carte grupele principale.doc

8/16/2019 carte grupele principale.doc

1/252

1


2/252

PREFAŢĂ

Chayn, laureat al premiului Nobel scria: ”În sânul civilizaţiei

moderne aş putea renunţa la radio, televiziune, avioane ultrarapide şi

chiar la lumina electrică, însă nu şi la medicamente care au permis să se

învingă epidemiile, diabetul, infecţiile şi care au furnizat igienei mijloace

de acţiune. i mai presus de toate, chimia a dat omenirii speranţa în

vindecarea unor boli care par fără leac, dar cine ştie, în timp vor fiînvinse de această ştiinţă ce nu cunoaşte limite.”

În cartea de faţă am încercat punerea împreună a unor noţiuni de

bază de chimia metalelor şi nemetalelor din grupele principale, pentru

studenţii facultăţii de farmacie, în conformitate cu planurile de înăţăm!nt

şi programele analitice"#aterialul e$pus în cartea de faţă este strict un material pentru

curs, destinat studenţilor" Ca urmare el este alcătuit, prezentat şi e$pus

pentru a folosi studenţilor cu o anumită pregătire şi într%o anumită

succesiune de cursuri"

&m prezentat pe larg obţinerea şi proprietăţile elementelor şi

combinaţiilor chimice, dar şi numeroasele aplicaţii practice ale acestora"'iecărui element cu importanţă biologică i%am rezerat un subcapitol ce

conţine informaţii despre rolul elementului în organism"

(ste neîndoielnic faptul că orice manual aduce o notă personală a

autorilor, cel puţin în maniera de ordonare şi tratare a materialului" )per

însă ca aceasta să nu dăuneze unei uşoare urmăriri a e$punerii şi, sper de

asemenea, că în manual s%au strecurat puţine greşeli"

*


3/252

1.ISTORIA CHIMIEI

Noţiunea +chimie apare pentru prima dată la sf!rşitul sec" al---%lea e"n", folosită de .ossimos /anapolitanul, filosof şi alchimist

din &le$andria"

+Chemi% era numele echiului (gipt" 0e aici a apărut

denumirea grecească +chemeia, a!nd semnificaţia de artă

egipteană" 0e asemenea, alături de egipteanul +chemeia, apare

grecescul +chymeia, de la +chyma topire2, referindu%se laechea tehnică de topire a metalelor" 3a grecescul +chyma s%a

adăugat articolul +al şi astfel a apărut +alchimia, care este

numele dat chimiei în eul mediu"

Cu timpul s%a schimbat şi înţelesul noţiunii, chimia deenind

ştiinţa modernă uniersală +despre tot şi căreia nu%i scapă nimic,

care, în mod constant şi sistematic, se bazează pe obseraţie,e$perienţă şi calcul"

Noţiunea +element a suferit în decursul remii numeroase

transformări şi a aut diferite înţelesuri, de la semnificaţia pe care

au dat%o filosofii antici, la accepţia modernă de element chimic"

(timologic,element este un cu!nt de origine latină, apărut

în epoca lui Cicero, prin 4u$tapunerea literelor +3, +#, +N dela mi4locul alfabetului, iz!nd miezul, esenţa lucrurilor"

Cu!ntul +metal este pentru prima oară folosit de 5erodot

sec" al 6%lea i"e"n"2 în sensul de mină" 0upă /iliniu sec" - i""e"n"2,

acest nume proine de la cu!ntul grecesc +met7alla, referindu%se

la straturile succesie din filoanele de minereuri"

8


4/252

/rimele elemente chimice cu care omul primiti a luat

cunoştinţă au fost metalele care se găseau în natură, în stare

natiă%aurul: argintul, mercurul şi, dintre nemetale, sulful şicarbonul9 apoi plumbul, cuprul şi staniul, ale căror tehnologii de

obţinere nu necesitau instalaţii comple$e şi nici temperaturi

ridicate"

Carbonul (C): numele deriă de la latinescul +carbo

cărbune pur" )e prezintă în două stări alotropice:

0iamantul, ca piatră preţioasă este cunoscut din cele mai echitimpuri, în ţările din ($tremul ;rient"


5/252

4ustificarea acestei opinii, s%a ţinut cont şi de culoarea metalului,

oarecum apropiată a aurului"

Cuprul are azi nenumărate utilizări: alia4e bronzuri, alama,metal B delta, alpaca, maillechort etc"2, pentru conductori electrici,

instrumente, monede, bi4uterii etc", precum şi sub formă de

compuşi, ca: o$id cupros, o$id cupric, arsenit de cupru, azotat de

cupru etc"

Fierul (Fe): numele deriă din latinescul +ferrum fier"

(poca fierului a succedat epocii bronzului" În toată epoca antică, prelucrarea metalelor şi a fierului în mod deosebit, era o artă

+sacră, care nu putea fi practicată dec!t de iniţiaţi" Necesităţile tot

mai mari de fier, impuse de confecţionarea armurilor caalerilor,

a lăncilor, a spadelor, a căştilor, a tunurilor, a săgeţilor, au

determinat găsirea de +reţete, de prelucrare şi obţinere a unor

alia4e"'ierul deine astfel, în secolul ?? , monarhul neîncoronat al

tuturor metalelor, căci fără fier nu este posibilă e$istenţa

ciilizaţiei planetei noastre"

Merurul ( H!): denumirea mercurului se trage de la

planeta #ercur, căreia i%a fost închinat de alchimişti, datorită marii

sale mobilităţi, +mercurius ius" #ercurul era cunoscut şi dechinezi, şi de indieni" )%au găsit urme de mercur în morminte

dat!nd de acum *=== ani" #ai t!rziu, fenicienii şi grecii făceau

intens comerţ cu mercur, pe care%l aduceau din minele de la

&lmaden din )pania, renumite în antichitate"

În prezent, producţia mondială de mercur este de peste 1====

de tone anual, fiind utilizat ca lichid în aerometre, termometre şi


6/252

alte aparate de măsură, pentru construcţia tuburilor de iluminat cu

apori de mercur, electrod%catod în procesele de obţinere a

clorului şi a sodei caustice prin electroliză, în tehnica naală, întehnica separării metalelor, în tehnica dentară, la pompe de

id,etc"

Plumbul (Pb): deriă de la latinescul +plumbum, fiind

cunoscut din antichitate" #ai t!rziu s%a făcut distincţia între

+plumb negru, prin care se înţelege plumbul propriu%zis şi

+plumbul alb, prin care se înţelegea staniul sau diferite alia4e ale plumbului cu argintul" În prezent, plumbul are numeroase

întrebuinţări" În afara alicelor de plumb pentru cartuşe de

!nătoare, se construiesc conducte de apa, se prote4ează diferite

suprafeţe metalice, se confecţionează conductori electrici, litere

tipografice, precum şi compuşi e$trem de aloroşi, utilizaţi în

opsitorie, pictură, medicină, chimie organică"Sul"ul (S): proine de la latinescul +sulphur" (ste singurul

element cunoscut din cele mai echi timpuri, scos din ad!ncurile

păm!ntului, cel mai adesea în stare arz!ndă, din mişcările

tectonice ale scoarţei şi de erupţia ulcanilor"

Norii înecăcioşi de bio$id de sulf şi de cenuşă au acoperit în anul

DE i"e"n"oraşele romane, /ompei şi 5ercul anum" )ulful este întrebuinţat la fabricarea acidului sulfuric, a

sulfaţilor, a ebonitei, la ulcanizarea cauciucului, la artificii,

chibrituri, împotria dăunătorilor e"t"c"

S#aniul (Co$i#orul) (Sn): proine de la latinescul

+stanum, fiind cunoscut din remuri foarte îndepărtate" )tudii

F


7/252

sistematice asupra sa au tratat staniul cu acizi, săruri şi baze,

studiindu%i alia4ele şi diersele lui combinaţii"

)e întrebuinţează la cositorirea metalelor, la lipit, pentruambala4e staniol2"

%inul (%n): originea zincului nu este prea bine cunoscută

nu se ştie dacă el a fost adus din ;rient sau era cunoscut de echii

greci2" /roducţia mondială de zinc depăşeşte astăzi patru milioane

de tone" (l este utilizat pentru zincarea prin electroliza tablei de

fier, la elemente galanice, la prepararea unor medicamente, înlaboratoare"

0esigur, chimia mai are în edere şi alte elemente chimice, dar

studiul lor implică foarte multe probleme ce necesită timp

îndelungat pentru o c!t mai bună aprofundare şi cunoaştere"

Consider însă că elementele chimice prezentate sunt cele mai

importante şi mai cunoscute, iar utilizarea lor în stare brută sau încombinaţii 4oacă un rol esenţial în orice domeniu de actiitate, nu

numai la noi, ci şi în întreaga lume"

0eci, studiul chimiei este nu numai captiant, dar şi

interesant şi util pentru orice t!năr dornic să%şi însuşească

cunoştinţe generale solide în domeniu"

D


8/252

&.HI'ROE*+

Chimistul englez 5enry Caendish a descris proprietăţilehidrogenului gaz pe la mi4locul anilor 1D==" Caendish a numit

hidrogenul Gaer inflamabilG şi a început să%l studieze" În acelaşi timp cu el,

fizicianul Hames Iatt susţinea de asemenea că a descoperit hidrogenul,

dar Caendish a rămas în istorie ca fiind primul"

5idrogenul este al zecelea cel mai înt!lnit element pe păm!nt"

0eoarece este foarte uşor, acesta ocupă mai puţin de 1J din masa totală a păm!ntului" 5idrogenul pur nu se găseşte în natură, deoarece el nu poate

întreţine iaţa, dar unii ulcani şi anumite puţuri de ulei dega4ă o cantitate

infimă de hidrogen gaz" 5idrogenul se găseşte în orice corp omenesc" 0e

e$emplu: în Keratină, care se găseşte în unghii şi fire de păr, precum şi în

enzimele intestinale" )e găseşte şi în &0N, în moleculele din alimentaţia

care ne furnizează energie zilnic: proteine, grăsimi şi carbohidraţi" &lţicompuşi care conţin hidrogen sunt metanul C5A2, etanul, C*5F2,

propanul C85L2 şi butanul CA51=2, în metanol şi etanol C58;5 şi

C*5;52" (l formează şi compuşi anorganici, cum ar fi apa, amoniacul

N582, acidul clorhidric 5Cl2 şi hidro$idul de sodiu Na;52"

5idrogenul nu aparţine propriu%zis nici unei grupe a sistemului

periodic" 0eşi prezintă unele asemănări at!t cu grupa -&, c!t şi cu grupa6--&, hidrogenul este destul de diferit de elementele acestor grupe,

impun!nd o abordare separată MF"

&.1.Proprie#,-i !enerale

În condiţii obişnuite, hidrogenul se prezintă ca o moleculă

diatomică 5*"

L


9/252

5idrogenul molecular constă dintr%un amestec de două forme

alotrope: trei părţi ortohidrogen, cu structura a!nd spinii nucleari paraleli

şi momente magnetice simetrice, şi o parte parahidrogen cu structura prezent!nd spinii antiparaleli şi cu momente asimetrice, fenomen numit

alotropie dinamică"

5idrogenul este un element chimic sub formă de gaz, la temperatura

camerei" (ste incolor, inodor, insipid şi foarte inflamabil" &tunci c!nd

arde în aer, formează apa"

Chimistul francez &ntoine 3aoisier a numit hidrogenul dupăcuintele greceşti pentru Gcel care formează apaG"

5idrogenul are cei mai mici atomi faţă de alte elemente" On atom de

hidrogen conţine un proton, încărcat electric poziti şi un electron, cu at!t

mai mic" 5idrogenul se găseşte sub formă de gaz, dar nu şi în atmosferă"

