Характеристика элементов 7 группы главной подгруппы. Р-Элементы VII группы

Общая характеристика элементов Реагируют почти со всеми простыми веществами,
кроме некоторых неметаллов.
Все галогены - энергичные окислители, поэтому
встречаются в природе только в виде соединений.
Все галогены - неметаллы, являются
сильными окислителями.
На внешнем энергетическом уровне 7 электронов.
При взаимодействии с металлами возникает ионная
связь, и образуются соли.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

К VII группе периодической системы относятся: фтор, хлор,
бром, иод, астат – главная группа; побочная – марганец,
технеций, рений, борий.

История открытия галогенов

Фтор
Хлор
Бром
Йод
Астат
Марганец

История открытия фтора

В 1886 году французский химик А. Муассан,
используя электролиз жидкого фтороводорода,
охлажденного до температуры –23°C, смог на
аноде получить первую порцию нового газа. В
первых опытах для получения фтора Муассан
использовал
очень
дорогой
электролизер,
изготовленный из платины и иридия. При этом
каждый грамм полученного фтора «съедал» до 6 г
платины.
Анри
Муассан
(1852 – 1907)

Хлор

Карл
Вильгельм
Шееле
(1742 – 1786)
В 1774 году шведский ученый К. Шееле
открыл хлор, который принял за сложное
вещество и назвал "дефлогистированной
соляной кислотой".
В 1807 году английский химик Гемфри
Дэви получил тот же газ. Он пришел к
выводу, что получил новый элемент и
назвал его "хлорин" (от "хлорос" - желтозеленый).
В 1812 году Гей-Люсеок дал газу
название хлор.

Бром

В 1825 году французский химик А.Ж.Балар
при изучении маточных рассолов выделил
темно-бурую жидкость, который он назвал "мурид" (от латинского слова muria,
означающего "рассол"). Комиссия Академии,
проверив
это
сообщение,
подтвердила
открытие Балара и предложила назвать
элемент бромом (от "бромос", с греческого
"зловонный").
Антуан Жером
Балар
(1802 – 1876)

Йод

Бернар Куртуа
(1777 –
1838)
В 1811 году французский химик Бернар
Куртуа открыл иод
путём перегонки
маточных
растворов
от
своего
азотнокислого кальция с серной кислотой
Чтобы другие химики могли изучать
новое вещество, Б. Куртуа подарил его
(правда, очень небольшое количество)
фармацевтической фирме в Дижоне.
В 1813 году Ж.-Л.Гей-Люссак подробно
изучил этот элемент и дал ему
современное название. Название "иод"
происходит от греческого слова "иодэс" "фиолетовый" (по цвету паров).

Астат

В 1869 г Д.И.Мендеелеев предсказал его существование и
возможность открытия в будущем (как «эка-иод»).
Впервые астат был получен искусственно в 1940 г открыт
Д.Корсоном, К.Маккензи и Э.Сегре (Калифорнийский
университет в Беркли) . Для синтеза изотопа 211At они облучали
висмут альфа-частицами.
В 1943-1946 годах изотопы астата были обнаружены в
составе природных радиоактивных рядов. Астат является
наиболее редким элементом среди всех, обнаруженных в
природе. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км
содержится всего 70 мг астата.

Марганец

Один из основных минералов марганца - пиролюзит - был
известен в древности как чёрная магнезия и использовался при
варке
стекла
для
его
осветления.
Его
считали
разновидностью магнитного железняка, а тот факт, что он не
притягивается магнитом, Плиний Старший объяснил женским
полом чёрной магнезии, к которому магнит «равнодушен».
В 1774 г. шведский химик К. Шееле показал, что в руде содержится
неизвестный металл. Он послал образцы руды своему другу
химику Ю. Гану, который, нагревая в печке пиролюзит с углем,
получил металлический марганец.
В начале XIX века для него было принято название «манганум».

Физические свойства Фтор

Фтор
бледножелтый
высокореакционноспособный газ,
вызывающий раздражение
дыхательных путей и коррозию
материалов.
.

Хлор

Хлор едкий, химически агрессивный газ темного зеленоватожелтого цвета, менее
реакционноспособен по сравнению со фтором.

Бром

Бром - тяжелая краснокоричневая жидкость при обычных условиях, но легко
испаряется, превращаясь в едкий газ.

Иод

Иод - темнофиолетовое, с металлическим
оттенком, вещество, твердое, но
легко сублимирующееся. Часто
встречается в виде блестящих серочерные кристаллов.

Астат

Астат радиоактивный
элемент,
единственный галоген, не
имеющий стабильного
изотопа. Он существует
только в следовых
количествах в некоторых
минералах.

Марганец

Твёрдый, хрупкий металл серебристобелого цвета. Наряду с железом и его
сплавами относится к чёрным
металлам.

Химические свойства

F2 - самый активный неметалл. Он проявляет только одну степень
окисления -1, непосредственно реагирует почти со всеми металлами (даже
с золотом и платиной), а также с неметаллами. Раствор фтороводорода в
воде называют плавиковой кислотой, а ее соли называются фторидами.
Химическим путем фтор получить невозможно, поэтому используется
исключительно электролиз. Взаимодействие фтора со сложными
веществами также протекает очень энергично. Так, он окисляет воду, при
этом реакция носит взрывной характер.
Cl2 - свободный хлор также очень реакционноспособен, хотя его
активность и меньше, чем у фтора. Он непосредственно реагирует со
всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и
благородных газов. Хлор вступает в реакцию со многими сложными
веществами.

Br2 - химическая активность брома меньше, чем у
фтора и хлора, но все же достаточно велика в связи с
тем, что бром обычно используют в жидком состоянии и
поэтому его исходные концентрации при прочих равных
условиях больше, чем у хлора. Являясь более «мягким»
реагентом, бром находит широкое применение в
органической химии.
Отметим, что бром, так же, как и хлор, растворяется в
воде, и, частично реагируя с ней, образует так
называемую «бромную воду».
I2 - иод существенно отличается по химической активности от остальных
галогенов. Он не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами
медленно реагирует только при нагревании. Взаимодействие же иода с
водородом происходит только при сильном нагревании, реакция является
эндотермической и сильно обратимой. Водный раствор иода называется
«иодной водой». Иод способен растворяться в растворах иодидов с
образованием комплексных анионов

Таким образом, химическая активность галогенов последовательно уменьшается от фтора к астату. Каждый галоген в ряду F - At может вытеснять

Таким образом, химическая активность галогенов
последовательно уменьшается от фтора к астату. Каждый
галоген в ряду F - At может вытеснять последующий из его
соединений с водородом или металлами, то есть каждый
галоген в виде простого вещества способен окислять
галогенид-ион любого из последующих галогенов.
Астат ещё менее реакционноспособен, чем иод. Но и он
реагирует с металлами (например с литием).
При диссоциации образуются не только анионы, но и
катионы At+ .
Mn - Характерные степени окисления марганца: 0, +2, +3, +4, +6, +7
(степени окисления +1, +5 малохарактерны). При окислении на воздухе
пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде.
Марганец поглощает водород, с повышением температуры его
растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше
1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по
составу нитриды. Марганцевая кислота очень сильная, но неустойчивая,
её невозможно сконцентрировать более, чем до 20 %. Сама кислота и её
соли (перманганаты) - сильные окислители.

одежды
Применение
Фотография
йода
Электролампы
Красители

Металлургия
Применение
марганца
Медицина
Химическая
промышленность

Использованная литература,
интернет-ресурсы
«Химия-9», О.С.Габриелян, М, Дрофа,2005г, стр 78-90
«Химия в действии», М.Фримантл, М, «Мир»,1991г, стр 269-286.
«Неорганическая химия в таблицах»,Н.В.Манцевич, Минск, Современная
школа,2008г, стр 275-280
http://www.chem100.ru/
http://rrc.dgu.ru/res/n-t.ru/ri/ps/index.htm
http://www.periodictable.ru/
http://sevchem.info/?go=galeri&act=show_photo&idr=17&id_f=35
http://sevchem.info/?go=galeri&act=show_photo&idr=17&id_f=23
http://sevchem.info/?go=galeri&act=show_photo&idr=17&id_f=72
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%80%D1%8D%D0%B4_
%D0%90%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BD

9 F 1s 2 2s 2 2p 5


17 Cl 3s 2 3p 5


35 Br 3d 10 4s 2 4p 5


53 I 4d 10 5s 2 5p 5


85 At 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5


5 элементов главной подгруппы VII группы имеют общее групповое название «галогены» (Hal), что означает «солерождающие».


В подгруппу галогенов входят фтор, хлор, бром, иод и астат (астат - радиоактивный элемент, изучен мало). Это р-элементы группы периодической системы Д.И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне их атомы имеют по 7 электронов ns 2 np 5 . Этим объясняется общность их свойств.

Свойства элементов подгруппы галогенов


Они легко присоединяют по одному электрону, проявляя степень окисления -1. Такую степень окисления галогены имеют в соединениях с водородом и металлами.


Однако атомы галогенов, кроме фтора, могут проявлять и положительные степени окисления: +1, +3, +5, +7. Возможные значения степеней окисления объясняются электронным строением, которое у атомов фтора можно представить схемой


Будучи наиболее электроотрицательным элементом, фтор может только принимать один электрон на 2р-подуровень. У него один неспаренный электрон, поэтому фтор бывает только одновалентным, а степень окисления всегда -1.


Электронное строение атома хлора выражается схемой:



У атома хлора один неспаренный электрон на 3р-подуровне и обычном (невозбужденном) состоянии хлор одновалентен. Но поскольку хлор находится в третьем периоде, то у него имеется еще пять орбиталей 3 -подуровня, в которых могут разместиться 10 электронов.


В возбужденном состоянии атома хлора электроны переходят с 3p - и 3s-подуровней на 3d-подуровень (на схеме показано стрелками). Разъединение (распаривание) электронов, находящихся в одной орбитали, увеличивает валентность на две единицы. Очевидно, хлор и его аналоги (кроме фтора) могут проявлять лишь нечетную переменную валентность 1, 3, 5, 7 и соответствующие положительные степени окисления. У фтора нет свободных орбиталей, а значит, при химических реакциях не происходит разъединения спаренных электронов в атоме. Поэтому при рассмотрении свойств галогенов всегда надо учитывать особенности фтора и соединений.


Водные растворы водородных соединений галогенов являются кислотами: НF - фтороводородная (плавиковая), НСl - хлороводородная (соляная), НВr - бромводородная, НI - йодоводородная.

Одинаковое строение внешнего электронного слоя (ns 2 np 5) обусловливает большое сходство элементов.

Простые вещества - неметаллы F 2 (газ), Cl 2 (газ), Вг 2 (ж), l 2 (тв.).


При образовании ковалентных связей галогены чаще всего используют один неспаренный р-электрон, имеющийся в невозбужденном атоме, проявляя при этом В = I.

Валентные состояния атомов CI, Br, I.

Образуя связи с атомами более электроотрицательных элементов, атомы хлора, брома и йода могут переходить из основного валентного состояния в возбужденные, что сопровождается переходом электронов на вакантные орбитали d-подуровня. При этом число неспаренных электронов увеличивается, вследствие чего атомы CI, Br, I могут образовывать большее число ковалентных связей:


Отличие F от других галогенов

В атоме F валентные электроны находятся на 2-м энергетическом уровне, имеющем только s- и р- подуровни. Это исключает возможность перехода атомов F в возбужденные состояния, поэтому фтор во всех соединениях проявляет постоянную В, равную I. Кроме того, фтор - самый электроотрицательный элемент, вследствие чего имеет и постоянную с. о. -1.

Важнейшие соединения галогенов

I. Галогеноводороды HHal.


II Галогениды металлов (соли галогеноводородных кислот) - самые многочисленные и устойчивые соединения галогенов


III. Галогенорганические соединения


IV. Кислородсодержащие вещества:


Неустойчивые оксиды, из которых достоверным можно считать существование 6 оксидов (Cl 2 O, ClO 2 , Cl 2 O 7 , Вr 2 O, ВrO 2 , I 2 O 5);


Неустойчивые оксокислоты, из которых только 3 кислоты выделены как индивидуальные вещества (НСlO 4 , НlO 3 , НlO 4);


Соли оксокислот, главным образом хлориты, хлораты и перхлораты.

Элементы, входящие в VII группу периодической системы, делятся на 2 подгруппы: главную — подгруппу галогенов — и побочную — подгруппу марганца. В эту же группу помещают и водород, хотя его атом имеет на внешнем валентном, уровне единственный электрон и его следовало бы поместить в I группу.

Однако водород имеет очень мало общего как с элементами основой подгруппы — щелочными металлами, так и с элементами побочной подгруппы — медью, серебром и золотом. В то же время он, как и галогены, присоединяя в реакциях с активными металлами электрон, образует гидриды, имеющие некоторое сходство с галогенидами.

К подгруппе галогенов относятся фтор, хлор, бром, иод и астат. Первые 4 элемента встречаются в природе, последний получен искусственно и поэтому изучен значительно меньше остальных галогенов. Слово "галоген" означает солеобразующий. Это название элементы подгруппы получили благодаря легкости, с которой они реагируют со многими металлами, образуя соли.

Все галогены имеют структуру внешней электронной оболочки s 2 p 5 . Поэтому они легко принимают электрон, образуя устойчивую благородногазовую электронную оболочку (s 2 р 6). Наименьший радиус атома в подгруппе — у фтора, у остальных он увеличивается в ряду F < Cl < Br < I < Аt и составляет соответственно 133; 181; 196; 220 и 270 нм. В таком же порядке уменьшается сродство атомов элементов к электрону.

Галогены — очень активные элементы. Они могут отнимать электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Например фтор вытесняет хлор из хлоридов, бром из бромидов, а иод из иодидов.

Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше 1-го неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. В атомах других галогенов d-уровень не заполнен, что дает им возможность иметь различное количество неспаренных электронов и проявлять валентность -1, +1, +3, +5 и +7, наблюдающуюся в кислородных соединениях хлора, брома и иода.

К подгруппе марганца принадлежат марганец, технеций и рений. В отличии от галогенов элементы подгруппы марганца имеют на внешнем электронном уровне всего 2 электрона и поэтому не проявляют способности присоединять электроны, образуя отрицательно заряженные ионы.

Марганец распространен в природе и широко используется в промышленности.

Технеций радиоактивен, в природе не встречаемся, а получен искусственно (впервые — Э. Сегре и К. Перрье, 1937 г.) Этот элемент образуется вследствие радиоактивного распада урана. Рений относится к числу рассеянных элементов. Он не образует самостоятельных минералов, а встречается в качестве спутника некоторых минералов, особенно молибденовых.

Он был открыт В. и И. Ноддак в 1925 г. Сплавы, имеющие небольшие добавки рения, обладают повышенной устойчивостью против коррозии. Добавка рения сплавам увеличивает их механическую прочность.

Это свойство рения позволяет применять его вместо благородного металла иридия. Платино-платинорениевые термопары работают лучше платино-платиноиридиевых, но их нельзя использовать при очень высоких температурах, так как образуется летучее соединение Re 2 O 7 .

Р-ЭЛЕМЕНТЫ

НОРМАТИВНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ БУХГАЛТЕРСКОГО УЧЕТА В РФ

Система нормативного регулирования бухгалтерского учета в России состоит из документов четырех уровней.

Первый уровень системы нормативного регулирования бухгал­терского учета составляют законы и иные законодательные акты: Гражданский кодекс Российской Федерации (приняты Государ­ственной Думой - часть 1 от 21.10.95, часть 2 от 01.03.96), Феде­ральный закон от 21.11.96 № 129-ФЗ «О бухгалтерском учете», Положение по ведению бухгалтерского учета и бухгалтерской от­четности в Российской Федерации от 29.07.98 № 34н.

Второй уровень системы нормативного регулирования бухгал­терского учета составляют положения (стандарты) по бухгалтерскому учету. В этих документах обобщены принципы и базовые пра­вила бухгалтерского учета, изложены основные понятия, относя­щиеся к отдельным участкам учета.

Третий уровень системы нормативов регулирования бухгалтерс­кого учета определяется документами, в которых возможные бух­галтерские приемы приведены с примерами раскрытия конкрет­ного механизма применения их к определенному виду деятельно­сти. К ним относятся методические указания по ведению бухгал­терского учета, в т.ч. в инструкциях, рекомендациях и т.п.

Четвертый уровень в системе нормативного регулирования бух­галтерского учета занимают рабочие документы (документы внут­ренней регламентации) организации, формирующие ее учетную политику в методическом, техническом и организационном ас­пектах.

Фтор, хлор, бром, йод и астат носят общее название галогенов (“солерождающие”). Атомы галогенов имеют на внешнем энергетическом уровне по 7 электронов и их общая электронная конфигурация ns 2 np 5 .

Исходя из физических констант атомов можно сделать следующие выводы:

n Кажущиеся радиусы нейтральных атомов правильно растут с увеличением числа квантовых слоев, т.е. в сторону повышения порядкового номера элемента.

n Величина ОЭО уменьшается с увеличением кажущихся радиусов нейтральных атомов, следовательно, окислительные свойства уменьшаются, а восстановительные повышаются у нейтральных атомов.

n С увеличением порядковых номеров элементов наблюдается постепенное ослабление неметаллических свойств и усиление металлических свойств.

