Галогенами называют элементы VIIA подгруппы. Это фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) и астат (At).
Галогены объединены в одну подгруппу, потому что имеют схожее строение атомов и химические свойства.
Внешний энергетический уровень атомов галогенов содержит 7 валентных электронов, поэтому высшая валентность равна VII, а низшая равна I.
Галогены – типичные неметаллы.
С увеличением радиуса атома неметаллические свойства ослабевают. Фтор – самый активный неметалл.
Простые вещества галогены имеют молекулы, состоящие из двух атомов (диатомические молекулы).
При комнатной температуре и атмосферном давлении фтор и хлор – газы, бром – жидкость, йод и астат – твердые вещества. Температуры кипения и плавления галогенов увеличиваются с увеличением их массы.
Галогены окрашены, причем интенсивность окраски увеличивается с увеличением их массы. Фтор – светло-желтый газ, хлор – зеленовато-желтый газ, бром – красно-коричневая жидкость, йод – серо-черные кристаллы.
Галогены мало растворимы в воде (за исключением фтора, который с ней бурно реагирует). Их водные растворы называются галогеноводородными кислотами.
Химическая активность галогенов снижается с увеличением атомного номера.
Галогены взаимодействуют с металлами с образованием солей, с общим названием галогениды. При взаимодействии хлора с железом оно проявляет валентность III.
Реакции галогенов с металлами относятся к окислительно-восстановительным реакциям, где галогены – окислители, а металлы – восстановители.
Процесс отдачи электронов – окисление; вещество (элемент), отдающее электроны, – восстановитель.
Процесс присоединения электронов – восстановление; вещество (элемент), принимающее электроны, – окислитель.
Наиболее сильный окислитель – фтор. В группе окислительные свойства ослабевают сверху вниз.
Химическая активность галогенов повышается в присутствии катализаторов.
Галогены взаимодействуют с водой с образованием кислородсодержащих кислот и галогеноводородных кислот. Их активность уменьшается от фтора к йоду.
Каждый более активный галоген вытесняет менее активный галоген из его соединений.
Фтор, хлор, бром и йод встречаются в природе в виде различных соединений: фтор – в виде фторитов (CaF₂), хлор – в виде хлористого натрия (NaCl) в морской воде, бром – в виде бромидов в солевых озерах, йод – в виде йодидов в морской воде и некоторых минералах. Они применяются в различных областях: фтор – в производстве фторопластов и зубных паст, хлор – в производстве пластмасс и дезинфекции, бром – в фотографии и медицине, йод – в медицине и производстве антисептиков.
В промышленности хлороводород получают прямым синтезом из водорода и хлора, в лаборатории – действием концентрированной серной кислоты на хлорид натрия (NaCl).
По физическим свойствам хлороводород – бесцветный газ, без запаха (в малых концентрациях), имеет плотность больше воздуха, хорошо растворим в воде, ядовит.
Водный раствор хлороводорода – это соляная кислота (HCl).
Соляная кислота – это моноосновная кислота.
Соляная кислота изменяет окраску лакмуса на красную, взаимодействует с металлами до водорода в ряду активности, основными оксидами, основаниями с образованием солей. Соляная кислота проявляет все свойства кислот.
Соляная кислота используется в металлургии, для очистки металлов от оксидных пленок, в производстве органических и неорганических соединений, в пищевой промышленности и медицине.