În gaz, perechile de atomi de hidrogen se unesc pentru a forma molecule"

5idrogenul a fost unul dintre primii atomi care s%au format în Oniers"5idrogenul pur se găseşte sub formă de gaz, în condiţii normale, la

temperatura camerei şi presiune atmosferică normală" &re molecula

diatomică, reprezentată ca 5*, fiind mult mai uşor dec!t aerul" 3a o

temperatură de ==C, are o densitate de =,=E= gP3, unde aerul are 1,= gP3"


10/252

Io#opii /i0ro!enului:

/rezintă trei izotopi, care diferă prin numărul de masă şi prin masa

atomică:• 5-0Q;>(NO3 5, /rotiu2 115, conţine 1 proton şi

1 electron

• 0(O


11/252

8" 'ormarea unei perechi de electroni, rezult!nd cea mai simplă

moleculă diatomică nepolară"


12/252

Qeacţia cu o$izii metalelor şi nemetalelor:

5* reduce o$izii nemetalelor, o$izii metalelor, cu e$cepţia o$izilor

metalelor din blocul s:∆

Cu;s2 R 5*g2 →Cu s2 R 5*;g2∆

I;8s2 R 85*g2 →I s2 R 85*;g2);*g2 R 85*g2 →5*)g2 R *5*;g2

);*g2 R 85*g2 →)s2 R *5*;g2

*N;g2 R *5*g2 → N*g2 R *5*;g2Qeacţia cu o$igenul:

5idrogenul arde în aer sau ;*, cu formare de apă, reacţia fiind e$otermă:

∆*5*g2 R ;*g2 → *5*;g2

Qeacţia se desfăşoară cu iteză nesemnificatiă, în condiţii obişnuite de

temperatură şi presiune, chiar şi la A===C şi în prezenţa unui catalizator

reacţia este e$trem de lentă" 0acă, însă, procesul este iniţiat la temperaturi

mai mari de F===C sau prin sc!nteie sau flacără, combinarea are loc

e$plozi"

Qeacţia cu alte nemetale:

5idrogenul se combină direct cu halogenii:

5*g2 R '*g2 → *5'g2

h ν5*g2 R Cl*g2 → *5Clg2

5*g2 R Sr *l2 → *5Srg2

5*g2 R -*s2 ⇔ *5-g2

1*


13/252

Qeacţia cu '* este rapidă, puternic e$otermă şi de aceea este utilizată

pentru propulsia rachetelor" Qeacţia Cl* este e$ploziă şi este iniţiată prin

e$punerea amestecului la lumină"Qeacţia cu azotul conduce la formare de amoniac, are loc la

temperatură şi presiune ridicate şi necesită prezenţa unui catalizator:

'e N*g2 R 85*g2 → *N58g2

==%F===C, *== atm

Qeacţia cu sulful este mai puţin e$otermă dec!t cea cu ;*, 5*

reacţionează cu aporii de sulf la temperatură ridicată, cu formare desulfură de hidrogen:

∆

5*g2 R )s2 → 5*)g2

Qeacţia cu metale actie:

5* se combină direct cu metale din blocul s, form!nd hiduri ionice

saline2:

D*=C*3is2 R 5*g2 → *3i5s2

Sas2 R 5*g2 → Sa5*s2

5idrogenarea: este reacţia de adiţie a hidrogenului atomic sau

molecular la compuşi nesaturaţi" &ceste reacţii necesită catalizatori,

temperaturi ridicate şi se desfăşoară de obicei sub presiune M1*"

&.2.Ob-inere

a2" Qeacţia dintre un metal moderat acti şi un acid:

.ns2 R *5ClaV2 → .nCl*aV2 R 5*g2

#gs2 R *5ClaV2 → #gCl*aV2 R 5*g2

'es2 R 5*);AaV2 → 'e);AaV2 R 5*g2

18


14/252

b2" Qeacţia dintre un metal şi apă sau o bază:

*Nas2 R *5*;l2 → *Na;5aV2 R 5*g2

8'es2 R A5*; → 'e8;As2 R A5*g2*&ls2 R *@;5aV2 R F5*;l2 → *@M&l;52AaV2 R 85*g2

c2" Qeacţia unei hidruri metalice cu apa:

Ca5*s2 R *5*;l2 → Ca;52*aV2 R *5*g2

5idrogenul se obţine în cantităţi mari prin metode industriale:

% Conersia catalitică cu apori de apă a hidrocarburilor

În prima etapă metanul reacţionează cu aporii de apă la temperatură

ridicată:

Ni, E*D=C, L%=atm

C5Ag2 R 5*;g2 → 85*g2 R C;g2

În a doua etapă C; este conertit la C;*:

C;g2 R 5*;g2 → 5*g2 R C;*g2

C;* format se îndepărtează prin barbotare în apă la presiune scăzută, prin barbotare într%o soluţie de hidro$id alcalin sau prin trecere peste Ca;:

Ca;s2 R C;*g2 → CaC;8s2

Cantitatea de 5* obţinută este mai mare dacă conersia catalitică are loc

în prezenţa ;*:

'e sau /t, 11===C

1*C5Ag2 R 5*;g2 R ;*g2 → *E5*g2 R EC;g2 R 8C;*g2% ; altă metodă industrială de obţinere a 5* este trecerea aporilor

de apă peste cocs, la temperaturi ridicate:

1*==C

Cs2 R 5*;g2 → C;g2 R 5*g2Cocs gaz de apă

'e, Cu, FD8@ C;g2 R 5*;g2 → C;*g2 R 5*g2

1A


15/252

% 5idrogenul se poate obţine prin cracarea hidrocarburilor, în

absenţa ;*:

'e sau /t, A===CC5Ag2 → Cs2 R *5*g2

% 5idrogenul de puritate înaltă, ca şi o$igenul foarte pur, se obţin

prin electroliza apei:

(nergie electrică

*5*;l2 → *5*g2 R ;*g2 Na;5 sau 5*);A

0atorită consumului mare de curent electric, procedeul este prea costisitor

pentru a fi aplicat pe scară largă M1"

&.3.Compu4ii /i0ro!enului

(lementele reprezentatie formează două tipuri de hidruri: ionice şi

coalente"

% 5idrurile ionice: sunt formate din grupele -& şi --& cu e$cepţia

beriliului2"

0e e$emplu: 3i5, Na5, @5, #g5*, Ca5*, sunt compuşi e$trem de

reactii, c!nd sunt încălziţi se descompun form!nd metalul şi 5*:

*Na5s2 → *Nas2 R 5*g2

Cu apa reacţionează instantaneu:

Na5s2 R 5*;l2 → Na;5aV2 R 5*g20e remarcat că hidrurile ionice sunt baze puternice"

% 5idrurile coalente sau moleculare: sunt formate cu nemetale sau

semimetale"

În contrast cu hidrurile ionice, multe din hidrurile moleculare sunt

gaze la temperatura camerei, unele dintre hidrurile moleculare sunt

destul de stabile, at!t termic, c!t şi chimic"

1


16/252

5idrurile elementelor din grupa ---& şi hidrura de beriliu sunt

combinaţii deficitare în electroni, de aceea sunt dimerizate sau

polimerizate" )unt baze ca şi hidrurile ionice, a!nd un caracter puternicreducător" Cu hidrurile ionice formează hidruri comple$e, cum sunt

NaMS5A şi 3iM&l5A, utilizate ca agenţi reducători în chimia organică"

5idrurile elementelor din grupele -6&%6--& sunt compuşi

moleculari simpli, se comportă ca acizi sau baze, în funcţie de poziţia

elementului central al hidrurii în sistemul periodic M*"

!ariaţia acidităţii hidrurilor binare covalenteCreşte aciditate

C5A N58 5*; 5'

/58 5*) 5Cl

5*)e 5Sr

5*


17/252

2.R*PA A 5III6A A SISTEM*+*I PERIO'IC

GAZELE RARE

>rupa gazelor nobile este formată din: heliu 5e2, neon Ne2,

argon &r2, Kripton @r2, $enon ?e2 şi radon Qn2" C!tea proprietăţi ale

acestor elemente sunt prezentate în tabelul 1" "rincipalele proprietăţi ale gazelor nobile #abelul $.

Caracteristici 5eliuHe

Neone

&rgonAr

@ripton7r

?enon8e

QadonRn

. * 1= 1L 8F A LFConfiguraţiaelectronică

1s* *s**pF 8s*8pF As*ApF s*pF Fs*FpF

#asa

atomică

A,==*F *=,1L8 8E,EAL L8,L 181,8= ***2

0ensitategP3

=,1DL =,LEE 1,DLF 8,D8F ,LE1 E,EF

p"t" =C %*F* %*AL,F %1LE,A %1F,F %111, %D1)olubilitateaîn apă molP3

18,L 1A,D 8D,E D8 11=,E %

Qazaatomică &=

1,*L 1,F 1,E* 1,EL *,1L %

Căldură de

aporizare@calPmol

=,=* =,AA 1, *,81 8,*D A,8

/otenţial deionizare e6

*A,L *1,F 1,DF 1A,== 1*,*8 1=,D

1D


18/252

2.1.S#are na#ural,9 preparare

Ne, &r, @r, ?e au fost descoperite în secolul ?-?%lea în aerul

atmosferic de către Qayleigh, heliul a fost descoperit în cromosferasoarelui, iar radonul în emanaţia gazoasă a radiului"

)e găsesc în stare liberă în aerul atmosferic, în proporţie de

apro$imati 1J, de unde şi denumirea lor de gaze aerogene"

(le se obţin ca produse secundare prin distilarea fracţionată a

aerului lichid" 5eliu se prepară industrial din unele gaze naturale, unde se

găseşte în proporţie de 1%D,J 5e, prin fracţionare la temperatură 4oasăM1"

2.&.Proprie#,-i "iie

>azele rare sunt incolore, inodore, stabile, e$cept!nd radonul, care

este radioacti" 0ensitatea, punctul de topire şi punctul de fierbere cresc

cu ." )e lichefiază şi se solidifică greu, proprietate pe care se bazeazăfolosirea lor ca materiale criogene, înlocuind astfel hidrogenul lichid în

toate domeniile care reclamă capacităţi calorice ridicate şi condiţii de

securitate la temperaturi de B*8=C"

Cristalizează în sistem cubic, cu e$cepţia 5e he$agonal2, form!nd

reţele moleculare în care atomii sunt atraşi prin forţe an der Iaals, slabe"

)olubilitatea lor în apă este relati însemnată şi creşte de la 5e la Qn9 însolenţi organici aceste gaze sunt mai solubile M8"

2.2.Proprie#,-i /imie

/!nă nu de mult se credea că gazele rare nu pot forma combinaţii

chimice, de unde şi denumirea de inerte, din cauza configuraţiei lor

electronice stabile de octet sau dublet" )ingurii compuşi cunoscuţi ai lor

1L


19/252

erau hidraţii sau deuteraţii de tipul: ("F5*;, respecti ("F0*; ( &r,

@r, ?e2, unii compuşi de adiţie cu fenolul sau de includere de tipul

clatraţilor"

'luorurile şi o$ifluorurile $enonului:

)ub influenţa temperaturii A===C2, a descărcărilor electrice sau a

radiaţiilor, $enonul reacţionează cu fluorul şi formează fluoruri de tipul?e'n n*,A,F2"

R'* R'* R'*?e W ?e'*W ?e'A W ?e'F

)unt substanţe solide, incolore, solubile în 5' fără reacţie

chimică, e$cept!nd ?e'F:

?e'F R 5' X ?e'R R 5'*%

&u caracter coalent şi se folosesc ca agenţi selectii de fluorurare pentru

olefine"

În soluţie apoasă fluorurile hidrolizează şi formează:

*?e'* R *5*; W *?e R ;* R A5'

F?e'A R 1*5*; W A?e R 8;* R *?e;8 R *A5'

?e'F R 5*; ?e;'A R *5'

?e;'A R R *5*; ?e;8 R A5'

În soluţie alcalină, ?e'F suferă următoarea reacţie de dismutaţie:

*?e'F R 1FNa;5 W NaA?e;F R ?e R ;* R1*Na' R L5*;

'luorurile $enonului ?e'n sunt agenţi puternici de fluorurare:

?e'A R *5g W ?e R *5g'*

?e'A R AN;* W ?e R AN;*'

1E


20/252


21/252

şi manifestă o acţiune o$idantă M"

Compu4ii rip#onului0ifluorura de Kripton @r'* se obţine prin iradierea sau e$punerea

la descărcări electrice a unui amestec de fluor, Kripton şi argon" /rin

hidroliză formează @r, 5' şi ;*"


22/252

3.R*PA A 5II6A A SISTEM*+*I PERIO'IC

HALOGENI

'luorul, clorul, bromul, iodul şi astatinul, elemente aşezate în grupa 6--%a

principală a sistemului periodic, formează o familie naturală de elemente,

care poartă denumirea de halogeni" /rincipalele proprietăţi ale

haloegenilor sunt prezentate în tabelul *"

"roprietăţile halogenilor #abelul %.

/roprietăţi 'luorulF Clor Cl Srom


23/252

/otenţial deionizare e6

1D, 1*,EF 11,L 1=,AA E,

Qăsp!ndire în

scoarţa terestră înatomi J

=,=* =,1E F"1=%A A"1=%F

3.1.S#are na#ural,

În natură, nu se găsesc în stare liberă din cauza reactiităţii mari a

moleculelor lor ?*, ci numai sub forma ionilor ?%, sau ?%, ?;8% pentru iod,

în concentraţii care scad cu creşterea lui ."

'luorul se înt!lneşte sub formă de fluorină Ca'*, criolită Na8M&l'F

şi apatită" 0inţii, oasele şi unghiile sunt cele mai bogate în fluor"

Clorul se găseşte sub formă de cloruri, în apa de mare în proporţie

de *J alături de ionii de NaR, #g*R şi @ R" #inele de sare, mult răsp!ndite

în ţara noastră s%au format în decursul erelor geologice prin eaporarea

apelor de mare" )e mai înt!lneşte sub formă de carnalit @Cl"#gCl*"F5*;

sau sub formă de silinit @Cl" NaCl"

Sromul se găseşte sub formă de bromuri în apa de mare, în apelede sondă din regiunile petrolifere sau în zăcămintele de brom%carnalită

#gSr *"@Sr "F5*;"

-odul se întălneşte în apa mărilor, în concentraţie de *, mgP3, de

unde este e$tras de algele marine a căror cenuşă conţine =,*%=, gJ iod

sub formă de ioduri şi în apele de spălare ale salpetrului de Chile, cu un

conţinut de %1* iodP3, sub formă de iodat şi iodură de sodiu"&statinul este un element care apare în filiaţiunea radioactiă din

seria neptunului M1*,8"

3.&.Preparare

5alogenii se prepară prin o$idarea chimică sau electrochimică a

hidracizilor sau halogenurilor conform reacţiilor:

*8


24/252

*?% %*e% W ?* sau A5? R ;* W *?* R *5*;

Qeacţia este totală în cazul acidului bromhidric şi iodhidric, reersibilă în

cazul acidului clorhidric şi nu are loc în cazul acidului fluorohidric"'luorul: a!nd caracter electronegati, deci o$idant, nu poate fi

o$idat pe cale chimică, ci numai pe cale electrochimică" )e prepară

industrial prin electroliza topiturilor compuse din @' şi 5', la temperaturi

diferite, în funcţie de compoziţia şi proprietăţile fizice ale electrolitului"

Clorul, bromul, iodul poate fi o$idat chimic din hidracizii sau

halogenurile respectie, în mediu acid sulfuric diluat" Cu c!t . este maimic, cu at!t o$idantul trebuie să fie mai puternic:

*@#n;A R 1=Na? R L5*);A @ *);A R Na*);A R *#n);A R Cl* R

L5*;

@ *Cr *;D R L5? *Cr?8 R *@? R D5*; R 8?*

Na? R Na?;8 R 85*);A 8Na*);A R 85*; R 8?*

-ndustrial, clorul se obţine prin două metode:% o$idarea acidului clorhidric, cu a4utorul o$igenului din aer:

A==%F== CA5Cl R ;* X *Cl* R *5*;

CuCl*

% electroliza NaCl, @Cl sau #gCl* în soluţie apoasă, sau în topitură:

NaCl R 5*; R energie W Cl* R Na;5 R 5*

-ndustrial, bromul se prepară din apele de sondă, apa lacurilor sărate care conţin bromuri în soluţie sau apa de mare prin, clorurarea

acestora" 0in soluţiile apoase, bromul se separă fie prin distilare cu

a4utorul aburului, fie prin suflare cu aer într%un turn de absorbţie"

-ndustrial, iodul se prepară din apele de spălare ale salpetrului de

Chile, din apele de sondă sau din alge marine" În cazul folosirii );* ca

reducător, are loc următoarea reacţie:

*A


25/252

*Na-;8 R );* R A5*; Na*);A R A5*);A R -*

0in apele de sondă e$tragerea iodului se face prin:

% o$idarea -%

din soluţii la iod cu a4utorul clorului şi e$tragerea prinsuflare cu aer9

% o$idarea -% din soluţie la iod cu a4utorul unui e$ces de azotat de

sodiu, în mediu acid sulfuric, urmată de absorbţia lui cu un

absorbant solid9

% e$tragerea iodului cu solenţi nemiscibili cu apa petrol29

% precipitarea iodului sub formă de ioduri greu solubile Cu*-*, &g-2"

3.2.Proprie#,-i "iie. S#area 0e a!re!are

'luorul şi clorul sunt gaze, bromul este un lichid, iar iodul şi

astatinul sunt solide"

În stare gazoasă, halogenii sunt constituiţi din molecule biatomice

?* de natură coalentă a căror stabilitate termică scade de la clor la iod"În stare solidă, halogenii formează reţele moleculare în care

moleculele sunt unite între ele prin forţe an der Iaals9 atracţia între

moleculele ?* este slabă şi intensitatea lor creşte cu ."

Culoarea se intensifică cu creşterea lui .9 fluorul este aproape

incolor, clorul galben%erzui, bromul roşu%brun, iar iodul este iolet%

negru, cu refle$e metalice"#irosul halogenilor este puternic, iritant, atacă căile respiratorii,

mucoasele şi chiar epiderma, acţiune care scade de la fluor la iod"

0ensitatea, punctul de fierbere, punctul de topire, olumul şi raza

atomică cresc de la fluor la iod"

*


26/252

)olubilitatea în apă a halogenilor este mică şi scade cu creşterea

lui ." 0in soluţii apoase s%au izolat, în cazul clorului şi bromului, hidraţi

de tipul ?*"

F5*;"Sromul şi iodul se dizolă în solenţi organici9 soluţiile iodului în solenţi

organici o$igenaţi sunt colorate în brun datorită unor reacţii de solatare,

în care moleculele solentului acţionează ca donori a unei perechi de

electroni, în timp ce în solenţi organici neo$igenaţi, incapabili să

acţioneze ca donori de perechi de electroni, sunt colorate în iolet, ca şi

aporii" Sromul şi iodul se dizolă uşor şi în soluţii apoase concentrate de bromuri sau ioduri alcaline, d!nd soluţii brune datorită ionului ?8%"

-odul formează cu amidonul, la rece, un compus de incluziune

clatrat2 de tip canal, colorat în albastru, datorită interacţiunii moleculelor

-* cu atomii de hidrogen şi amidon" 3a încălzire la D=%L==C2 culoarea

dispare şi reapare la rece M1,F"

3.3.Proprie#,-i /imie

5alogenii au în ultimul start electronic D electroni de alenţă, iar

în penultimul strat L sau 1L electroni" Configuraţia lor electronică este:

)traturi interioare R ns*np

&!nd D electroni de alenţă, halogenii îşi pot completa octetul fie

prin ionizare, fie prin formare de legături coalente"/rin ionizare:

-onizare acestor elemente se face în general după schema:

?* R *e% W *?%

energia de ionizare scăz!nd de la fluor la iod"

Complet!ndu%şi octetul prin c!ştigarea unui electron, halogenii

manifestă în reacţii chimice caracter o$idant, care scade cu creşterea lui ."

*F


27/252

Ca o consecinţă a scăderii afinităţii faţă de electroni cu creşterea lui . de

la A,=* la clor la 8,AA la iod2 fiecare halogen, deplasează o$idează2 din

combinaţii halogenii cu . mai mare, aşezaţi sub el în sistemul periodic şieste deplasat o$idat2 de halogenii cu . mai mic, aşezat deasupra lui"

-onul ?% format are configuraţie de octet, este foarte stabil, incolor şi

diamagnetic"

Qeacţion!nd conform schemei date, halogenii au o alenţă

negatiă, constant monoalentă, pe care şi%o manifestă faţă de metalele cu

caracter electropoziti puternic sau mi4lociu" 'luorul, elementul cel maielectronegati, formează compuşi ionici chiar cu metalele mai slab

electropozitie cum ar fi &l, )n, Si"

'ormarea de legături coalente

În stare normală, atomii acestor elemente a!nd numai un electron

celibatar, or forma, conform regulei coalenţei a lui )idTicK, L%D12, o

singură coalenţă normală" Compuşii binari astfel rezultaţi de tipul (?n,au caracter coalent c!nd ( este un nemetal sau un caracter polar, unde (%

5 sau un element slab electropoziti" /rin actiarea atomilor, aceste

elemente cu e$cepţia fluorului, pot forma compuşi tri, penta şi

heptacoalenţi, înt!lniţi de e$emplu la compuşii halogenilor între ei,

datorită unor tranziţii electronice pWd sau sWd"

5alogenii reacţionează cu nemetale, hidrogen, metale şi substanţecompuse, se formează compuşi e$otermi, cu e$cepţia compuşilor

fluorului cu gazele rare şi cu o$igenul, ai clorului cu o$igenul şi azotul, ai

bromului cu o$igenul, azotul şi carbonul şi ai iodului cu azotul, carbonul,

sulful şi seleniul, care sunt de natură endotermă"

Cu neme#ale formează compuşi coalenţi nepolari sau polari cu

at!t mai uşor cu c!t diferenţă de electronegatiitate este mai mare" &stfel

*D


28/252

fluorul se combină cu ceilalţi halogeni şi formează compuşi coalenţi de

tipul ?', ?'8 ?Cl,Sr2, ?' ?Sr, -2, ?'D ?-29 clorul formează cu

bromul ClSr, iar cu iodul -Cl şi -Cl8"Cu nemetalele din grupa a 6-%a sulful, seleniul şi telurul, fluorul

formează prin sinteză directă compuşi de tipul ('A şi ('F, în timp ce

clorul şi bromul dau numai compuşi de tipul (*?* şi (?A"

Cu o$igenul nu se combină direct, ci numai pe cale indirectă, şi

formează compuşi endotermi, nestabili, în care halogenii funcţionează cu

numere de o$idare diferite de la R1 la RD, cu e$cepţia fluorului" &finitateahalogenilor faţă de o$igen creşte de la fluor la iod"

Cu nemetalele din grupa a 6%a /, &s, )b şi Si halogenii formează

compuşi de tipul (?8 sau (?, în ultimul caz ?', Cl, Sr"

Cu nemetalele din grupa -6%a C, )i2 se combină direct numai

fluorul şi formează compuşi de tipul ('A9 siliciul reacţionează la ===C şi

cu clorul şi bromul şi formează compuşi de acelaşi tip"Cu /i0ro!enul9 aceste elemente formează hidracizii respectii de

tip 5?, acizi tari, cu e$cepţia 5'" &finitatea halogenilor faţă de hidrogen

scade cu creşterea lui ."

Cu !aele rare , ?e, @r reacţionează numai fluorul"

Cu nemetalele, halogenii formează halogenurile respectie cu at!t

mai uşor cu c!t . este mai mic, iar metalele au un caracter electropozitimai accentuat" &g, Cu, /b, &l, Si etc" sunt prote4aţi de halogenurile care

se formează, care opresc atacul pe mai departe al metalului" /erfect uscat,

clorul nu reacţionează cu metalele, fapt care permite păstrarea şi

transportul său în bombe metalice"

Cu $ub$#an-e ompu$e

a) u apa formează:

*L


29/252

'* R 5*; *5' R 1P*;*

?* R 5*; X 5? R 5?; sau

5? R 1P*;* pentru restul halogenilor"'*, Cl* şi Sr * pun în libertate o$igenul din apă, dar în cazul iodului

situaţia este inersă" &cest fapt e$plică îngălbenirea în timp a soluţiilor de

ioduri sau acid iodhidric în apă, datorită o$idării lor la iod de către

o$igenul din apă" Cu toate acestea, în prezenţa unui reducător, iodul în

soluţie apoasă este un o$idant, deorece 5-; este nestabil şi reducătorul

foloseşte întreaga cantitate de iod:-* R 5*; R );8*% W );A*% R *5R R *-%

Qeacţia clorului cu apa e$plică folosirea clorului ca decolorant şi

dezinfectant, precum şi acţiunea lui puternic corosiă în prezenţa

umidităţii"

b) u /i0ro=iii alalini reacţionează în acelaşi mod şi

formează, în soluţii diluate şi la rece, următorii produşi dereacţie:

*'* R ANa;5 W ANa' R *5*; R;*

?* R *Na;5 W Na? R Na?; R 5*;

pentru restul halogenilor" În soluţii concentrate, la cald, se formează:

8?* R FNa;5 Na? R Na?;8 R85*;

cloraţi, bromaţi sau iodaţi" Qeacţia inersă care are loc în mediu acid estefolosită în laborator pentru prepararea clorului, bromului şi iodului"

) u /i0ruri me#alie ca amoniacul, hidrazina, hidrogenul

fosforat, hidrogenul sulfurat, hidrogenul seleniat şi hidrogenul

telurat au loc reacţii de o$idare şi se formează:

AN58 R 8?* W 8N5A? RN?8

N5*%N5* R*?* W A5? R N*

*E


30/252

5*) R ?* W *5? R )

0) u o=iii me#alii. 'luorul şi clorul, la temperaturi diferite,

reacţionează form!nd halogenurile respectie şi eliber!ndo$igen:

Ca; R Cl* X CaCl* R 1P*;*

În prezenţa unui reducător, care fi$ează o$igenul, reacţia deine totală şi

este folosită practic pentru prepararea fluorurilor sau clorurilor anhidre ca

&lCl8, CrCl8, plec!nd de la o$izi:

&l*;8 R 8C R 8Cl* W *&lCl8 R 8C;e) /alo!enii o=i0ea, a#># a#ionii9 ># 4i anionii u numere 0e

o=i0are in"erioare9 la numere de o$idare superioare"

0e e$emplu:

*'e?* R ?* W *'e?8

5*);8 R ?* R 5*; W 5*);A R *5?

Na*));8 R A?* R5*; W Na*);A R 5*);A R L5?În cazul iodului, o$idarea )*% din tiosulfatul de sodiu se face numai la

)*2*%, în tetrationat de sodiu9 ea este cantitatiă şi stă la baza iodometriei,

metodă de analiză olumetrică, frecent folosită în chimia analitică:

*Na*));8 R -* W Na*)A;F R *Na-

") u ompu4i ne$a#ura-i formează compuşi de adiţie,

satur!ndu%i:);* R ?* W );*?*

C; R ?* W C;?* ?',Cl,Sr2

Cn5*n R ?* W Cn5*n?*

*N; R '* W *N;'

*N;* R '* W *N;*'

8=


31/252

!) u /i0roarburi $a#ura#e formează, prin reacţii de substituţie,

compuşii corespunzători de la tipul Cn5*nR1? p!nă la Cn?*nR*:

R?* R?* R?*C5A R ?* W C58? W C5*?* W C5?8 W C?A

%5? %5? %5? %5?/) "ieare /alo!en $ub$#i#uie9 0in ompu4i pe ei are $e !,$e$

a4ea-i $ub el ?n $i$#emul perio0i, c!t şi alte elemente cu

electronegatiităţi inferioare, deorece caracterul o$idant scade

cu ." 0e e$emplu:

RSr * RCl* R'*

#e-* W #eSr * W #eCl* W#e'* %-* %Sr * %Cl*

RCl* R'*);Sr * → SOCl2 → SOF2

-Br2 -Cl2

În mod invers, un halogen reduce compuşii oxigenaţi ai

halogenilor mai electronegativi dec!t el, pun!nd în liberate

halogenul respectiv:

-* R *Cl;8% Cl* R *-;8%

'luorul substituie hidrogenul din acizi, iar fluorul şi clorul gruparea ;5

din o$oacizi:

5N;8 R '* W 'N;8 R 5'

5Cl;A R '* W 'Cl;A R 5'

5*);A R ?* W 5);8? R 5? R 1P*;*

[email protected] proprie#,-ilor /imie ?n !rup,

Caracterul electronegati al halogenilor scade cu creşterea razei

atomice, de la fluor la iod, fapt doedit prin:

% scăderea afinităţii faţă de electron, de la fluor la iod9

% scăderea afinităţii faţă de hidrogen, de la fluor la iod9

% e$istenţa cationului -8R, -R şi -;R"

81


32/252

)căderea caracterului nemetalic este mai puţin accentuată la această grupă

comparati cu grupa a 6-%a" -ndicele de coordinare al acestor elemente nu

depăşeşte A pentru clor şi brom, în timp ce la iod poate fi chiar F, înacidul periodic 5-;F şi periodaţi"

0eşi proprietăţile fizice şi chimice ale halogenilor sunt foarte

apropiate, aceştia constituind o familie omogenă de elemente, totuşi

primul element9 fluorul şi ultimul element, astatinul, sau chiar iodul, au

unele proprietăţi specifice"

&stfel, la fluor, tendinţa de ionizare este foarte mare: &l'8, 5g'*,)n'A sunt compuşi ionici, în timp ce restul halogenurilor aceloraşi metale

au caracter coalent" Numai fluorul formează cu elementele din grupele 6,

6- şi 6--- fluoruri cu număr de o$idare ma$im" 3a unele elemente ca bor,

aluminiu, siliciu se înt!lnesc fluoro%complecşi ca MS'A%, M&l'F8%, M)i'F*%"

Oltimul element din grupă, astatinul &t, preparat pe cale

artificială, se aseamănă cu restul halogenilor prin unele proprietăţicommune, ca: solubilitatea în solenţi organici, prin insolubilitatea sării

de &g&t, prin compuşi o$igenaţi ca &g&t;8" /rezintă însă proprietăţi

specifice care%l apropie de metale, cum sunt: precipitare cu 5*) chiar în

soluţii puternic acide, deplasarea din soluţii sulfurice cu a4utorul zincului,

depunere la catod prin electroliză"

Chiar şi iodul prezintă anumite particularităţi" &stfel, pento$idulde iod este un compus slab e$oterm, iar acidul iodic se poate obţine prin

o$idarea iodului cu clor sau acid azotic" -odul se înt!lneşte şi sub formă

de ioni monoatomici sau poliatomici pozitii"

8*


33/252

;n#rebuin-,ri

'luorul se foloseşte în industria sticlei, a alcoolului, pentru

distrugerea bacteriilor nocie rezultate din fermentaţie, la turnareametalelor % pentru înlăturarea bio$idului de siliciu, pentru prepararea unor

deriaţi organici fluoraţi cu acţiune instecticidă, terapeutică, în industria

unor mase plastice


34/252

/ractic, prin sinteză directă, se prepară numai acidul clorhidric" Qeacţia nu

se foloseşte la prepararea acidului fluorhidric, deorece este prea

ehementă, iar în cazul acidului bromhidric şi iodhidric aceasta estereersibilă" 'ormarea acidului clorhidric prin sinteza directă este o reacţie

fotochimică, înlănţuită"

*" &cţiunea acizilor neolatili şi neo$idanţi asupra sărurilor

respectie

0eşi acizi tari, dar olatili, hidracizii sunt deplasaţi din halogenuri de acizimai slabi, dar neolatili şi fără caracter o$idant ca 5*);A, 58/;A"

#etoda se foloseşte practic pentru prepararea acidului fluorhidric,

plec!nd de la fluorura de calciu iar în cazul acidului clorhidric de la

clorura de sodiu:

NaCl R 5*);A Na5);A R NaCl

NaCl R Na5);A Na*);A R 5Cl3a prepararea în laborator a acidului bromhidric şi iodhidric,

metoda poate fi folosită numai dacă se întrebuinţează acid sulfuric diluat

sau acid fosforic:

*Na- R *5*);A -* R Na*);A R );* R *5*;

8" 5idroliza halogenurilor fosforului

#etoda se foloseşte practic la prepararea acidului bromhidric şi iodhidric,conform ecuaţiei:

/?8 R 85;5 58/;8 R 85? unde ?Sr, -

A" &cţiunea halogenilor asupra unor hidrocarburi

&cidul bromhidric se poate obţine şi prin acţiunea bromului, în prezenţa

de bromură de fier ---2, drept catalizator, asupra naftalinei sau

benzenului:

8A


35/252

C1=5L R Sr * W C1=5DSr R 5Sr

" În laborator se obţin uşor soluţii apoase de acid bromhidric sau

iodhidric, barbot!nd un curent de hidrogen sulfurat în apă de brom sauiod:

5*) R ?* *5? R ) unde ?Sr, -"

3..&.Proprie#,-i "iie

&nhidrii, hidracizii sunt gaze incolore, cu miros înţepător,

lichefiabili prin răcire"0ensitatea în stare gazoasă este superioară aerului, e$cept!nd 5',

şi creşte de la 5' la 5-9 p"t" şi p"f" cresc de la 5Cl la 5-" 5' are un p"t şi

p"f" mult mai ridicate faţă de restul hidracizilor, deoarece moleculele sale

sunt asociate în toate stările de agregare"

)tabilitatea lor termică ariază în acelaşi sens, scade cu creşterea

temperaturii de la 5' la 5-" 5idracizii sunt uşor solubili în apă, densitateasoluţiilor apoase creşte de la 5' la 5-"

'ormarea hidraţilor, puţin olatili, care se condensează sub formă

de picături fine, e$plică proprietatea 5? de a fumega în aer" )oluţiile

apoase ale hidracizilor sunt complet ionizate din care cauză în astfel de

soluţii ei sunt acizi tari, e$cept!nd 5'" În prezenţă aerului şi a luminii,

soluţiile apoase de 5- se colorează în brun, deorece pun în liberate iod" Înmod asemănător se comportă şi cele de acid bromhidric, care se o$idează

mai greu ML,18"

3..2.Proprie#,-i /imie

1" 5idracizii anhidrii gazoşi sau lichizi

&cidul fluorhidric anhidru este deosebit de reacti şi reacţionează cu:

8


36/252

% metale puternic electropozitie sau cu caracter electropoziti

mediu formează fluorurile respectie, în care metalul are număr

de o$idare minim" Cu, /b, Ni sunt puţin atacaţi, iar /t, au, &g nusunt atacaţi"

% cu o$izii şi hidro$izii metalici formează, la rece sau la cald,

fluorurile respectie şi apă9

% cu )i;* şi S*;8 formează )i'A şi S'8, care în prezenţa unui e$ces

de 5', trece în acidul he$afluorsilicic 5*M)i'F sau

tertrafluoroboric 5MS'A, acizi tari"% cu halogenuri metalice formează:

#e? R 5' W #e' R5?

5idracizii anhidrii formează hidraţi, amoniacaţi şi hidrofluoruri" (ste un

deshidratant puternic"

Ceilalţi hidracizi, în stare anhidră, nu atacă metalele, o$izii metalici şi

hidro$izii la rece, ci numai la cald"*" 5idracizii în soluţie apoasă

În soluţie apoasă, hidracizii sunt acizi tari, total disociaţi e$cept!nd 5',

acid de tărie mi4locie şi au caracter reducător:

5? R 5*; W 58;R R ?% ?% Cl%, Sr %, -%2"

În cazul 5' au loc următoarele reacţii de echilibru:

5' R 5*

; X 58

;

R

R '

%

'% R 5' X 5'*%

0in această cauză, el este în acelaşi timp acid slab prima reacţie2 şi acid

tare a doua reacţie2"

Cu acizii tari ei reacţionează:

8F


37/252

% cu metale aşezate în st!nga hidrogenului în seria 6olta%SeKeto, la

rece sau la cald, formează halogenurile respectie cu număr de

o$idare inferior şi dega4ă hidrogen9% cu o$izii şi hidro$izii metalici formează săruri şi apă" Cu o$izii

superiori ca #n;*, /b;* şi Cr;8 formează halogenuri alături de

halogenul respectie:

#n;* R A5? #n?* R ?* R *5*;

% cu pero$izii formează 5*;*, iar cu N58 şi /58 halogenuri de

amoniu şi fosfoniu de tipul M(5A?9% deplasează din săruri acizii mai slabi, iar cu ionul &gR formează

&g? greu solubile, e$cept!nd &g'"

8" Caracterul reducător al hidracizilor se datoreşte ionului ?% care se

poate o$ida conform schemei:

*?% % *e% W ?*

şi creşte de la acid fluorhidric, care nu poate fi o$idat pe cale chimică, laacid iodhidric"

&nionul -% este un reducător mi4lociu poate fi o$idat de către

o$idanţi de tărie mi4locie N;*%, 'e8R2, în timp ce anionul Sr % şi mai ales Cl%

sunt reducători slabi şi sunt o$idaţi numai de o$idanţi puternici"MA,8D

;n#rebuin-,ri&cidul fluorhidric se întrebuinţează la graarea sticlei şi

dezagregarea silicaţilor, prepararea fluorurilor, a freonilor folosiţi în

frigotehnică, a unor insecticide şi medicamente, ca antiseptic în distilări

etc"

8D


38/252

&cidul clorhidric se întrebuinţează la prepararea unor cloruri, a

cărbunelui acti, cauciucului sintetic, a coloranţilor, maselor plastice, la

purificarea grăsimilor şi uleiurilor etc"&cidul bromhidric şi iodhidric au întrebuinţări reduse, în special

în laborator"

3.B.HA+OE*RI

Compuşii binari ai halogenilor cu alte elemente se numesc

halogenuri" (le sunt de tipul E8n şi pot fi clasificate în: halogenuri ionice,

coalente comple$e" 6aloarea lui n coincide practic la elementele din

grupe -%-6, e$cept!nd cuprul, argintul şi aurul, unele lantanide şi actinide"

Halo!enurile ionie sunt incolore, au greutate specifică mică,

puncte de topire şi fierbere ridicate, care scad de obicei de la fluoruri la

ioduri şi olatilitatea scăzută care creşte în acelaşi sens" Conduc curentul

electric în soluţie apoasă sau în topitură" Caracterul ionic al legăturii este

mai mare la fluoruri dec!t la cloruri" #etalele cu numere de o$idare

ariabile formează halogenuri ionice % la numere de o$idare inferioare

/bCl*2 şi coalente % la cele superioare /bClA2" 'luorurile şi o$izii au

structuri cristaline asemănătoare, în timp ce clorurile şi celelalte

halogenuri se aseamănă din acest punct de edere mai mult cu sulfurile"

5alogenurile de tipul #e? sau #e?* se prepară de obicei prin

acţiunea soluţiilor apoase ale hidracizilor respectii asupra o$izilor sau

carbonaţilor metalici" 5alogenurile de tipul #e?8, #e?A şi #e? se pot

obţine conform reacţiilor globale:

#e R ?* W #e?n

#e R 5? W #e?n R 5*

#e; R C R ?* W #e?n R C;

8L


39/252

#e; R CClA W #e?n R C; R C;Cl*

#e; R )*Cl* W #e?n R );*

)inteza directă se foloseşte în special la prepararea unor halogenuri olatile de obicei ioduri sau bromuri2 ai


40/252

În reţeaua cristalină a acestor halogenuri sunt prezenţi dimeri, aşa cum se

poate obsera în figura *:

&igura %. 'tructura *l %)l +

% halogenuri ale metalelor în stare de o$idare RA: e-A"

&cestea se caracterizează printr%o structură polimeră"

% halogenuri ale metalelor în stare de o$idare R: NbCl,


41/252

(*?A: S*'A B gaz, S*ClA B lichid, S*Sr A B lichid, S*-A B

solid9 C*'A B gaz, N*'A B gaz, /*ClA B lichid, /*-A B solid,

&s*-A B solid"% halogenuri de tip (?8: S'8 B gaz incolor, SCl8 B gaz

incolor, SSr 8 B lichid incolor, S-8 B solid incolor9 N?8,

/?8, &s?8, )b?8"

% halogenuri de tip (?A : C?A, )i?A, >e?A, )?A, )e?A,


42/252

C!nd atomul central al halogenurii moleculare are numărul de coordinare

satisfăcut, ca de e$emplu în CClA sau )'F, substanţa este nereactiă faţă de

apă sau faţă de ionii hidro$id ME"

3..Halo!enurile /alo!enilorD ompu4i in#er/alo!enii

Compuşii coalenţi, formaţi prin legarea a cel puţin doi atomi de

halogen diferiţi, sunt denumiţi combinaţii interhalogenice"

&ceste combinaţii se pot clasifica în patru tipuri:

% olecule neutre" &cestea sunt compuşi binari de tipul??n′, unde n este un număr impar, de e$emplu SrCl,

-Cl8, -'D, etc"


43/252

)ombinaţii interhalogenice #abelul /.

Cl' Sr' SrCl -' -Cl -Sr gaz incolor gaz roşu gaz roşu instabil lichid roşu solid brun

Cl'8 Sr'8 -'8 -Cl8gaz incolor lichid incolor solid galben solid galbenCl' Sr' -'gaz incolor lichid incolor lichid incolor -'D gaz incolor

*nionii poliiodură:

-onul iodură are o tendinţă pronunţată să interacţioneze cu una saumai multe molecule de -*, pentru ca să formeze anioni poliiodură -nm%"

/rimul ion de acest fel care a fost obţinut, -8%, este şi cel mai important" În

medii neapoase, stabilitatea acestor anioni este mult mărită"

În apă la *=C, este prezent echilibrul:

-% R -* ⇔ -8%

-onul -8% prezintă o structură lineară şi simetrică numai în soluţie, nu şi în

cristal, unde deine nesimetrică M8,L"

3..Halo!enuri $#ra#i"ia#e

0in punct de edere al naturii legăturii (%? se cunoaşte o clasă de

halogenuri care se situează între halogenurile ionice şi cele coalente şi

formează grupul halogenurilor stratificate" &ceste structuri stratificate se

realizează atunci c!nd ionii halogenură sunt încon4uraţi asimetric şi

anume, de o parte se află ionii de metal, iar de cealaltă parte ionii de

halogenură, de acelaşi tip"

Într%un astfel de cristal se formează straturi care sunt legate între

ele prin legături 6an de Iaals, realizate între halogeni" )e cunosc patru

tipuri de reţele structurale:

A8


44/252

1" )tructura CdCl* cu reprezentanţii: #gCl*, 'eCl*, CoCl*, #nCl*,

.nSr *9

*" )tructura Cd-* cu reprezentanţii: #gSr *, 'eSr *, CoSr *, NiSr *,#g-*, /b-*, #n-*, 'e-*, Co-*, .n-*9

8" )tructura CrCl8 cu reprezentanţii: -nCl8,


45/252

dar prezenţa unei sc!ntei produce o e$plozie iolentă a amestecului"

&mestecul ;'* cu Cl*, Sr * sau -* e$plodează la temperatura camerei"

&cest o$id reacţionează cu bazele:;'* R *;5% → ;* R *'% R 5*;

Qeacţionează greu cu apa, la temperatura obişnuită, dar e$plodează în

prezenţa aporilor de apă:

;'* R 5*; → ;* R *5'

(liberează alţi halogeni din acizii sau sărurile lor:

;'* R A5? → *?* R *5' R 5*;0ifluorura de dio$igen: &cest compus este solid, de culoare

galben%portocalie, obţinut prin descărcări electrice într%un amestec de ;*

şi '*, la presiuni de 1=%*= mm5g, temperaturi cuprinse între %1L8 şi

%1EF=C" )e descompune în ;* şi '* la %==C" (ste un agent puternic

o$idant şi fluorurant"

01izii clorului


46/252

*Cl* R *5g; → 5gCl* " 5*; R Cl*;

0io$idul de clor este un compus foarte reacti şi este pasibil de

e$plozie foarte iolentă"Cea mai bună metodă de obţinere este reducerea @Cl;8 cu acid

o$alic umed la E==C, deorece se eliberează C;*, care este utilizat la

diluarea Cl;*:

*@Cl;8 R *5*C*;A → @ *C*;A R *Cl;* R *C;* R *5*;

În industrie, Cl;* gazos se obţine prin reacţia e$otermă a

cloratului de sodiu în acid sulfuric A%A,# care conţine ioni clorură =,=%=,*#, cu dio$id de sulf:

*NaCl;8 R );* R 5*);A → *Cl;* R *Na5);A

0io$idul de clor este un gaz galben la temperatura camerei" 0eşi Cl;*

este o moleculă cu un electron impar, ea nu are o tendinţă marcată de

dimerizare, poate pentru că electronul este mult mai bine delocalizat dec!t

în alte molecule cu electron neîmperechiat, ca N;*" (ste solubil în apă"0io$idul de clor reacţionează cu soluţiile alcaline şi formează un amestec

de ioni clorit şi clorat:

*Cl;* R *;5% → Cl;*% R Cl;8% R 5*;

5e$ao$idul de clor, obţinut în urma reacţiei dintre Cl;* şi ;8, este

un ulei roşu instabil, care se solidifică la 8,=C, iar în stare solidă este

galben" 5e$ao$idul de diclor se descompune la ==C într%un amestec de

o$izi de clor"

5eptao$idul de diclor, este cel mai stabil o$id al clorului" &cesta

este un lichid incolor, obţinut prin deshidratarea acidului percloric cu

/*;, la %1==C, urmată de distilarea în id cu mare precauţie, ca să nu

e$plodeze"

În reacţia cu apa şi ;5% el generează ioni Cl;A%:

AF


47/252

Cl*;D R 85*; → *58;R R *Cl;A%

01izii bromului

Nici unul dintre o$izii bromului nu este stabil la temperaturaobişnuită şi nici unul nu are importanţă practică"

