Хімія - універсальний довідник

ГАЛОГЕНИ

ВЗАЄМОДІЯ ГАЛОГЕНІВ З МЕТАЛАМИ

Хімічні властивості галогенів, тобто здатність вступати в реакції, утворювати ті або інші сполуки, визначаються їхнім місцем у періодичній системі. Кожен галоген практично завершує період, у якому він знаходиться.

Розглянемо спочатку утворення сполуки одного з галогенів, а саме — Хлору з Натрієм.

Електронна формула атома Натрію Він має одну валентну АО (Зs). Електронна формула атома Хлору . У нього теж одна валентна АО (3р_z). Ці валентні АО можуть перекриватися з утворенням молекулярної орбіталі, на якій розміщуються два електрони. При цьому через велику різницю в розмірах атомів Сl і Nа, що сполучаються, ділянка перекривання АО зміщена, і дуже сильно, до атома Хлору.

Через велику різницю в енергіях АО, що перекриваються АО (-496 кДж/моль для Зs -АО Натрію і -1250 кДж/моль для Зр-АО Хлору), зв’язуюча МО, що утворюється, мало відрізняється за енергією від АО атома Сl. Електрон атома Натрію, розташований на більш високій Зs -АО, практично переходить на значно нижчу Зр-АО атома Хлору.

Можна сказати, що атом Nа «віддав» свій електрон атому Сl, тому на атомі Na виникає позитивний заряд, тобто він стає позитивно зарядженим йоном. У свою чергу, атом Сl «приєднує» зайвий електрон і перетворюється таким чином у негативно заряджений iон. Протилежно заряджені iони Nа⁺ і Сl^- притягуються один до одного, утворюючи хімічний зв’язок між Натрієм і Хлором:

Чи утвориться при цьому молекула NаСl? Тут треба врахувати, що електрозаряджена частинка, в тому числі iон, може притягувати як завгодно багато інших, що мають протилежний заряд, тому iон натрію Nа⁺ притягує до себе не один iон хлору Сl^- , а стільки, скільки біля нього може розміститися. Одночасно ідентично поводиться iон Сl^-. В результаті утворюється кристалічна ґратка з іонів Nа⁺ і Сl^-.

Таким чином, речовина хлорид натрію, його кристали, утворені не молекулами, а іонами. Таку ж іонну будову мають і інші сполуки металів із неметалами.

На відміну від речовин із молекулярною будовою (Н₂, О₂, F₂, Н₂O і т. п.) іонні речовини мають значно вищі температури плавлення і кипіння. Наприклад, для кухонної солі NаСl t_ПЛ = 801°С, t_КИП= 1465 °С.