamlar va hayvonlarning me'da shirasi W (HCl) bilan 0,3 dan 0,5% gacha. Natriy xlorid me'da shirasida xlorid kislota ishlab chiqarish uchun zarurdir. Oshqozon shilliq qavatining hujayralaridan HCl ning chiqarilishi quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi:

Cl - + H 2 CO 3 (qon) HCO 3 - (qon) + HCl (oshqozon)

Pepsin fermentining ga o'tishi faol shakl xlorid kislotada mumkin. Peptid bog'larining gidrolitik ajralishi natijasida pepsin oqsillarning hazm bo'lishini ta'minlaydi:

R-CO-NH-R 1 + H 2 O RCOOH + R 1 NH 2

Shunday qilib, xlorid kislotasi hazm qilish jarayonida muhim rol o'ynaydi. W (HCl) = 8,2-8,4% bo'lgan sof suyultirilgan kislota me'da shirasining past kislotaligi uchun tomchilar va aralashmalarda (ko'pincha pepsin bilan birga) og'iz orqali qo'llaniladi.

Boshqa ionlar (K +, Na +, Ca 2+ va boshqalar) bilan birgalikda xlor ionlari nerv impulslarini membranalar orqali o'tkazishda ishtirok etadi. nerv hujayralari, mushak hujayralarining qo'zg'aluvchanligini saqlab qolish. Xlorid ionlari hujayra ichidagi eritma va hujayralararo suyuqliklarning asosiy manfiy zaryadlangan ionlari bo'lib, ular hujayra membranalarining har ikki tomonida yupqa ionli qatlamlarni hosil qiladi va shu bilan noorganik va hujayra o'tkazuvchanlik jarayonlarini tartibga soluvchi elektr membrana potentsialini yaratishda ishtirok etadi; organik moddalar membranalar orqali. Bu uning (K + va Na + ionlari bilan birgalikda) ma'lum osmotik bosimni yaratish va suv-tuz almashinuvini tartibga solishda ishtirok etishini tushuntiradi. Hidratlangan xlorid ionlari hujayradagi fiziologik zarur suv miqdorini saqlashda ishtirok etadi.

Tirik organizmlarning deyarli barcha to'qimalari yarim o'tkazuvchan xususiyatlarga ega, shu jumladan hujayra membranasi, ular orqali faqat ma'lum o'lchamdagi zarrachalar o'tishi mumkin.

Bromid ionlaridan farqli o'laroq, xlorid ionlari hujayra membranalari orqali kirish uchun optimal radiusga ega. Bu qon va boshqa biologik suyuqliklarning (to'qimalar, limfa va boshqalar) ma'lum osmotik bosimini yaratishda xlorid ionlarining (K + va Na + ionlari bilan birga) ishtirokini tushuntiradi. Osmoz tufayli hujayralar va hujayralararo tuzilmalarga suv oqimi tartibga solinadi. Oziq-ovqatlarni singdirish va metabolizm jarayonlarida osmotik hodisalar ham muhim rol o'ynaydi. Yechimlar dorilar Vena ichiga yoki teri ostiga yuboriladigan , izotonik bo'lishi kerak (bir xil miqdordagi ozmotik faol zarrachalarni o'z ichiga oladi). Xlorid ionlari toksik emas, aksincha molekulyar xlor. Xlor gazi nafas olish tizimining shilliq qavatini bezovta qiladi va o'pkani yo'q qiladi. Tarkibida 0,05% xlor bo‘lgan havoni 1-2 soat davomida inhalatsiya qilish bo‘g‘ilish va o‘limga olib kelishi mumkin. Xlor Germaniya tomonidan 1915 yilda Ypres (Belgiya) yaqinidagi janglarda qo'llanilgan birinchi kimyoviy urush agenti edi. Havodagi xlor gazining ruxsat etilgan maksimal konsentratsiyasi 0,001 mg/l ni tashkil qiladi.

310 K (37 ° C) da inson qonining osmotik bosimi 780 kPa (7,7 atm) ni tashkil qiladi. Xuddi shu bosim NaCl ning 0,9% suvli eritmasi (0,15 mol / l) tomonidan hosil bo'ladi, u qon bilan izotonik bo'lib, sho'r suv deb ataladi.