;$idul de dibrom este un lichid brun" )e poate obţine la

temperaturi 4oase, prin descompunerea Sr;* în id sau prin reacţia

aporilor de Sr * cu 5g;" ;$idul de dibrom este o$idant"

0io$idul de brom este un solid galben obţinut prin o$idarea Sr * în

C'8Cl la %DL=

C cu ozon"01izii iodului

Cel mai important dintre toţi o$izii iodului este pentao$idul de iod,

care se obţine prin reacţia:

*A==C

*5-;8 ⇔ -*; R 5*;

/entao$idul de iod este anhidrida acidului iodic şi reacţionează imediat cu

apa, reacţionează ca agent o$idant cu diferite substanţe ca 5*), 5Cl şi

C;, fiind considerat cel mai important reacti pentru identificarea C;"

-odul format poate fi ealuat cantitati prin procedee iodometrice

standard:

C; R -*; → -* R C;*

3.11.O8OACI%II HA+OEI+OR GI AIOII +OR

AD


48/252

Număr deo$idare al

halogenului

&cizii cunoscuţi /oate fiizolat


49/252

o$oacizilor" (i trebuie să aibă formula 5;Cl pentru acidul hipocloros,

respecti 5;Cl; pentru acidul cloros"

01oacidul fluorului, acidul hipofluoros

Compusul 5;', la temperatura camerei, este un gaz9 lichefiat are

culoarea galben%pal, iar solidificat este incolor" &re o reactiitate mare

faţă de apă şi are un timp de în4umătăţire pentru descompunerea spontană

în ;* şi 5' de 8= minute la *=C"

01oacizii clorului şi sărurile lor

0intre cei patru o$oacizi ai clorului a fost izolat numai acidul

percloric, dar se cunosc toate sărurile lor"

&cidul hipocloros 5;Cl se obţine prin acţiunea clorului asupra

apei:

Cl*g2 R 5*;l2 ⇔ 5R

R Cl%

R 5;ClaV2#ărirea concentraţiei acidului în soluţie se face prin adăugarea

o$idului de mercur --2:

Cl*g2 R 5*;l2 R *5g;s2⇔ 5gCl*"5g;s2 R*5;ClaV2

)oluţia apoasă de acid hipocloros are culoare galbenă" &cidul

hipocloros este un acid slab, el poate fi deplasat din sărurile sale chiar şi

de dio$idul de carbon"#agneziul reacţionează cu soluţia acidului hipocloros eliber!nd

hidrogen, aluminiul şi fierul formează în urma reacţiei un amestec de

hidrogen şi clor, iar cobaltul, nichelul şi cuprul eliberează un amestec de

clor şi o$igen" &cidul hipocloros o$idează /, &s, )b, ), )e la o$izii

respectii"

AE


50/252

)ărurile acidului hipocloros se numesc hipocloriţi" &u fost izolate

doar foarte puţine săruri şi anume cele de sodiu, potasiu, calciu stronţiu şi

bariu" 5ipocloriţii se obţin prin barbotarea unui curent de clor în soluţiiconcentrate de baze:

Cl*g2 R ;5%aV2 → Cl% R Cl;% R 5*;

)oluţia de hipoclorit de sodiu, se obţine la trecerea unui curent de

clor prin soluţia de carbonat de sodiu:

*Na*C;8 R Cl* R 5*; → NaCl R NaCl; R *Na5C;8

&cidul cloros este cunoscut numai în soluţie9 este o substanţăe$trem de instabilă" )e formează alături de acidul cloric la trecerea

dio$idului de clor în apă:

*Cl;*g2 R 5*;l2 → 5;Cl;aV2 R 5R R Cl;8%

0e asemenea, se obţine prin tratarea cloritului de bariu cu acid

sulfuric:

SaCl;*2* R 5*);A → *5;Cl; R Sa);A

)oluţia proaspătă de acid cloros este incoloră, dar după un timp se

descompune şi dio$idul de clor format colorează soluţia în galben"

&cidul cloros este un acid de tărie medie, care formează săruri

denumite cloriţi" )e cunosc cloriţii ionilor metalelor alcaline, alcalino%

păm!ntoase, ai Cu--2, &g-2, .n--2, 5g--2, /b--2, Co--2, Ni--2"

Cloriţii metalelor disproporţionează la încălzire, de e$emplu:

8NaCl;* → NaCl R *NaCl;8

&cidul cloros şi sărurile sale sunt agenţi o$idanţi, eliber!nd iodul

din iodura de potasiu:

NaCl;* R A@- R *5*; → NaCl R *-* R A@;5

=


51/252

&cidul cloric, 5;Cl;*: )e obţine prin tratarea cloratului de bariu

cu acid sulfuric concentrat:

SaCl;82*aV2 R 5*);Aconc2 → *5;Cl;*aV2 R Sa);As20acă soluţia de acid cloric este păstrată, după un timp acidul se

descompune conform ecuaţiei:

85;Cl;*→ 5;Cl;8 R *;* R Cl* R 5*;

&cidul cloric este un acid tare, sărurile sale numindu%se cloraţi"

Cloraţii se obţin în soluţie prin reacţia clorului cu hidro$izii concentraţi

fierbinţi, de e$emplu:8Cl*g2 R FNa;5aV2 → NaCl;8aV2 R NaClaV2 R 85*;l2

Cloraţii sunt în general, solubili în apă" (i se descompun la încălzire în

clorură şi perclorat:

A@Cl;8 → @Cl R 8@Cl;A

În prezenţa dio$idului de mangan, descompunerea are loc cu

formare de clorură şi o$igen:

*@Cl;8 → *@Cl R 8;*

Cloratul de potasiu formează un amestec e$plozi cu sulf, fosfor şi

cărbune"

&cidul percloric, 5;Cl;8 este un lichid incolor, higroscopic" )e

obţine prin tratarea percloratului de potasiu cu acid sulfuric concentrat, la

presiune 4oasă:

∆@Cl;As2 R 5*);Aconc2 → 5;Cl;8g2 R @5);As2

/resiune 4oasă

0acă acidul percloric este încălzit la presiune mică, e$plodează"

&cidul percloric este cel mai tare acid dintre toţi acizii izolaţi" (l

formează săruri numite percloraţi" /ercloraţii metalelor alcaline şi

1


52/252

alcalino%păm!ntoase sunt stabili la încălzire, numai percloratul de amoniu

se descompune cu e$plozie, dacă este încălzit peste *===C:

*N5ACl;A → N* R Cl* R *;* R A5*;/ercloraţii metalelor alcaline şi alcalino%păm!ntoase, care sunt

hidrataţi, sunt uşor solubili în apă, cei de 3iR, NaR, #g*R, )r *R, Sa*R2, pe

c!nd cei care nu sunt hidrataţi, sunt mai puţin solubili în apă, cei de @ R,

QbR, CsR şi amoniu2"

-onul perclorat nu este un agent o$idant, dec!t în prezenţa unor

reducători puternici ca ditionitul de sodiu, clorura de titan --2, clorura decrom --2"

01oacizi bromului

&cidul hipobromos, 5;Sr, se obţine numai în soluţie, în urma

reacţiei bromului cu apa:

Sr *l2 R 5*;l2 ⇔ 5R

R Sr %

R 5;SraV2în prezenţa o$idului de mercur"

/rocesul decurge cea mai greu dec!t cel corespunzător obţinerii

acidului hipocloros" În prezenţa unor suprafeţe zgrunţuroase, acidul

hipobromos se descompune în:

5;Sr → 5;Sr;* R *Sr * R *5*;

&cidul hipobromos este un acid slab, sărurile sale, hipobromiţii,sunt stabili şi disproporţionează greu în bromuri şi bromaţi" (ste un agent

o$idant puternic, dar mai slab dec!t acidul hipocloros"

&cidul bromic, 5;Sr;*, este cunoscut numai în soluţie" &cesta se

obţine fie prin reacţia bromatului de argint cu apa de brom:

&gSr;8 R 8Sr * R 85*; → F5;Sr;* R &gSr

fie din reacţia bromatului de bariu cu acid sulfuric diluat:

*


53/252

SaSr;82* R 5*);A → *5;Sr;* R Sa);A

0acă se concentrează prea mult soluţia de acid bromic, bromaţii

sunt compuşi stabili"&t!t acidul bromic, c!t şi sărurile sale, sunt agenţi o$idanţi

puternici şi se reduc la brom" Sromaţii metalelor alcaline se obţin prin

dizolarea bromului în soluţii fierbinţi de hidro$izi concentraţi:

8Sr * R F@;5 → @Sr;8 R @Sr R 85*;

0escompunerea bromaţilor depinde de natura metalului:

% bromaţii de @ R, 5gR, &gR dau bromură şi o$igen:*@Sr;8 → *@Sr R 8;*

% bromaţii de #g*R, .n*R, &l8R dau o$id de metal, brom şi

o$igen:

*#gSr;82* → *#g; R *Sr * R ;*

% bromaţii de /b*R şi Cu*R dau bromura metalului şi

o$idul său:

A/bSr;82* → */b; R */bSr * R *Sr * R 11;*

&cidul perbromic, 5;Sr;8" )%a doedit că acidul perbromic şi

perbromanii pot fi obţinuţi din bromaţi sub acţiunea o$idanţilor foarte

puternici:

NaSr;8aV2 R ?e'*aV2 R 5*;l2 → NaSr;AaV2 R *5'aV2 R ?eg2

Qeacţia de o$idare a bromatului se poate face şi cu fluor în soluţie

bazică:

NaSr;8aV2 R '*aV2 R*Na;5aV2 → NaSr;AaV2 R *Na'aV2 R 5*;l2

/erbromaţii pot fi folosiţi ca o$idanţi, dar iteza reacţiilor lor este mică"

8


54/252

01oacizii iodului

&cidul hipoiodos, 5;-" (ste cunoscut ca, în soluţii diluate şi se poate obţine dintr%o suspensie apoasă de iod şi o$id de mercur --2" &cidul

hipoiodos este un acid mult mai slab dec!t acidul hipocloros şi acidul

hipobromos"

&cidul hipoiodos disproporţionează rapid în acid iodic şi iodură:

5;- → 5-;8 R *-* R *5*;

5-; este un amfolit:-;% R 5R ⇔ 5-; ⇔ -R R ;5%

constanta de aciditate fiind de apro$imati 1= ori mai mare dec!t cea de

bazicitate"

&cidul iodic, 5;-;*, este un solid incolor obţinut prin dizolarea

pentao$idului de iod în cantitate minimă posibilă de apă fierbinte" )e mai

poate obţine prin o$idarea iodurilor cu acid azotic fumans sau cu alţiagenţi o$idanţi puternici"

&cidul iodic este foarte solubil în apă, în soluţie comport!ndu%se

ca un acid de tărie medie" (l formează săruri care se numesc iodaţi" -odaţii

metalelor alcaline şi alcalino%păm!ntoase se obţin prin acţiunea iodului

asupra hidro$izilor metalelor respectie:

8-* R F;5% → -;8% R -% R 85*;-odatul de potasiu se mai poate obţine şi prin reacţia iodului cu

clorat de potasiu în mediu uşor acid:

@Cl;8 R 8-* R 85*; → 8@-;8 R 85;-;* R *@Cl R 85Cl

&cidul iodic şi iodaţii sunt agenţi o$idanţi în soluţii apoase"

-odaţii se descompun la încălzire, iar modul lor de descompunere

depinde de electronegatiitatea metalului:

A


55/252

% iodaţii metalelor mai electropozitie şi de argint se

descompun în iodura metalului şi o$igen:

===C

*@-;8 → *@- R 8;*

% iodaţii metalelor mai puţin electropozitie se

descompun în o$id de metal şi iod:

*Sa-;82* → *Sa; R *-* R ;*

% iodatul de sodiu are proprietăţi intermediare, adică se

descompune în iod, iodură de sodiu şi o$id de sodiu:

LNa-;8 → *Na*; R ANa- R *-* R 11;*

% iodatul de amoniu se descompune la încălzire complet

în:

*N5A-;8 → N* R -* R ;* R A5*;

*cizii periodici

&cidul periodic sau metaperiodic, 5;-;8, ca şi acidul paraperiodic 5;2-; au fost izolaţi şi caracterizaţi" (ste un acid de tărie

medie şi se cunosc sărurile de sodiu şi argint"

&cidul paraperiodic se obţine prin acţiunea clorului sau bromului

asupra periodatului de argint" &cidul paraperiodic este delicescent şi

foarte solubil în apă, de obicei se comportă ca un acid dibazic slab" (ste

un agent o$idant foarte puternic" /araperiodaţii metalelor alcaline sunt şiei agenţi o$idanţi puternici MA,L,E"


56/252

@.R*PA A 5I6A A SISTEM*+*I PERIO'IC

CALCOGENI

;$igenul, sulful, seleniul, telurul şi poloniul, elemente aşezate îngrupa a 6- principală a sistemului periodic, formează o familie naturală de

elemente"

)aracteristicile calcogenilor #abel +.

