Галогены: свойства фтора, хлора, брома и иода + качественные реакции

Галогены — это элементы VIIA группы таблицы Менделеева: фтор F, хлор Cl, бром Br и иод I. У каждого на внешнем уровне семь электронов, до полного комплекта не хватает одного — поэтому галогены жадно отбирают электроны у других элементов и считаются самыми активными неметаллами. В 9 классе по этой теме спрашивают три вещи: как меняется активность в группе, свойства хлора и качественную реакцию на хлориды. Разбираем все три.

Кто такие галогены и где их искать в таблице

Слово «галоген» переводится как «рождающий соли» — и это точное описание: с металлами галогены образуют соли, самая известная из которых — поваренная NaCl. Металлы, отдающие им электроны, ты уже знаешь по статье об общих свойствах металлов — здесь они встречаются со своей противоположностью.

Общие черты семейства:

• семь электронов на внешнем уровне;
• принимают один электрон — отсюда степень окисления −1 в соединениях с металлами и водородом;
• простые вещества состоят из двухатомных молекул: F₂, Cl₂, Br₂, I₂;
• сильные окислители.

Как меняется активность от фтора к иоду?

Сверху вниз по группе радиус атома растёт, внешний уровень оказывается всё дальше от ядра — притягивать чужой электрон труднее. Поэтому активность галогенов убывает от фтора к иоду.

Заодно меняется и агрегатное состояние — редкий случай, когда в одной группе собраны газы, жидкость и твёрдое вещество:

Галоген	Состояние при обычных условиях	Цвет
F₂	газ	светло-жёлтый
Cl₂	газ	жёлто-зелёный
Br₂	жидкость	красно-бурая
I₂	твёрдое вещество	тёмно-фиолетовое, с блеском

Иод — единственный из четвёрки, кто при нагревании возгоняется: переходит из твёрдого состояния сразу в фиолетовый пар, минуя жидкость.

🖼️ КАРТИНКА: четыре колбы в ряд — светло-жёлтый газ F₂, жёлто-зелёный газ Cl₂, красно-бурая жидкость Br₂, тёмные кристаллы I₂ с фиолетовым паром над ними; над рядом длинная стрелка влево с подписью «активность растёт» — подпись: Галогены: газы, жидкость и кристаллы с фиолетовым паром в одной группе

Фтор — рекордсмен: он реагирует почти со всеми элементами. Из-за этой агрессивности со фтором в школе не работают, и главным героем программы становится хлор.

Свойства хлора: главный галоген школьной программы

Хлор — жёлто-зелёный ядовитый газ с резким запахом, тяжелее воздуха. Любые опыты с ним — только в вытяжном шкафу на демонстрации: дома с хлором не экспериментируют.

С металлами хлор реагирует энергично, образуя хлориды:

2Na + Cl₂ → 2NaCl — натрий сгорает в хлоре, продукт — обычная поваренная соль.

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ — хлор как сильный окислитель переводит железо сразу в степень окисления +3.

С водородом: H₂ + Cl₂ → 2HCl. Хлороводород — газ; его раствор в воде — соляная кислота, одна из главных кислот школьного курса.

С водой хлор реагирует частично — получается «хлорная вода» с отбеливающим и обеззараживающим действием. Отсюда запах в бассейне: воду там обрабатывают соединениями хлора.

Вытеснение: галоген выгоняет галогена из соли

Более активный галоген вытесняет менее активный из раствора его соли — прямая аналогия с рядом активности металлов, только «рейтинг» здесь читается по таблице Менделеева сверху вниз.

Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂ — хлор активнее брома: раствор буреет от выделившегося брома.

Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂ — бром вытесняет иод.

Обратные реакции не идут: иод не может выгнать хлор из хлорида.

Галогениды — соли галогеноводородных кислот: хлориды, бромиды, иодиды. С ними связан главный практический навык темы — узнать их в растворе.

Качественная реакция на хлориды: одна капля — и всё ясно

Как доказать, что в растворе есть хлорид-ионы? Добавить раствор нитрата серебра:

Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓

Выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте. Одна из самых надёжных качественных реакций в химии — и обязательный пункт ОГЭ.

Бромиды и иодиды распознаются тем же реактивом, отличается цвет осадка:

• AgCl — белый;
• AgBr — желтоватый;
• AgI — жёлтый.

Нитрат серебра — вообще реактив-детектив; чем он ещё занимается в химии и медицине, читай в статье про нитрат серебра. А полный список качественных реакций для экзамена собран в таблице качественных реакций ОГЭ.

Качественные реакции проще один раз сделать руками, чем десять раз прочитать: белый творожистый осадок, увиденный вживую, с описанием в задании уже не спутаешь. Для этого есть набор для подготовки к ОГЭ — 31 реактив под темы 9 класса.

Где галогены работают в обычной жизни

Агрессивный характер не мешает галогенам быть полезными — в виде соединений они окружают тебя каждый день:

• Фтор — фториды в зубной пасте укрепляют эмаль; фторопласт — антипригарное покрытие сковородок.
• Хлор — обеззараживание питьевой воды и бассейнов, соляная кислота в желудочном соке, поваренная соль на столе.
• Бром — бромид серебра десятилетиями был основой фотоплёнки: на его чувствительности к свету держалась вся фотография.
• Иод — спиртовой раствор для обработки ссадин; иод входит в состав гормонов щитовидной железы, поэтому в регионах, где его мало, продают иодированную соль.

Запомнить легко: ядовиты простые вещества, а соли-галогениды — среди самых мирных соединений в химии.

Частые ошибки

• FeCl₂ вместо FeCl₃ в реакции железа с хлором. Хлор — сильный окислитель: железо в этой реакции всегда уходит в +3.
• «Иод — это то, что в аптечке». В аптечке — спиртовой раствор иода. Само простое вещество I₂ — тёмные кристаллы с металлическим блеском.
• Путают хлор и хлорид. Хлор Cl₂ — ядовитый газ. Хлорид-ион Cl⁻ — безобидная составная часть поваренной соли. Свойства противоположные, путать нельзя.
• «Осадок AgCl растворится в кислоте». Не растворится: устойчивость к азотной кислоте — часть качественной реакции.
• «Иод вытесняет бром». Наоборот: активность убывает вниз по группе, вытесняет тот, кто в таблице выше.

Частые вопросы

Почему фтор — самый активный галоген?

У фтора внешний электронный уровень ближе всего к ядру, поэтому чужой электрон притягивается сильнее всего. У иода радиус атома больше, притяжение слабее — и активность ниже.

Что такое галогениды?

Соединения галогенов в степени окисления −1: хлориды, бромиды, иодиды. Примеры: NaCl — хлорид натрия, KBr — бромид калия, KI — иодид калия.

Как различить хлорид, бромид и иодид в растворе?

Раствором нитрата серебра. Хлорид даёт белый осадок AgCl, бромид — желтоватый AgBr, иодид — жёлтый AgI. Все три осадка не растворяются в азотной кислоте.

Почему молекулы галогенов двухатомные?

Каждому атому галогена не хватает одного электрона до полного внешнего уровня. Два атома решают проблему вместе: образуют общую электронную пару, и у обоих уровень становится завершённым. Поэтому фтор, хлор, бром и иод существуют в виде молекул F₂, Cl₂, Br₂, I₂.

Опасен ли хлор в бассейне?

В бассейнах используют соединения хлора в малых концентрациях — они обеззараживают воду и при соблюдении норм безопасны. Опасен газообразный хлор в высокой концентрации, поэтому опыты с ним проводят только в вытяжном шкафу.

Что дальше

Галогены — эталон неметалла: семь электронов снаружи, один шаг до полного уровня, максимум жадности к чужим электронам. Следующий неметалл программы устроен хитрее — у него четыре рабочие степени окисления: сера и её соединения. Полный маршрут по темам года — в путеводителе химия 9 класс.

Готовишься к экзамену — собери качественные реакции руками: в наборе для подготовки к ОГЭ 31 реактив, осадки и окрашивания из заданий появляются у тебя на столе, а не в воображении.

🎁 ЛИД-МАГНИТ: PDF «Галогены на ОГЭ: свойства, вытеснение и качественные реакции на одном листе» — подпишись на @ximi4kapublic и забери.