Biroq, qonda Cl - ionlari va Na + ionlaridan tashqari, odamlar uchun zarur bo'lgan boshqa moddalar ham mavjud. Tibbiyotda odatda bir xil tarkibiy qismlarni o'z ichiga olgan va qondagi kabi bir xil miqdorda eritmalar qo'llaniladi. Aks holda, osmoz natijasida hujayralar devorlari yorilib ketguncha shishiradi yoki suv yo'qotilishi tufayli qisqaradi. Gipotonik eritmalarda shish (gemoliz) paydo bo'ladi, ya'ni. izotonik eritmalarga qaraganda past konsentratsiyali eritmalarda. Gipertonik eritmalarda qisqarish (plazmoliz) sodir bo'ladi, ularning konsentratsiyasi izotoniklarga qaraganda kattaroqdir. IN dorivor maqsadlarda, tashqi vosita sifatida gipertonik (W (NaCl) = 10%) eritmalar ishlatiladi. NaCl gipertonik eritmasi bilan namlangan gazli matolar suyuqlik oqimining tashqi tomonga yo'nalishi tufayli osmoz qonuniga muvofiq yaralarni tozalaydi.

Natriy xloridning kunlik ehtiyoji 5-10 g ni tashkil qiladi, oshqozon kasalliklari (giperatsid gastrit) yoki oshqozon yarasi bo'lsa, kislotalilik oshishi sababli NaCl iste'molini kamaytirish kerak.

NaCl ni ortiqcha iste'mol qilish gipertenziya paydo bo'lishiga yordam beradi.

Xlorid ionlari toksik ta'sirga ega emas, balki oddiy modda - Cl 2, yuqorida aytib o'tilganidek, va uning organik va kislorodli birikmalari juda zaharli. Suvdagi xlor miqdori (2´10 -6 g/ml) suvning mikroblarga qarshi xususiyatlarini aniqlaydi va turli xil bakteriyalarning o'limiga sabab bo'ladi. Xlor suvda eritilganda gipoxlorid kislota hosil bo'ladi, u mikrob hujayrasiga osongina kirib boradi va fermentlarni faolsizlantiradi:

Cl 2 + H 2 O « HCl + HClO

HClO « HCl + O

Tabiatdagi xlor aylanishining intensivligi boshqa galogenlarga qaraganda ancha katta.

Ko'chma, (ko'p hollarda) erimaydigan tuzlarni hosil qilmaydi, xlor chang va aerozollar shaklida tuproqqa tushadigan yog'ingarchilik bilan tezda olib tashlanadi.

Xlorning ekologik jihatdan zararli shakli vodorod xlorid bo'lib, u ko'plab sanoat korxonalari tomonidan chiqariladi. Yog'ingarchilik shaklida u tuproqni kislotalaydi. Ammo eng katta ekologik xavf xlor o'z ichiga olgan pestitsidlardir, shuning uchun ularni ishlatishda standartlar va tarqatish texnologiyasiga rioya qilish kerak.

Brom

Bromning noorganik shakli bromid ionlari (Br -) eng katta biologik faollikka ega. Tanada ular xlorid ionlari kabi qutbli suv molekulalarining yo'nalishi va muvofiqlashtirilishi tufayli gidratlangan shaklda bo'ladi:

Hidratsiya - bu moddalarning suv molekulalari bilan o'zaro ta'siri, ularda suv molekulalari vayron bo'lmaydi. Zaif va kuchli hidratsiya mavjud. Zaif hidratsiya katta radiusli kam zaryadli ionlarga xosdir. Bromid ionlari (r(Br -) = 0,114 nm) holatida suv dipollarining orientatsiyasi kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishiga olib kelmaydi, shuning uchun gidratatsiya qobig'idagi suv molekulalari soni doimiy ravishda o'zgarib turadi.

Bromid ionlari markaziy asab tizimida (CNS) inhibisyon jarayonlarini kuchaytiradi, shuning uchun brom birikmalari tibbiy amaliyotda keng qo'llaniladi.

Uzoq vaqt davomida; anchadan beri bromidlarning markaziy asab tizimiga ta'sir qilish mexanizmi noma'lumligicha qoldi. Va hozirgi vaqtda brom birikmalarining organizm hayotidagi roli hali etarlicha aniqlanmagan.

