Простые вещества. 
Общая и неорганическая химия для медиков и фармацевтов

Галогены состоят из двухатомных молекул, имеют окраску и запах, по которому обнаруживается даже их малая концентрация в воздухе. Прочность связи X—X вв. молекулах галогенов изменяется в подгруппе немонотонно: F₂ С1₂ > Вг₂ > 1₂. В молекуле фтора связь лишь немногим прочнее, чем в молекуле иода, что объясняется малым радиусом атома и сильным отталкиванием четырех электронов на разрыхляющих орбиталях. Молекулы галогенов диамагнитны, кратность связи равна единице. Температуры плавления и кипения монотонно увеличиваются по мере роста размера молекул и усиления межмолекулярного взаимодействия.

Получение. Простые вещества Х₂ получают при окислении их соединений с металлами или водородом.

Свойства простых веществ.

Хлор в промышленности получают путем электролиза водных растворов NaCl и КС1:

В лаборатории хлор получают в результате действия различных окислителей на соляную кислоту, например:

Соляную кислоту можно заменить смесью хлорида натрия и серной кислоты:

Те же типы химических реакций пригодны для получения брома и иода. Эти галогены окисляются легче хлора. Практически наиболее простой способ их получения — пропускание газообразного хлора через растворы бромидов и иодидов:

Получение фтора отличается от получения остальных галогенов, так как никакие окислители не могут его окислить. Фтор получают электролизом расплавленных фторидов.

Химические свойства. Химическая связь в молекулах галогенов может разрываться, но гомолитическому и гетеролитическому механизмам. Гетеролитический распад наиболее характерен для иода. При взаимодействии с металлами и неметаллами связь в молекулах Х₂ разрывается гомолитически, чему способствуют освещение, нагревание или катализаторы. Галогены — самые активные неметаллы. От фтора к иоду окислительная способность уменьшается, а восстановительная — увеличивается.

Из-за низкой энергии связи и высокой электроотрицательное™ фтор является самым реакционноспособным веществом. Фтор реагирует практически со всеми веществами. Если элемент проявляет несколько степеней окисления, то образуются высшие возможные фториды. Реакции простых веществ с хлором протекают спокойнее. Бром также является сильным окислителем, причем жидкий бром со многими простыми веществами реагирует энергичнее газообразного хлора.

1. Взаимодействие с неметаллами при небольшом нагревании приводит к образованию ковалентных соединений:

В случае фтора образуется SF_f); бром образует S₂Br₂; иод с серой не реагирует:

Остальные галогены образуют аналогичные продукты, однако ставится под сомнение существование Р1₅.

2. Галогениды щелочных и щелочноземельных металлов — типичные ионные вещества. Многие галогениды алюминия и переходных металлов имеют полимерное строение с преимущественно ковалентной связью. Безводные галогениды можно получить при непосредственном взаимодействии металла с галогенами или галогеноводородами:

Ионные галогениды, кроме фторидов, не подвергаются гидролизу. Фториды гидролизуются с образованием щелочной среды:

3. Водные растворы галогенов известны давно. При нагревании растворимость хлора в воде уменьшается, брома — практически не изменяется, а иода — повышается. Растворимость брома или иода можно повысить, добавив в раствор бромид или иодид металла. При этом происходит образование комплекса:

В 10%-пом растворе иодида калия растворимость иода повышается в 500 раз по сравнению с чистой водой. Для хлора такие комплексы неустойчивы, его хранят в газометрах над насыщенным раствором поваренной соли.

Взаимодействие галогенов с водой — сложный процесс, включающий диспропорционирование:

Иод практически не реагирует с водой; фтор окисляет воду со взрывом:

4. В присутствии щелочных реагентов реакция диспропорционирования протекает необратимо:

Бром и иод реагируют аналогично, однако для 10 реакция диспропорционирования проходит очень быстро, поэтому в растворах он не существует:

Реакция со фтором протекает по-иному:

5. Из кислот с хлором взаимодействуют лишь те, которые способны окисляться:

Для иода характерны восстановительные свойства:

6. Качественная реакция с крахмалом с образованием синего окрашивания используется для определения иода в малых концентрациях.