Наличие 7 электронов на внешнем энергетическом уровне характеризует способность галогенов проявлять отрицательную степень окисления 1- и все галогены способны образовывать однозарядные отрицательные ионы. Склонность к образованию отрицательно заряженных ионов в ряду галогенов от фтора к иоду ослабевает. Невозможность возбудить спаренные электроны фтора (отсутствие во втором квантовом уровне вакантной d-орбитали) объясняет тот факт, что фтор проявляет постоянную степень окисления 1-. У других атомов галогенов можно возбудить последовательно спаренные электроны на вакантные d-орбитали. И для них характерно проявление степеней окисления 1+,3+,5+,7+ (у астата нет +7).



РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ПРИРОДЕ

Среди галогенов самым распространенным является хлор (0,19%) и фтор(0,03%). Хлор и бром концентрируются в водах океанов, морей и соляных озер.

Бром, йод и астат – рассеянные элементы, своих минералов не образуют. Йода в природе меньше, чем урана германия лютеция и других элементов. В свободном виде галогены в природе не встречаются. Основные минералы, содержащие фтор: флюорит CaF 2 (плавиковый шпат), Na 3 криолит и фторапатит 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca(F,Cl) 2 . Хлор входит в состав таких важных минералов как галит NaCl, сильвин KCl, карналлит KCl MgCl 2 6H 2 O.

Астат – один из самых редких на Земле элементов. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится около 70 мг астата. Астат – от греческого астатос (неустойчивый).

Фтор содержится в организме животных и человека (кости, зубная эмаль), из растений наиболее богаты фтором лук и чечевица.

Бром - в виде солей K ,Na, Mg в морской воде, в воде некоторых озер (Сакское в Крыму) и буровых нефтяных водах.

Йод - зола водорослей служит исходным сырьем для получения йода.

Подгру́ппа ма́рганца - химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации- элементы побочной подгруппы VII группы). В группу входят переходные металлы марганец Mn, технеций Tc и рений Re. На основании электронной конфигурации атома к этой же группе относится и элемент борий Bh, искусственно синтезированный.

Как и в других группах, члены этого семейства элементов проявляют закономерности электронной конфигурации, особенно внешних оболочек, в результате проявляется сходство физических свойств и химического поведения:

Элементы группы 7 имеют по 7 валентных электронов. Все они являются серебристо-белыми тугоплавкими металлами. В ряду Mn - Tc - Re химическая активность понижается. Электропроводность рения приблизительно в 4 раза меньше, чем вольфрама. Металл этот представляет собой прекрасный материал для изготовления нитей электроламп, более прочных и долговечных, чем обычные вольфрамовые. На воздухе компактный металлический марганец покрывается тончайшей пленкой окисла, которая предохраняет его от дальнейшего окисления даже при нагревании. Напротив, в мелко раздробленном состоянии он окисляется довольно легко.

Два из четырех членов группы - технеций и борий, являются радиоактивными с достаточно коротким периодом полураспада, ввиду чего в природе они не встречаются.

Марганец принадлежит к распространенным элементам, составляя 0,03 % от общего числа атомов земной коры. Небольшие количества марганца содержат многие горные породы. Вместе с тем, встречаются и скопления его кислородных соединений, главным образом в виде минерала пиролюзита MnO 2 . Ежегодная мировая добыча марганцовых руд составляет около 5 млн т.

Чистый марганец можно получить электролизом растворов его солей. Около 90 % всей добычи марганца потребляется при изготовлении различных сплавов на основе железа. Поэтому из руд обычно выплавляют прямо его высокопроцентный сплав с железом - ферромарганец (60-90 % Мn), которым затем и пользуются для введения марганца в другие сплавы. Выплавку ферромарганца из смеси марганцовых и железных руд ведут в электрических печах, причём марганец восстанавливается углеродом по реакции:

Технеций в земной коре не содержится. Очень малые его количества были получены искусственно, причём было установлено, что по химическим свойствам он гораздо ближе к рению, чем к марганцу. Однако детальное изучение элемента и его соединений пока не осуществлено.

Содержание рения в земной коре весьма мало (9·10 −9 %). Элемент этот является чрезвычайно распыленным: даже наиболее богатые рением минералы (молибдениты) содержат его в количествах, обычно не превышающих 0,002 % по весу. Сколько-нибудь широкого использования рений и его производные пока не находят. Тем не менее, в 2007 г. мировое производство рения составило около 45 тонн. Он также является химически активным элементом.