Caracteristici ;$igenO

)ulf S

)eleniuSe


57/252

@.&.Proprie#,-i "iie

)unt substanţe solide, cristalizate sau amorfe, e$cept!nd o$igenul,

care este un gaz"Culoarea se intensifică cu creşterea lui ." ;$igenul este incolor,

sulful galben, seleniu gri%cenuşiu, iar telurul alb%albăstrui"

0ensitatea, punctul de topire, punctul de fierbere, olumul şi raza

atomică şi ionică cresc de la o$igen la telur"

Conductibilitatea termică şi electrică a acestor elemente este mică şi creşte

cu .")olubilitatea în apă a o$igenului este mică, restul calcogenilor

fiind insolubili în apă" )ulful se dizolă în solenţi organici: benzen,

sulfură de carbon, piridină"

#olecula acestor elemente este, la temperatura ordinară, biatomică

la o$igen şi poliatomică la restul elementelor şi de natură coalentă"

3a sulf, seleniu şi telur molecula este formată din L atomi, legaţiîntre ei prin coalenţe" În stare de apori, la temperaturi superioare

punctelor de fierbere, moleculele de sulf, seleniu, telur dein biatomice"

3a temperaturi scăzute, chiar la o$igen, sub formă lichidă sau solidă se

înt!lnesc molecule tetraatomice"

&lotropie: 3a aceste elemente se înt!lneşte fenomeul de alotropie" &stfel,

chiar o$igenul solid este trimorf şi prezintă două puncte de transformarereersibilă, la B**E=C şi la B*AE=C"

3a sulf în stare solidă se cunosc 8 forme cristaline: sulf Z, [ şi \"

0e asemenea, seleniul şi telurul prezintă mai multe ariaţii alotropice,

dintre care mai însemnate sunt: seleniul cenuşiu sau metalic şi seleniul

roşu sau telurul brun şi alb" )ulful, seleniul, telurul pot forma polimeri

homocatenari sau heterocatenari M1,*"

D


58/252

@.2.Proprie#,-i /imie

&u în ultimul strat F electroni de alenţă, iar în penultimul strat, *

sau L , cei din perioadele mici, sau 1L electroni, cele din perioadelemi4locii şi mari" &!nd F electroni de alenţă ele îşi pot completa octetul

fie prin ionizare, fie prin formare de legături coalente"

Prin ioniare. -onizarea acestor elemente este un proces

endoterm"


59/252

o$igenaţi sunt e$emple tipice de compuşi cu coalenţe normale şi

coordinatie"

Cu hidrogenul, aceste elemente formează hidruri coalente detipul (5*, substanţe gazoase, cu miros neplăcut, e$cept!nd apa, lichid

incolor, inodor şi insipid"

'aţă de o$igen, sulful, seleniul, telurul, poloniul funcţionează cu

numere de o$idare pozitie ariabile: R*, RA şi RF, form!nd compuşi de

tipul (;, (;* şi (;8" Compuşii în care aceste elemente au numărul de

o$idare RF sunt cei mai stabili la sulf, iar la seleniu şi telur, cei cu RA"Compuşii de tipul (;* şi (;8 sunt anhidride ale acizilor de tipul 5*(;8 şi

5*(;A M11,1"

@.3.5aria-ia proprie#,-ilor /imie ?n !rup,

Caracterul electronegati al acestor elemente este inferior

halogenilor şi scade cu creşterea razei atomice de la o$igen la telur"-ndicele de coordinare al acestor elemente creşte cu ." 3a o$igen

este de obicei *, la sulf şi seleniu este egal cu 8, A sau chiar F, iar la telur

F" /rimul element din grupă, o$igenul, ca şi ultimul element poloniul au

unele proprietăţi deosebite, specifice faţă de restul elementelor din grupă"

&stfel, o$igenul este gaz cu mare reactiitate chimică, funcţion!nd

constant cu o alenţă negatiă %*" Compusul hidrogenat al o$igenului 5*

;are caracter amfoter şi punctul de fierbere şi cel de topire anormal de

ridicate faţă de compuşii de acelaşi tip 5*( ai celorlalte elemente din

grupă"

/oloniul, ultimul element din grupă, este radioacti şi formează

alături de telur cationul /oAR"

E


60/252


61/252

% o$izii metalelor nobile şi seminobile se descompun

uşor la încălzire:

===C*5g; → *5g R ;*

% descompunerea piroluzitei:

8#n;* #n8;A R ;*

% descompunerea termică a pero$idului de bariu

*Sa; R ;* ⇔ *Sa;* ==%D===C

b" & sărurilor o$igenate &zotaţii şi cloraţii se descompun

termic, cu dega4are de o$igen:

*@N;8 → *@N;* R ;*

@Cl;8 → @Cl R 8/*;*

#n;*@Cl;A → @Cl R *;*

A" &cţiunea acizilor asupra pero$izilor sau pero$osărurilor"

/ero$izii, la tratare cu acizi pun în libertate apa o$igenată, care

se descompune uşor în apă şi o$igen:

Na*;* R 5*);A Na*);A R 5*;*

5*;* 5*; R1/*;*

" În laborator" În afară de descompunerea termică a o$izilor şi a

sărurilor o$igenate, o$igenul se prepară prin reducerea

permangantului de potasiu de către apa o$igenată, în mediu

acid sulfuric:

*@#n;A R 5*;* R 85*);A @ *);A R *#n);A R ;* R L5*;

F1


62/252

@.@.&.Proprie#,-i "iie

;$igenul este un gaz incolor, inodor şi fără gust, cea mai greudec!t aerul" (ste puţin solubil în apă, solubilitatea o$igenului în apă

permite e$istenţa ieţuitoarelor acatice"

&t!t în stare lichidă, c!t mai ales în stare solidă, moleculele de

o$igen sunt asociate două c!te două, form!nd molecule tetraatomice"

#olecula de o$igen este paramagnetică şi foarte stabilă M8"

@[email protected]#,-i /imie

&tomul de o$igen cu configuraţia electronică 1s**s**pA, îşi poate

completa octetul electronic, fie prin ionizare, fie prin formare de legături

coalente"

1" /rin ionizare"


63/252

;$igenul manifestă o tendinţă însemnată, la fel ca şi azotul, de a

forma legături de tip p%p ca în C;, C;*, N;, N*;, cetone etc"

Cu unele metale tranziţionale Cu, 'e, #n, 6, Co, formeazăcomplecşi labili"

În sistemele biologice, hemoglobina şi hemocianina, de e$emplu,

formează astfel de complecşi, cu rol de transportori de o$igen"

În reacţiile de o$idare, o$igenul molecular ;* reacţionează

conform reacţiilor:

;* R Ae%

→ *;*%

12;* R *e% → M;**% *2

;* R 1e% → M;*% 82

0upă schema 12 au loc, în general, arderile substanţelor9

schemele *2 şi 82 e$plică formarea pero$izilor şi supero$izilor"

;$igenul reacţionează cu nematel, metale şi substanţe compuse"

a2


64/252

sulfurile, sulfiţii, ditioniţii, azotiţii, o$izii sau ionii: Cr *R, Cu*R,

'e*R, 5g**R, 6*R, rupa - -- --- -6 6 6- 6--Config"

nieluluide alenţă

s1 s* s* p1 s* p* s* p8 s* pA s* p

'ormulagenerală

#R2*;*%

3i

Na@ QbCs

#*R;*%

Se#gCa)r Sa

#*;8

S&l>a-ne)n/b

#*;8#*;

N/&s)bSi

#;*#;8

%))e


65/252

şi deriă de la apă o$igenată prin înlocuirea atomilor de hidrogen cu

atomii metalici"


66/252

Cei mai mulţi o$izi metalici sunt destul stabili şi nu sunt afectaţi la

temperaturi înalte" 0intre puţinii o$izi care se descompun la încălzire,

d!nd o$igen, sunt cei formaţi de metalele mai puţin actie &g, &u, /t,5g, /d2:

*5g; → *5g R ;*

sau cei formaţi de metale în stări de o$idare superioare instabile, care trec

în o$izi cu în stări de o$idare inferioare, stabile:

*/b;* → */b; R ;*

;$izii amfoteri: &l*;8, Cr *;8, 'e*;8, .n; etc" sunt greu sauinsolubili în apă9 au caracter acid faţă de bazele tari şi caracter bazic faţă

de acizii tari:

.n; R *5R → .n*R R 5*;

.n; R *;5% R 5*; → M.n;52A*%

;$izii indiferenţi sunt o$izi ca: N*;, C; şi bio$izii ca: #n;*,

/b;*, fără proprietăţi acido%bazice faţă de apă, inerţi, care nu se dizolă în

acizi sau baze" Sio$izii au în general caracter o$idant şi o$idează

hidracizii la elementele respectie:

#n;* R A5Cl → #nCl* R *5*; R Cl*

/ero$izii" Conţin ionul ;**%, iar supero$izii ionul ;*% alături de ioni

ai metalelor puternic electropozitie9 reacţionează cu apa conform

reacţiilor:

;**% R 5*; → 5;*% R ;5%

*;*% R 5*; → ;* R 5;*% R ;5%

/ero$izi formează metalele alcaline, alcalino%păm!ntoase şi Cd, .n"

0upă natura legăturilor chimice, o$izii se împart în: ionici % cei

metalici, coalenţi simpli % cei ai C, N, ;, ), ', Cl, Sr, ?e sau coalenţi

FF


67/252

polimerizaţi % cei ai Si, )i, >e, )n, /, &s, )b, S, )e,


68/252

;*; R ( (*R;*% R ;*

• ;$idează la temperatura ordinară, mai ales în prezenţa

umidităţii, toate metalele, e$cept!nd aurul, iridiul, platina"• ;$idează hidrogenul sulfurat, sulfurile, sulfiţii, ditioniţii la

sulfaţi, azotaţii la azotaţi, bromurile şi iodurile la brom şi

iod, #n*R la #n;A% în prezenţa &gR etc"

*#nN;82* R ;8 R 85*; → *5#n;A R ;* R A5N;8

/b) R A;8 /b);A R A;*

*@- R ;8 R 5*; → -* R *@;5 R ;*

• ;$idează uşor apa la o$igen, amoniacul la acid azotos, care, cu

e$cesul de amoniac, formează azotit de amoniu:

*N58 R8;8 N5A N;* R 5*; R 8;*

• ;$idează, de asemenea, multe substanţe organice9 cu cele

nesaturate formează ozonide M8,L"

;n#rebuin-,ri

;zonul este folosit ca dezinfectant" )e utilizează la purificarea

aerului în spaţii închise, la purificarea apei potabile" ;zonul se foloseşte la

albirea fibrelor te$tile egetale şi artificiale, la decolorarea pastei de

h!rtie, de amidon, de zahăr"

@..S*+F*+

@..1.S#are na#ural,

În natură, sulful sau pucioasa se găseşte at!t sub formă liberă, în

regiunile ulcanice, c!t şi sub formă de combinaţii, în sulfuri şi sulfaţi"

FL


69/252

0intre sulfurile cele mai răsp!ndite şi e$ploatate sunt: pirita 'e)*,

calcopirita Cu'e)*, galena /b), blenda .n), iar dintre sulfaţi: gipsul

Ca);A "

*5*;, baritina Sa);A, anglezita /b);A etc"

@..&.Preparare 4i u#iliare

0in zăcăminte de sulf aflate la o ad!ncime de 1=%*== m, acesta

este adus la suprafaţă prin procedeul 'rasch"

Otilizarea ma4oră a sulfului este în obţinerea acidului sulfuric" (ste

de asemenea, folosit pentru obţinerea fungicidelor, insecticidelor, laulcanizarea cauciucurilor, în medicină"

@..2.Proprie#,-i "iie

)ulful se înt!lneşte în mai multe forme alotropice, între care mai

importante sunt sulful cristalizat la temperatura ordinară, sulful

monoclinic sau β şi sulful γ " )ulful rombic este sulful obişnuit, de culoaregalben%citrin, insolubil în apă, foarte puţin solubil în alcool şi eter şi sulful

amorf" )ulful cristalizat e$istă sub trei forme: sulful rombic sau α, formă

stabilă foarte solubil în C)*" )e topeşte la 11*,=C, transform!ndu%se într%

un lichid galben clar"

)ulful monoclinic se obţine sub formă de cristale aciculare, prismatice,

aproape incolore, prin răcirea înceată a sulfului rombic" (ste insolubil înapă şi se dizolă în sulfură de carbon" (ste stabil între E,F şi 11E,*=C%

punctul său de topire" )ub E,F=C trece cu timpul în sulf α, stabil p!nă la

E,F=C, numit punct sau temperatură de tranziţie a sulfului"

(ste interesant comportarea sulfului la încălzire peste p"t", c!nd

prezintă mai multe transformări de culoare şi !scozitate legate de

schimbări care se petrec în moleculele sale M8"

FE


70/252

@..3.Proprie#,-i /imie

3a temperatura obişnuită sulful este mai puţin reacti dec!t

o$igenul, dar la încălzire deine mult mai reacti, reacţion!nd cu aproapetoate elementele" 3a cald se combină cu hidrogenul şi formează sulfura de

hidrogen:

8===C) R 5* → 5*)

Qeacţionează cu halogenii:

∆

*) R Cl* → )*Cl*

şi de obicei formează produşi care conţin legătura sulf%sulf"

Încălzit puternic în aer, se aprinde şi arde cu flacără albastră,

transorm!ndu%se în dio$id şi apoi în trio$id:

) R ;* → );*

*);* R ;* → *);8

3a temperatura camerei, sulful se combină cu metalele actie ca litiu,

sodiu şi potasiu, dar şi cu argintul, cuprul şi mercurul, form!nd sulfuri:

5g R ) → 5g)

Cu celelalte metale, sulful formează sulfuri numai la temperaturi

înalte" În reacţiile cu metalele, sulful se comportă ca un agent o$idant"

)pre deosebire de o$igen, care este e$clusi un o$idant, sulful poate

acţiona şi ca reducător, aceasta fiind comportarea sa predominantă în

reacţii ca:

*5N;8 R ) → *N; R 5*);A

*5*);A R ) → 8);* R *5*;

@ *Cr *;D R ) → Cr *;8 R @ *);A

*@Cl;8 R 8) → *@Cl R 8);*

D=


71/252

Oltima reacţie are loc cu e$plozie" )ulful, în soluţii alcaline,

disproporţionează, form!nd sulfură şi sulfit:

8) R F@;5 → *@ *) R @ *);8 R 85*;

@..Combina-iile /i0ro!ena#e ale elemen#elor 0in !rupa 5I prinipal,

;$igenul, sulful, seleniul şi telurul se combină direct cu

hidrogenul, form!nd compuşi binari de tipul (5*, substanţe gazoase, cu

miros neplăcut şi to$ice, e$cept!nd apa"/rimul dintre compuşii hidrogenaţi ai nemetalelor din grupa 6-%a

este apa, în timp ce restul hidrurilor se comportă, în soluţii apoase, ca

monoacizi slabi şi biacizi foarte slabi" Caracterul acid creşte cu creşterea

razei ionice de la ;*% la


72/252

@.1.1.S#are na#ural,

În natură, apa se găseşte în stare lichidă, solidă şi gazoasă"


73/252

strat fin alb%strălucitor" Sruma este dăunătoare culturilor" ;amenii iau

măsuri de prote4are a culturilor, făc!nd focuri mocnite în grădini sau în

liezi" 'umul cald împiedică formarea brumei"

%,pa0a se formează în timpul iernii, c!nd temperatura aerului scade sub

zero grade" /icăturile de apă îngheaţă şi se transformă în fulgi de zăpadă"

'ulgii de zăpadă cad pe păm!nd, acoperindu%l" )ub zăpadă, culturile sunt

ferite de gerul iernii" Oneori, !ntul sufl] zăpada de pe c!mp şi culturile

pot îngheţa9 de aceea, oamenii aşează pe c!mpuri un fel de garduri numite

parazăpezi" Cu c!t este mai mult] zăpadă pe c!mpuri iarna, cu at!t

primăara a pătrunde mai multă apă în sol la rădăcinile plantelor"

+apoi-a se formează iarna, în zilele mai calde, c!nd cad picături de apă

amestecate cu fulgi de zăpadă"

Poleiul este o po4ghiţă de gheaţă care se formează iarna deasupra solului,ca urmare a unei ploi mărunte" /e străzi, poleiul îngreuneaz] mul

circulaţia, faoriz!nd accidentele" /lantele au de suferit din cauza

poleiului MF"

D8


74/252

@.1.&.Proprie#,-i "iie

+e!,#uri ?n moleula 0e ap,

&igura 2.5egături în moleculele de apă

0upă cum bine ştim formula e$actă a moleculei de apă este 5*;

* atomi de hidrogen sunt legaţi de un atom de o$igen2, formula a fost

înfiinţată de italianul )tanislau" &pa curată este transparentă, inodoră şi nu

are gust" În strat subţire este incoloră iar în strat mai gros albastră"

&nomalia densităţii apei are o mare influenţă asupra climei planetei şi a

ieţii animalelor şi plantelor" C!nd apa r!urilor, a lacurilor şi a mărilor

scade sub A grade, ea nu mai cade la fund ci, fiind mai uşoară răm!ne la

suprafaţă şi îngheaţă aici"

'iind prote4ate de stratul de gheaţă, apele mai ad!nci nu îngheaţă p!nă la fund, ci au, sub stratul de gheaţă, temperatura de A grade la care

iaţa poate continua"

&pa lichidă din natură nu este niciodata pură, fiindcă ea dizolă o

parte din substanţele solide şi gazoase cu care ine în contact" Cea mai

curată apă este apa de ploaie sau cea rezultată din topirea zăpezii"

DA


75/252

&pa izoarelor şi a r!urilor conţine dizolate gazele din atmosferă:

o$igen, azot şi bio$id de carbon, apoi cationii: calciu, magneziu, sodiu, şi

anionii de carbonat, sulfat şi clorură" Cea mai importantă sare conţinută înapa de izor sau de r!u este carbonatul acid de calciu" ; apă conţin!nd

mult carbonat acid de calciu, o apă dură, nu face spumă cu săpunul

deoarece el se descompune la fierberea apei în carbonat de calciu

insolubil"

S#,rile 0e a!re!are ale apei

S#area $oli0, a apei S#area li/i0, a apei S#area !aoa$, a apeiC!nd un solid se încălzeşte,moleculele ibrează tot mai

tare, p!nă c!nd nu%şi maimenţin poziţiile" &tunci

solidul se topeşte şi deinelichid, iar moleculele alunecă

unele peste altele"

C!nd un lichid se încălzeşte,moleculele se mişcă tot mairepede, p!nă c!nd părăsesclichidul, form!nd un gaz"

C!nd un lichid este suficientde cald, începe s] fiarbă"

Sulele de gaz din lichid seridic] la suprafaţă"

/entru a transforma un gazîntr%un lichid sau un lichidîntr%un solid, trebuie să%lrăceşti pentru a%i lua din

energie şi a%i încetini agitaţiamoleculară" Ca să transformi

apa în gheaţă, trebuie s%orăceşti în frigider pentru a%i

micşora energia"

&igura 3. 'tările de agregare ale apei

On caz interesant de reţea moleculară este cel al apei în stare

solidă (!/ea-a)"

D

http://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/4.htmhttp://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/5.htmhttp://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/6.htmhttp://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/5.htmhttp://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/6.htmhttp://www.e-scoala.ro/referatanc/apa/4.htm


76/252

În gheaţă se găseşte un număr aproape dublu de legături de

hidrogen dec!t în apa lichidă"

&cest lucru este e$plicat de faptul că cei doi atomi atomi de hidrogenlegaţi coalent de o$igen formează

două legături de hidrogen cu

moleculele ecine" 0eoarece cele

două coalenţe din apă au o

anumită orientare un unghi de

1=^2, moleculele de apă suntorientate în cristalul de gheaţă după

o schemă tetraedrică" 0in cauza

acestei aşezări a moleculelor,

cristalul de gheaţă are o structură

af!nată cu goluri2"

'igura F" )tructura cristalului de gheaţă

)tructura internă a gheţii e$plică unele anomalii ale apei: densitatea gheţii

mai mică dec!t a apei lichide, creşterea olumului prin solidificarea

îngheţarea2 apei M8"

@.1.2.Proprie#,-i /imie

#olecula de apă, a cărei sinteză este o reacţie puternic e$otermă,

este foarte stabilă"

0in determinări de conductibilitate s%a stabilit că în apa lichidă

procentul de ioni de hidrogen ca şi cel de ioni hidro$id este foarte mic,

apa fiind foarte puţin ionizată"

Între moleculele ionizate şi ionii formaţi se stabileşte un echilibru

dinamic:

DF


77/252

5*; ⇔ 5R R ;5%

caracterizat de constanta @T M5RM;5% 1,=A$1=%1A la *=C"

&pa poate funcţiona şi ca acid, şi ca bază" În consecinţă,moleculele de apă pot reacţiona ca specii chimice care, fie au funcţii

acide, fie au funcţii bazice"

Qeacţii cu specii chimice care au funcţii acide:

% acizi tari:

5Cl R 5*; → Cl% R 58;R

% acizi slabi:5CN R 5*; ⇔ CN% R 58;R

% cationi, acizi con4ugaţi bazelor slabe, mai tari ca apa:

MCu5*;2A*R R 5*; ⇔ MCu5*;28;5R R 58;R

% anhidride acide o$izi acizi2:

);8 R 5*; ⇔ 5);A% R 5R

Qeacţii cu specii chimice care au funcţii bazice:

% baze tari:

Na;5 R 5*; → Na;5*R R ;5%

% baze slabe, moleculare:

N58 R 5*; ⇔ N5AR R ;5%

% anioni, baze con4ugate acizilor slabi, mai tari ca

Documents

carte grupele principale.doc