Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра общей и физической химии

ОБщая и неорганическая химИя Свойства элементов побочных подгрупп

Методические указания к лабораторным работам

для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавриата240100

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

УДК 546 (076.5)

ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ПОБОЧНЫХ ПОДГРУПП: Методические указания к лабораторным работам / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.:Д.Э. Чиркст, Т.Е. Литвинова,И.В. Берлинский, Д.С. Луцкий.

Изложены методики проведения опытов по свойствам элементов периодической системы и обработки результатов экспериментальных работ. Лабораторные работы предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавриата 2400100 «Химическая технология».

Библиогр.:8

Научный редактор: проф. Чиркст Д.Э.

© Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный» , 2012 г.

Свойства элементов побочных подгрупп Общие сведения

Побочные подгруппы периодической системы включают d-элементы до актиния включительно, все лантаноиды и первые четыре элемента ряда актиноидов.

У элементов побочных подгрупп наблюдается ряд характерных особенностей:

все элементы побочных подгрупп являются металлами;

многие элементы побочных подгрупп могут существовать в разных валентных состояниях (явление переменной валентности);

соединения большинства элементов побочных подгрупп обладают парамагнитными свойствами;

сходство по свойствам с элементами главных подгрупп как правило проявляется у соединений элементов с максимальной степенью окисления;

сходство свойств достаточно велико для элементов III–VIIгрупп периодической таблицы и мало заметно для элементовVIII–IIгрупп;

элементы побочных подгрупп способны к образованию окрашенных ионов типа Me^z+– это свойство у металлов главных подгрупп отсутствует;

у элементов побочных подгрупп наблюдается сходство свойств в рядах по горизонтали, например Fe–Co–Ni, особенно характерное для элементовVIIIгруппы;

в подгруппах сверху вниз наблюдается изменение свойств от более активного металла к менее активному.

Ввиду того, что появление побочных подгрупп начинается в третьей группе, изучение элементов побочных подгрупп также логично начинать с изучения свойств элементов IIIВ группы.

Лабораторная работа № 7. Свойства элементовVii а группы. Галогены

Цель работы: изучение химических свойств галогенов.

Общие сведения

Входящие в VIIА подгруппу элементы фтор, хлор, бром, иод, астат называются галогены (солеобразующие). Такое название элементыVIIА подгруппы получили за способность взаимодействовать с металлами с образованием типичных солей типаMeГ_n, где Ме – металл, Г – атом галогена.

Атомы галогенов содержат семь электронов на внешнем электронном уровне, следовательно, легко могут присоединять единственный электрон. Аналогичное строение внешнего электронного слоя обусловливает большое сходство галогенов друг с другом:

• все галогены – типичные неметаллы;

• у всех галогенов большое значение электроотрицательности;

• в бинарных соединениях проявляют валентность, равную 1;

• в бинарных соединениях с менее электроотрицательными элементами проявляют степень окисления −1;

• все галогены являются сильными окислителями.

Увеличение радиуса атома сверху вниз по группе приводит к тем же закономерностям, что и у элементов других главных подгрупп. С повышением порядкового номера элементов в ряду F–At

уменьшается электроотрицательность;

ослабевают неметаллические свойства;

ослабевает окислительная способность простых веществ: более легкие галогены в виде простых веществ окисляют галогенид-ионы более тяжелых галогенов;

усиливается восстановительная способность галогенид-ионов: более тяжелые галогены в виде Г⁻восстанавливают более легкие галогены из их кислородных соединений;

изменяется агрегатное состояние простых веществ: фтор и хлор – газы, бром – тяжелая жидкость, иод, астат – кристаллические вещества.

появление положительной степени окисления (фтор в своих соединениях всегда находится в степени окисления −1);

изменение состояния галогеноводородов: HF– жидкость, водный раствор образует слабую кислоту; остальные галогеноводороды – газообразные вещества, водные растворы образуют сильные кислоты;

изменения растворимости галогенидов: фториды щелочно-земельных элементов мало растворимы, фторид серебра – растворим; для остальных галогенов – наоборот.

фтор – единственный из галогенов, который не образует кислородных соединений. Остальные галогены образуют оксиды, носящие кислотный характер и являющиеся сильными окислителями, а также кислородные кислоты. Сами кислородные кислоты галогенов и их соли являются как правило сильными окислителями.