ГАЛОГЕНЫ (от греческого hals, родительный падеж halos - соль и -genes-рождающий, рождённый) (галоиды), химический элементы главной подгруппы VII гр. периодической системы: фтор, хлор, бром, иод и астат. Молекулы двухатомны. Внеш. электронная оболочка атомов имеет конфигурацию s²p⁵. С увеличением ат. массы ГАЛОГЕНЫ возрастают их ионный и ковалентный радиусы, уменьшаются энергии ионизации и электроотрицательность (см. табл.).

ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЛОГЕНОВ

Г. характеризуются наибольшими среди всех элементов значениями сродства к .электрону. наиболее электроотрицателен фтор. Сродство атомов ГАЛОГЕНЫ к электрону и энергия диссоциации молекул возрастают от фтора к хлору, а затем уменьшаются к иоду.

Степени окисления ГАЛОГЕНЫ: — 1 (наиболее характерная); + 1 (НОF, НХО и др.); + 3 у Cl и Вr (НХО₂, XF₃); + 4 у Cl, Вr, I (ХO₂); + 5 (НХO₃, XF₅ и др.); + 6 у Cl (Cl₂О_б); + 7 у Cl, Вr и I (HClO₄, Cl₂O₇, НВrO₄, IF₇ и др.).

При обычных условиях F₂ и Cl₂-газы, Вr₂-жидкость, I₂ и At₂- твердые вещества. С увеличением ат. массы окраска Г. становится более интенсивной - от бледно-желтой у фтора до темно-красной у брома и темно-фиолетовой у иода. В твердом состоянии ГАЛОГЕНЫ образуют молекулярные кристаллы. Жидкие ГАЛОГЕНЫ-диэлектрики. Все ГАЛОГЕНЫ, кроме фтора, растворим в воде; иод раств. хуже, чем хлор и бром; F₂ окисляет воду до О₂, О₃ и фторидов кислорода. В водных растворах Cl₂ и Вr₂ образуют гидраты Х₂*_nН₂О и гипогалогенитионы ОХ^- ; Вr₂ и I₂ хорошо растворим в СНCl₃, CS₂, этаноле и др. органических растворителях.

Невысокие энергии диссоциации молекул ГАЛОГЕНЫ (существенно меньшие, чем у О₂, Н₂ и N₂) и большое сродство атомов к электрону определяют их высокую реакционное способность. ГАЛОГЕНЫ-сильные окислители. наиболее активен фтор, образующий соединение со всеми химический элементами, кроме Не, Ne и Аr. Реакционная способность Г. убывает с увеличением ат. массы и обычно возрастает в присутствии влаги и других ГАЛОГЕНЫ Водород с ГАЛОГЕНЫ образует галогеноводороды НХ. Энтальпии их образования очень мало зависят от температуры и уменьшаются от HF к HI. Термич. устойчивость в этом ряду также уменьшается. Растворы НCl, НВг и HI в воде - сильные кислоты, раствор HF-кислота средней силы. См. также Бромистый водород, Йодистый водород, Соляная кислота, Фтористый водород.

С металлами и неметаллами ГАЛОГЕНЫ образуют галогениды, друг с другом-межгалогенные соединения. С кислородом Cl₂, Вr₂ и I₂ дают оксиды, F₂-фториды кислорода. Все ГАЛОГЕНЫ (кроме фтора) образуют неустойчивые кислородсодержащие кислоты НХО, НХО₂, НХО₃ и НХО₄; их кислотные свойства в указанном ряду усиливаются, а окислит. активность убывает. Особые группы соединение-гидрогалогениды (среди которых наиболее устойчивы гидрофториды металлов), например М Н₂Х₃, и полигалогениды, например K[ClF₂].

Фтор вытесняет хлор из его соединение с более электроположит. элементами, хлор вытесняет бром, а бром-иод (¹/₂ F₂ + Cl^- -> F^- + ¹/₂Cl₂). С др. стороны, иод вытесняет бром и хлор из кислородсодержащих кислот и их солей, в которых Г. заряжены положительно (¹/₂I₂ + [СIO₃]^- -> [IO₃]^- + ¹/₂Сl₂). Высшие степени окисления многие химический элементов стабилизируются фтором. Известны, например, NiF₃, AuF₅, ReF₇, криптона дифторид, ксенона фториды, соединения, содержащие в молекуле катион NF⁺₄, анион FeFg₆^2-, CoFg₆^2-. Г. взаимодействие со многими органическое соединение, замещая атомы Н, присоединяясь по кратным связям или разлагая органическое вещества до галогенопроизводных метана. Мн. углеводороды горят или взрываются в атмосфере F₂.

Ионы Г. в виде лигандов входят в состав молекул многочисленных комплексных соединений, фтор и хлор участвуют в образовании мостиковых связей, например в Al₂Cl_б, Ta₄F₂₀. наиболее активны атомарные и ионизированные Г., которые получают в плазме, газовых разрядах или термокаталитических разложением молекул Х₂ и используют для синтеза термически нестойких галогенидов или ионного травления поверхностей металлов, полупроводниковых материалов.

Г. (за исключением астата) широко распространены в природе; они входят в состав многие минералов, содержатся в морской воде; в свободный виде не встречаются. Все ГАЛОГЕНЫ ядовиты и обладают бактерицидными свойствами.

Соединения, напоминающие по химический свойствам ГАЛОГЕНЫ, например дициан (CN)₂, диоксоциан (CON)₂, дитиоциан (SCN)₂, называют псевдогалогенами, а соли металлов, содержащие группы CN, CON, SСN,-псевдогалогенидами. Э.Г. Раков.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей