Галогеноводород

В химии галогеноводородные кислоты ( галогенводородные кислоты в водной фазе) представляют собой двухатомные , неорганические соединения которые действуют как кислоты Аррениуса . Формула: H X, где X — один из галогенов : фтор , хлор , бром , йод , астат или теннессин . ^[1] Все известные галогениды водорода представляют собой газы при стандартных температуре и давлении . ^[2]

Сложный	Химическая формула	Диполь м / д	Водная фаза (кислота)	p K _aВодная фаза Значения
фтористый водород (фторан)	ВЧ	1.86	плавиковая кислота	3.1
хлористый водород (хлоран)	HCl	1.11	соляная кислота	-3.9
бромоводород (броман)	ХБр	0.788	бромистоводородная кислота	-5.8
йодистый водород (йод)	ПРИВЕТ	0.382	иодистоводородная кислота	-10.4 ^[3]
астатид водорода гидрид астата (астатан)	Имеет	−0.06	гидростатическая кислота	?
водород Теннессайд теннессин гидрид (теннессан)	HT	−0.24 ?	гидротеннессовая кислота	? ^[4]

Против. галогенводородные кислоты

Галогениды водорода представляют собой двухатомные молекулы, не склонные к ионизации в газовой фазе (хотя сжиженный фтороводород является полярным растворителем, чем-то похожим на воду). Таким образом, химики отличают хлористый водород от соляной кислоты. Первый представляет собой газ при комнатной температуре, который реагирует с водой с образованием кислоты. После образования кислоты двухатомную молекулу можно регенерировать лишь с трудом, но не путем обычной перегонки . Обычно названия кислоты и молекул четко не различаются, так что на лабораторном жаргоне «HCl» часто означает соляную кислоту, а не газообразный хлористый водород.

возникновение

Хлороводород в форме соляной кислоты является основным компонентом желудочной кислоты .

Фтороводород, хлорид и бромид также являются вулканическими газами .

Синтез

Прямая реакция водорода с фтором и хлором дает фтористый водород и хлористый водород соответственно. Однако в промышленности эти газы получают путем обработки галоидных солей серной кислотой . Бромистый водород возникает при соединении водорода и брома при высоких температурах в присутствии платинового катализатора . Наименее стабильный галогеноводород, HI, получается менее прямым путем реакции йода с сероводородом или с гидразином . ^[1]^{: 809–815}

Физические свойства

Галогениды водорода представляют собой бесцветные газы при стандартных условиях температуры и давления (СТП), за исключением фтористого водорода, который кипит при 19 °С. Единственный из галогеноводородов, фтороводород демонстрирует водородные связи между молекулами и, следовательно, имеет самые высокие температуры плавления и кипения среди соединений серии HX. От HCl до HI температура кипения повышается. Эта тенденция объясняется увеличением силы межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса , которая коррелирует с количеством электронов в молекулах. Концентрированные растворы галоидоводородной кислоты выделяют видимый белый дым. Этот туман возникает в результате образования крошечных капель концентрированных водных растворов галоидоводородной кислоты.

Реакции

При растворении в сильно экзотермической воде галогеноводороды образуют соответствующие кислоты. Эти кислоты очень сильные, что отражает их склонность к ионизации в водном растворе с образованием ионов гидроксония (H ₃ O ⁺). За исключением плавиковой кислоты, галогеноводороды являются сильными кислотами , сила кислоты которых увеличивается по группе. Плавиковая кислота сложна, поскольку ее сила зависит от концентрации из-за эффектов гомоконъюгации . Однако в виде растворов в неводных растворителях, таких как ацетонитрил , галогенводороды имеют лишь умеренную кислотность.

Аналогично галогениды водорода реагируют с аммиаком (и другими основаниями), образуя галогениды аммония:

НХ + NH ₃ → NH ₄ X

В органической химии реакция гидрогалогенирования используется для получения галогенуглеродов. Например хлорэтан получают гидрохлорированием этилена : , ^[5]

C ₂ H ₄ + HCl → CH ₃ CH ₂ Cl

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
^ Кислотность галогеноводородов. (2020, 21 августа). Получено 5 мая 2021 г. с https://chem.libretexts.org/@go/page/3699 .
^ Шмид, Роланд; Миа, Арзу М. (2001). «Сила галоидоводородных кислот» . Журнал химического образования . 78 (1). Американское химическое общество (ACS): 116. doi : 10.1021/ed078p116 . ISSN 0021-9584 .
^ де Фариас, Робсон Фернандес (январь 2017 г.). «Оценка некоторых физических свойств теннессина и теннессингидрида (ЦХ)». Письма по химической физике . 667 : 1–3. Бибкод : 2017CPL...667....1D . дои : 10.1016/j.cplett.2016.11.023 .
^ М. Россберг и др. «Хлорированные углеводороды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2006, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a06_233.pub2

[Green-1] Перейти обратно: ^а ^б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .

[Clark-2] Кислотность галогеноводородов. (2020, 21 августа). Получено 5 мая 2021 г. с https://chem.libretexts.org/@go/page/3699 .

[3] Шмид, Роланд; Миа, Арзу М. (2001). «Сила галоидоводородных кислот» . Журнал химического образования . 78 (1). Американское химическое общество (ACS): 116. doi : 10.1021/ed078p116 . ISSN 0021-9584 .

[4] де Фариас, Робсон Фернандес (январь 2017 г.). «Оценка некоторых физических свойств теннессина и теннессингидрида (ЦХ)». Письма по химической физике . 667 : 1–3. Бибкод : 2017CPL...667....1D . дои : 10.1016/j.cplett.2016.11.023 .

[Ullmann-5] М. Россберг и др. «Хлорированные углеводороды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , 2006, Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.a06_233.pub2

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]