§         Запропонувати можливі ступені окиснення та пояснити хімічну активність простих речовин р-елементів залежно від конфігурації валентних електронів.

§         Трактувати збуджений стан атомів та гібридизацію їх атомних орбіталей і форму молекул на прикладі утворення відповідних сполук.

§         Трактувати підсилення металічних властивостей простих речовин р-елементів у підгрупі та зменшення у періоді із зростанням заряду ядра їх атомів.

§         Пояснювати хімічні властивості простих речовин та сполук р-елементів за допомогою рівнянь хімічних реакцій.

§         Порівняти умови одержання, стійкість та хімічну активність оксидів, гідрогенпохідних, галогенидів, гідроксидів і солей залежно від ступеню окиснення та положення р-елементів у періодичній системі.

§         Аналізувати здатність сполук р-елементів до участі в реакціях комплексоутворення .

§         Пояснювати окисно-відновні та кислотно-основні  властивості сполук р-елементів залежно від ступеня окиснення елементу.

§         Пояснювати методи добування та хімічні властивості полімерних кислот та їх солей.

§         Запропонувати реакції якісного виявлення катіонів і аніонів р-елементів.

§         Запропонувати прості речовини і сполуки р-елементів, які застосовують у фармацевтичному аналізі та медицині.

Професійна орієнтація студентів

Вільні галогени дуже реакційноздатні та отруйні. В лікарській справі знайшов застосування тільки вільний йод як антисептичний засіб.

Галогени найчастіше застосовують у лікарській справі у вигляді солей, що не вміщують оксиген. Флуориди знайшли застосування в зубній лікарській справі, броміди – як заспокійливі засоби, йодиди – для лікування артеріосклерозу, боротьби з ендемічним зобом. З кислот галогенів застосування як лікарський засіб знайшла лише хлоридна кислота, а з кисневих сполук галогенів – гіпохлорити як дезинфікуючі засоби і хлорати (KClO₃).

Серед інертних газів у медицині найширше застосовується радіоактивний елемент радон – радонові ванни застосовують для лікування серцево-судинних та нервових захворювань, ревматоїдних артритів і поліартритів. Аргон використовують для створення інертного середовища. Фториди інертних газів використовують як фторуючі та окислюючі і агенти.

Методика виконання практичної роботи.

Тема 35. р-елементи VІІА групи. Галогени

Прилади і реактиви: штативи з пробірками, шпателі, газовідвідна трубка з корком, скляні палички. Розчини: хлоридна кислота (2н), калій перманганату (0,5н), сульфатна кислота (75 %), ферум (ІІІ) хлорид, калій роданід (0,01н), натрій броміду (0,5н), калій йодид (0,5н), хлорна вода, бромна вода, цинк (гранульваний), калій перманганат (кристалічний), калій біхромат (кристалічний), калій бромід (кристалічний), манган диоксид (кристалічний). калій біхромат (0,5н), калій йодид (0,1н), натрій бромід (0,5н), натрій хлорид (0,5н), ферум (ІІІ) хлориду (0,5н), калій хлорат, розчин крохмалю, аргентум нітрат, нітратна кислота (2н),  калій хлорид (кристалічний), калій бромід (кристалічний), калій йодид (кристалічний).

Робота 1. Добування  хлору.

У дві пробірки окремо внести по 2-3 кристалики KMnO₄ і K₂Cr₂O₇. В обидві пробірки додати по 2-3 краплі концентрованої хлоридної кислоти. Другу пробірку злегка підігріти. Спостерігати виділення хлору.

Відзначте забарвлення хлору. Написати рівняння реакцій, які проходять, враховуючи, що калій біхромат переходить в хром (ІІІ) хлорид, а калій перманганат в манган (ІІ) хлорид. Вказати окисник і відновник.

Робота 2. Добування  брому і йоду.

У дві пробірки внести: в одну 2-3 кристалики калій броміду і 1-2 мікрошпателі манган диоксиду. У другу пробірку стільки ж суміші калій йодиду і манган диоксиду. В кожну пробірку додати по 2-3 краплі концентрованої сульфатної кислоти. Відзначте виділення брому і йоду (яке забарвлення кожного). Написати рівняння реакцій, які відбулися, враховуючи, що манган диоксид переходить в манган (ІІ) сульфат.

Робота 3. Порівняння окиснювальних властивостей галогенів.

В одну пробірку внести 3-5 крапель 0,5н розчину натрій броміду, а в дві інші – по 3-4 крапель 0,5н розчину калій йодиду. В усі три пробірки додати по 2-3 краплі органічного розчинника (хлороформу). У пробірки з розчином броміду і йодиду внести по 3-4 краплі хлорної води, а в останню пробірку з розчином йодиду – стільки ж бромної води. Вміст пробірок перемішати скляною паличкою і за забарвленням отриманого шару органічного розчинника встановити, який галоген виділився у вільному стані в кожній з пробірок.

Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формі. В кожному випадку вказати окисник і відновник. Розмістити галогени в ряд по зменшенню окиснювальної активності. Пояснити послідовність розміщення. Чи можуть галогени проявляти відновні властивості? Відповідь обгрунтуйте.

Робота 4. Відновлення сульфатної кислоти галогеноводнями.

У три пробірки окремо внести по 2-3 мікрошпателі калій хлориду, броміду і йодиду  і 2-3 краплі концентрованої сульфатної кислоти. Спостерігати на початку реакції виділення білого диму в кожній пробірці. На утворення яких речовин це вказує? Відзначити появу бурих парів брому і йоду у відповідних пробірках. За запахом (обережно!) визначити виділення диоксиду сірки в другій пробірці і сірководню в третій.

Описати досліди і написати рівняння кожної реакції у дві фази: 1) реакція обміну з утворенням відповідних галогеноводнів; 2) реакція відновлення надлишку сульфатної кислоти бромистим і йодистим воднем? Чи відбулося відновлення сульфатної кислоти хлороводнем? Як змінюються відновні властивості в ряду HF, HCl, HBr, HJ? Чим це пояснюється?

Робота 5. Відновлення калій біхромату.

У три пробірки внести по 2-4 краплі 0,5н розчину калій біхромату, підкислити розчини 2н розчином сульфатної кислоти (1-2 краплі). Додати по 2-3 краплі в першу пробірку 0,1н розчину калій йодиду, в другу – 0,5н розчину натрій броміду, в третю – 0,5н розчину натрій хлориду. Розчини перемішати чистою скляною паличкою. В якому випадку відновлення біхромату не відбулося?

Написати рівняння всіх реакцій, враховуючи, що біхромат при відновленні переходить в  хром (ІІІ) сульфат. Як змінилися ступені окиснення галогенів? Що при цьому спостерігається?

Робота 6. Відновлення ферум (ІІІ) хлориду.

Повторити дослід подібно до досліду 2, замінивши розчин калій біхромату розчином ферум (ІІІ) хлориду. Що спостерігали? У якому випадку відбулося відновлення FeCl₃ і відповідно окиснення галогену? Як змінюється відновна активність негативно заряджених іонів галогенів? Випишіть значення стандартних електродних потенціалів відповідних окиснювально-відновних ситем Cl₂/2Cl^–, Br₂/2Br^–, J₂/2J^– та розмістіть їх в рядок по зростанню відповідних властивостей.

Робота 7. Взаємодія калій хлорату з калій йодидом.

Налити у пробірку декілька крапель розчину калій хлорату (бертолетової солі), додати декілька крапель розчину калій йодиду і одну краплю розчину крохмалю. Звернути увагу на те, що помітних змін не відбувається. Додати до розчину декілька крапель 2н розчину сульфатної кислоти і відмітити появу синього забарвлення. Чим воно зумовлене?

Робота 8. Характерні реакції на іони галогенів.

Утворення осадів AgCl, AgBr і AgJ є реакцією, характерною на іони галогенів. Отримайте вказані речовини реакцією обміну. Необхідні розчини солей брати в кількості 4-5 крапель. До отриманих розчинів додати по 2-3 краплі 2н розчину нітратної кислоти. Чи спостерігається їх розчинення?

Написати в молекулярній та іонній формі рівняння реакцій, які відбуваються, відзначте колір отриманих осадів і результат дії на них нітратної кислоти.

Програма самопідготовки

Тема 35. р-елементи VІІА групи. Галогени

Загальна характеристика галогенів. Особливі властивості Флуору як найелектронегативнішого елемента. Прості речовини, їхня хімічна активність.

Сполуки галогенів з Гідрогеном. Розчинність у воді. Кислотні та окисно-відновні властивості. Йонні й ковалентні галогеніди, їх відношення до дії води, окисників та відновників. Галогенід-іони як ліганди у комплексних сполуках. Реакції виявлення галогенід-іонів.

Галогени з додатним значенням ступеня окиснення. Сполуки з Оксигеном і міжгалоїдні сполуки. Взаємодія галогенів з водою та водними розчинами лугів. Оксигеновмісні кислоти галогенів та їхні солі. Будова і природа зв’язків. Стійкість у вільному стані і в розчинах, зміна кислотних і окисно-відновних властивостей залежно від ступеня окиснення галогена. Хлорне вапно. Хлорати, брамати і йодати. Біологічна роль сполук Хлору, Флуору, Брому та Йоду.

Поняття про хімізм бактерицидної дії хлору і йоду. Застосування хлорного вапна, хлорної води, препаратів активного Хлору, Йоду, а також фторидів, хлоридів, бромідів, йодидів у медицині, санітарії і фармації.