Brom birikmalarining tinchlantiruvchi ta'siri uyqu tabletkalarining ta'siriga o'xshardi, bromid ionlari miyaning motor sohasining qo'zg'aluvchanligini kamaytiradi va markaziy asab tizimining qo'zg'aluvchanligini kamaytiradi.

Faqat 1910 yilda rus fiziologi I.P. Pavlov va uning shogirdlari bromning markaziy asab tizimiga ta'sirini to'g'ri tushuntirishga muvaffaq bo'lishdi.

Brom qo'zg'aluvchanlikni pasaytirmaydi, lekin inhibisyon jarayonini kuchaytiradi. Brom preparatlari miya yarim korteksida qo'zg'alish va inhibisyon jarayonlari o'rtasidagi normal munosabatlarni buzishda foydali bo'ldi. Bu bromidlarning asab tizimiga shifobaxsh ta'siri. Biroq, bromid ionlarining ta'sir qilish mexanizmi to'liq o'rganilmagan.

Tinchlantiruvchi ta'sirda, markaziy asab tizimining inhibisyon jarayonini kuchaytirishdan tashqari, bu ionlarning gipofiz, buyrak usti bezlari va jinsiy bezlarga ta'siri muhim bo'lishi mumkin.

Brom birikmalari qalqonsimon bez funktsiyasini inhibe qilishi va buyrak usti bezlari po'stlog'ining faolligini oshirishi haqida dalillar mavjud.

Brom inson tanasiga asosan o'simlik manbalari orqali kiradi. O'simliklarda brom murakkab va asosan erimaydiganlarga bog'langan organik birikmalar. U har doim o'simliklarda mavjud, ammo o'simliklarning turli qismlari brom bilan turlicha ta'minlanadi. O'simliklarning yashil qismida ildizlarga qaraganda ko'proq brom mavjud. Tuproqning mineral qismi va quruq o'simlik biomassasida brom miqdori unchalik katta emas va 10 -10 dan 10 -7% gacha. Ba'zi o'simliklar, masalan, dukkaklilar (no'xat, loviya, yasmiq va boshqalar) bromni faol ravishda to'playdi. Brom borligi bug'doy va kartoshkada ham topilgan. Unda bromning nisbatan katta miqdori borligi aniqlangan qutulish mumkin bo'lgan qo'ziqorinlar(boletus va boletus; boletusda uning tarkibi ~1,4´10 -3%).

Ammo sayyoramizdagi bromning ko'p qismi dengizlarda va tuzli ko'llarning suvlarida to'plangan (oshxona tuzi tarkibida 0,1% brom mavjud); dengiz o'tlari. Unda nafaqat brom, balki yod, shuningdek, iz elementlari, vitaminlar va organizm uchun qimmatli boshqa ko'plab moddalar mavjud.

Laminariya kukuni ateroskleroz va guatr va boshqa kasalliklarni davolash va oldini olish uchun olinadi.

NaBr va KBr preparatlari terapevtik vositalar sifatida qo'llaniladi, garchi shilliq qavatlarni eng samarali va kamroq bezovta qiluvchi organobromin preparatlari bo'lib, ular ba'zi hollarda noorganik bromidlar o'rnini bosa boshlagan. Ushbu dorilarning tarkibi va ta'siri maxsus kurslarda o'rganiladi.

Brom preparatlari boshqa kasalliklar, masalan, yurak-qon tomir kasalliklari, oshqozon yarasi va epilepsiya uchun ham qo'llaniladi.

Tibbiy amaliyotda bromning radioaktiv izotopi - 82 Br (T1/2 = 35,8 soat) xavfli o'smalarni davolashda qo'llanilishini topdi.

Uning yordami bilan ba'zi brom o'z ichiga olgan terapevtik preparatlarning ta'sir mexanizmi o'rganiladi.

Bromidlar oshqozon-ichak traktidan yaxshi so'riladi. Hujayra membranalari yirik bromid ionlari uchun juda kam o'tkazuvchan, shuning uchun ular asosan hujayradan tashqari suyuqlikda bo'ladi va faqat qisman hujayralarga kiradi.