Тема 36. р-елементи VІІІА групи. Благородні гази

Загальна характеристика р-елементів VIIIA групи. Особливості будови молекул. Фізичні та хімічні властивості. Відносність поняття «інертні гази». Сполуки інертних газів з Флуором. Особливості в будові атома і властивостях гелію. Застосування благородних газів у медицині.

Зразки тестових завдань та ситуаційних задач.

1. Правильно електронна конфігурація атома Хлору представлена таким чином:

A. 1s²1p²2s²

B. 1s²2s²2p²

*C. 1s²2s²2p⁵

D. 1s¹2s²2p³

2. Негативний ступінь окислення проявляє Хлор у сполуці:

A. HClO₄.

B. Cl₂.

*C. HCl.

D. HClO.

3. Молекула хлору має форму:.

A. Вигнуту.

B. Площинну.

*C. Лінійну.

D. Пірамідну.

1. На основі електронних формул атомів галогенів в нормальному і збудженому станах пояснити, чому хлор, бром і йод можуть проявляти ступінь окиснення +1, +3, +5, +7, а фтор тільки –1?

2. В яких ступенях окиснення галогени можуть проявляти: а) тільки окиснювальні властивості; б) тільки відновні властивості; в) окиснювальні та відновні властивості.

3. Фізичні властивості фтору. Його використання. Допишіть рівняння реакцій та назвіть продукти: а)SiO₂+F₂=; б)H₂O+F₂=; в)S+F₂=; г)P+F₂=; д)Xe+F₂=; е)ClF+F₂=. Добудбте фтор за реакціями: а) електролізу суміші HF-KF; б) дією HF на оксиди, гідроксиди, карбонати.

4. Допишіть рівняння реакцій та назвіть продукти: а)NaF+MgF₂=; б)NaF+AlCl₃=; в)NaF+SiF₄=; г)SiF₄+H₂O=; д)KF+BeF₂=; е)BeF₂+SiF₄=.

5. Зобразіть просторову будову молекули фтор оводню. Фізичні властивості добудьте HF за реакцією CaF₂+H₂SO₄=. Допишіть рівняння реакцій та назвіть продукти: а)HF+H₂O=; б) HF+SiO₂=. Чому фтороводневу кислоту не можна зберігати у скляному посуді?

6. Фізичні властивості хлору. Його використання. Запропонуйте способи добування хлору. Написати схему хімічної рівноваги в розчині хлорної води. Дією яких речовин на хлорну воду можна довести наявність в ній: а) вільного хлору; б) іону хлору; в) в якому напрямку зміститься рівновага при додаванні лугу? Допишіть реакції та назвіть продукти: а) Cl₂+NaOH=; б) Cl₂+H₂O=.

7. Знайти ізотопний склад хлору (в ат. %), якщо в природі існують лише ³⁵Cl та ³⁷Cl, а середня атомна маса хлору становить 35,471.

8. Написати рівняння реакції взаємодії галогенів з металами та неметалами (залізом, золотом, сіркою, фтором, вуглецем, кремнієм).

9. Фізичні властивості хлороводню. Написати рівняння дисоціації хлоридної кислоти. Користуючись довідниковими даним Ка зробіть висновки про силу кислоти. З якими металами реагує соляна кислота. Запропонуйте приклади. Напишіть реакції взаємодії HCl з основами, амфотерними оксидами, основними солями.

10. Наведіть приклади сполук, де Хлор проявляє с.о. +1. допишіть реакції та назвіть продукти: а) Cl₂+F₂=; б)Cl₂O=; в)Cl₂O+HOH=; г)ClF+HOH=; д)Cl₃N+HOH=; е)Cl₂+KOH=; є)Cl₂+HOH=.

11. Наведіть формулу хлорнуватистої кислоти. Як називаються її солі? Допишіть реакції та назвіть продукти: а)HClO=; б)KClO=; в)KClO (кат)=. Що таке жавелева вода? Де її використовують?

12. наведіть приклади сполук, де Хлор проявляє с.о. +3. фізичні властивості трифториду хлору. Наведіть формулу хлорнуватої кислоти. Як називаються її солі? Допишіть реакції та назвіть продукти: а) ClO₂+NaOH=; б)HClO₂=; в)NaClO₂=; г)HClO₂+HCl=. Що таке хлорне (білильне) вапно? Добудьте його за реакцією Ca(OH)₂+ Cl₂=. Допишіть реакції та назвіть продукти: а) Ca(OCl)₂+HCl=; б) Ca(OCl)₂+CO₂=.

13. Наведіть сполуки Хлору, де він проявляє с.о. +5. Допишіть реакції та назвіть продукти: а)ClF₃+F₂=; б)ClO₂+F₂=; в)ClOF₂+H₂O=. Наведіть формулу хлорнуватої кислоти. Як називають її солі? Що таке бертолетова сіль? Допишіть реакції та назвіть продукти: а) KOH+Cl₂=; б)Ba(ClO₂)₂+H₂SO₄=; в)KClO₃=; г)KClO₃+HCl=.

14. Наведіть формулу хлорної кислоти. Як називають її солі? Допишіть рівняння та назвіть сполуки: а)KClO₄+H₂SO₄=; б)HClO₄+H₂O=.

15. Здійснити наступні перетворення:

KCl ® Cl₂ ® KClO₃ ® KClO₄ ®Cl₂O₇ ®ClO₂

KJ ® J₂ ® HJO₃ ® J₂O₅ ® J₂

16. Вирахувати рН  0,01 М розчину натрій гіпохлориту.

17. Фізичні властивості Br₂, I₂ At₂. Як змінюється окисна активність у ряді F₂-At₂?

18. Закінчити рівняння реакції:

а) J₂ + Cl₂ + H₂O = HNJ₃ +

б) KBr + Cl₂ =                 

в) NaOH + Cl₂ =

г) HgO + Cl₂ =

д) J₂ + HNO₃(розв.) = HJO₃ +

е) J₂ + H₂O₂ =

19. Йод практично нерозчинний у воді, але легко розчиняється в розчині калій йодиду. Чому?

20. Скільки грамів йоду виділяється при взаємодії надлишку калій йодиду з 300мл 6%-ного розчину калій перманганату KMnO₄  (r_р-ну = 1,04 г/мл) в кислому середовищі?

21. До розчину, що містить іони Cl^–, Br^–, J^–, додали розчин аргентум (І) нітрату. Визначити, в якій послідовності будуть випадати аргентум галогеніди в осад.

22. Закінчити рівняння реакцій:

K₂Cr₂O₇ + KJ + H₂SO₄ = J₂ + Cr₂(SO₄)₃ + …

KClO₃ + MnO₂ + KOH = K₂MnO₄ + KCl + …

KCl + HNO₃ = NO + …

KJO₃ + KJ + H₂SO₄ = J₂ + …

Ca(ClO)₂ + H₂O₂ = CaCl₂ + …

Ca(OH)₂ + Cl₂ =

KClO₃ =

23. Визначити ступінь окислення благородних газів в сполуках: KrF₂, XeF₄, XeF₆, H₂XeO₄, XeO₃. Фізичні властивості.

24. Допишіть рівняння реакції гідролізу ксенон тетрафториду

XeF₄ + H₂O → XeO₃ + Xe + O₂ + —-

25. Яка маса оксиду ксенону(VI) утворюється, якщо в результаті реакції виділяється 33,6 л О₂(н.у.)? 

26. При взаємодії ксенону з фтором утворилася суміш фторидів XeF₂ і XeF₆ масою 13,25 г.

      При обробці суміші водою виділилося 1,68 л ксенону (н.у.). Вирахувати масову долю (%)

      кожного фториду в суміші.

27. Зі скількох атомів складається молекула аргону, якщо густина його за повітрям рівна 1,38?

Розрахувати процентний склад (за масою) ксенону в сполуці Xe[PtF₆]. Назвати цю сполуку.

Студент повинен знати:

1. Хімічні властивості р-елементів VIІA групи, та властивості їх сполук.

Студент повинен вміти:

1.      Проводити аналіз солей р-елементів VІIA групи.

Джерела інформації

а) Основні:

1. Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.

2. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. Для студ. вищ. навч. закл. –ВТФ «Перун», 2004. – 480 с. 

3.      Рейтер Л.Г. Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Навчальний посібник. – К.: Каравела, 2003. – 344 с.

4.      Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая шк., 2003. – 743 с.

5. Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.

6. Каличак Я.М., Кінжибало В.В., Котур Б.Я. та ін. Хімія. Задачі, вправи, тести: Навчальний посібник. – Львів: Світ, 2001. – 176 с.

7. Державна Фармакопея України / Державне підприємство «Науковий-експертний фармакопейний центр». – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001.– 556 с.

8. www.tdmu.edu.te.ua/education.php.

б) Додаткові:

1.      В. Гомонай, С. Мільович Біонеорганічна хімія. – Ужгород: ВАТ «Патент», 2006. – 200 с.

2.      Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії – За ред. В.С. Телегуса: Підручник – Львів: Світ, 2000 – 424 с.

3.      Ершов Ю.А. Попков А.С. Берлянд А.З. Книжник А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. – М.: Высш. шк., 2000. – 560 с.

Автор: к.х.н., асист. Демид А.Є.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

_____     ________2013 р. протокол № ___

Переглянуто на засіданні кафедри

_____     ________20__ р. протокол № ___