Brom uzoq vaqt davomida qondan ajralib chiqadi, ammo miya to'qimalarida u 3-4 marta kamroq bo'ladi. Brom organizmda osongina ushlanib qoladi, asta-sekin to'planadi (yig'iladi). Bu zaharlanishning rivojlanishiga olib kelishi mumkin - "bromizm".

Bromidlarni uzoq muddat qo'llash bilan quyidagi salbiy ta'sirlar mumkin: uyquchanlik, xotiraning zaiflashishi, qo'llarning titrashi, til, nutqning buzilishi va umumiy zaiflik. Bunday holda, bromidlarni qabul qilishni to'xtatish va natriy xloridni 5-10-25 g miqdorida kiritish orqali ularni tanadan olib tashlashni tezlashtirish kerak, bromid va tarkibi o'rtasida ma'lum dinamik bog'liqlik mavjud undagi xlorid ionlari: Br - « Cl - .

Qonda bromid ionlari miqdorining ko'payishi bu muvozanatni buzadi va Le Shatelier printsipiga ko'ra, buyraklar tomonidan xlorid ionlarining tez chiqishi sodir bo'ladi va xlorid ionlari ko'p bo'lsa, aksincha, bromid ionlari buyrakdan chiqariladi. tanasi. Shuning uchun natriy xloridning ko'p miqdorda olinishi organizmdan bromid ionlarining ajralib chiqish tezligini oshiradi, bu brom tuzlari bilan zaharlanish uchun ishlatiladi.

1-2 g dozadagi bromidlar aqliy va motorli sedativlikka olib keladi; 3-4 g dozada - uyquchanlik va uyqu, letargiya; 10-15 g dozada - koma, markaziy asab tizimining tushkunligi va butun tananing zaharlanishi.

Bromidning terapevtik dozalari turiga bog'liq asab tizimi bemor va bir necha milligramdan bir necha grammgacha bo'lishi mumkin. Ushbu ko'rsatkichlarni hisobga olgan holda, bromid dozalari alohida tanlanadi.

Bromid ionlarining toksikligi past, ammo ular organizmdan sekin chiqib ketishi (30-60 kun ichida) tufayli ular to'planib, surunkali zaharlanishni keltirib chiqarishi mumkin. Bunday holda, yana bir nomaqbul hodisani - galoid ionlarining almashinishini hisobga olish kerak.

Galogenlarning ba'zi fizik-kimyoviy ko'rsatkichlarini (VEO qiymatlari, atomlar va ionlar radiusi va boshqalar) taqqoslab shuni ta'kidlash mumkinki, brom egallaydi. oraliq pozitsiya xlor va yod o'rtasida:

Ko'rsatkichlar: Cl - Br - I -

OEO 3.2 3.0 2.7

r (nm) ionlari 0,181 0,196 0,220

Ushbu va boshqa ko'rsatkichlarning yaqin qiymatlari bromid ionlari ortiqcha bo'lsa, qalqonsimon bez gormonlaridagi yodid ionlarini almashtirishga imkon beradi. Bu almashtirish tanadagi yod etishmasligiga olib keladi, bu bezning giperfunktsiyasiga (gormonlarning ortiqcha ishlab chiqarilishiga) yordam beradi. Bunday holda, sinergiya hodisasi kuzatiladi - qalqonsimon bezning faolligi (hipertiroidizm).

Shunday qilib, bromning biologik ta'siri uning inson organizmidagi miqdoriga va brom birikmalaridan uzoq vaqt foydalanish bilan miqdoriy ortishiga bog'liq.

Molekulyar brom (Br 2), bromid ionlaridan farqli o'laroq, juda zaharli. U bilan ishlashda siz ehtiyot bo'lishingiz va xavfsizlik choralariga rioya qilishingiz kerak. Havoda ~0,001% brom bug'ining konsentratsiyasi bosh aylanishi, shilliq qavatlarning tirnash xususiyati, yo'tal va bo'g'ilishga olib keladi. At engil zaharlanish Ammiakni ehtiyotkorlik bilan nafas olish kerak. Agar qo'llaringizga suyuq brom tushsa, uni yuving. katta raqam suv va pishirish soda eritmasi, so'ngra zararlangan joyni NaHCO 3 o'z ichiga olgan malham bilan yog'lang.