Галогенид водорода - Hydrogen halide

Галогениды водорода ( галогенводородные кислоты , когда в водной фазе) являются двухатомными , неорганическими соединениями , которые функционируют в качестве Аррениуса кислот . Формула H X, где X - один из галогенов : фтор , хлор , бром , йод или астат . Все известные галогениды водорода являются газами при стандартной температуре и давлении .

Сложный Химическая формула Длина связи
d (H − X) / пм
(газовая фаза)		 модель Диполь
μ / D 		Водная фаза (кислота) Водная фаза p K a значения
фтороводород
( фтор )		 ВЧ Фтористый водород-2D-sizes.svg Фтористый водород-3D-vdW.svg 1,86 плавиковая кислота 3.1
хлористый водород
(хлоран)		 HCl Хлороводород-2D-sizes.svg Хлористый водород-3D-vdW.svg 1.11 соляная кислота -3,9
бромистый водород
(броман)		 HBr Бромистый водород-2D-sizes.svg Бромистый водород-3D-vdW.svg 0,788 бромистоводородная кислота -5,8
йодистый водород
(йодан)		 ПРИВЕТ Иодистый водород-2D-sizes.svg Иодистый водород-3D-vdW.svg 0,382 йодистоводородная кислота -10,4
водород, астатид,
астатин гидрид
(астатан)		 Шляпа Водород-астатид-2D-sizes.svg Водород-астатид-вычисленный-3D-sf.svg -0,06 гидростатическая кислота ?
водород теннессид
теннессин гидрид
(теннессан)		 HT (около 197 часов вечера) -0,24? гидротеннесиновая кислота ?

Против. галогеноводородные кислоты

Галогениды водорода представляют собой двухатомные молекулы, не склонные к ионизации в газовой фазе (хотя сжиженный фтористый водород является полярным растворителем, отчасти похожим на воду). Таким образом, химики различают хлористый водород от соляной кислоты. Первый представляет собой газ при комнатной температуре, который реагирует с водой с образованием кислоты. Как только кислота образовалась, двухатомную молекулу можно с трудом регенерировать, но не обычной перегонкой . Обычно названия кислоты и молекул четко не различаются, поэтому на лабораторном жаргоне «HCl» часто означает соляную кислоту, а не газообразный хлористый водород.

Вхождение

Хлористый водород в форме соляной кислоты является основным компонентом желудочного сока .

Фтороводород, хлорид и бромид также являются вулканическими газами .

Синтез

Прямая реакция водорода с фтором и хлором дает фтороводород и хлористый водород соответственно. Однако промышленно эти газы получают обработкой галогенидных солей серной кислотой. Бромистый водород образуется при объединении водорода и брома при высоких температурах в присутствии платинового катализатора . Наименее стабильный галогенид водорода, HI, образуется менее непосредственно при реакции йода с сероводородом или с гидразином .

Физические свойства

Сравнение температур кипения галогенидов водорода и халькогенидов водорода ; здесь видно, что фтористый водород ломает тенденции вместе с водой .

Галогениды водорода представляют собой бесцветные газы при стандартных условиях для температуры и давления (STP), за исключением фтороводорода, который кипит при 19 ° C. Один из галогенидов водорода, фтористый водород демонстрирует водородные связи между молекулами и, следовательно, имеет самые высокие точки плавления и кипения из 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 галогеноводородной кислоты выделяют видимые белые пары. Этот туман возникает из-за образования крошечных капелек их концентрированных водных растворов галогеноводородной кислоты.

Реакции

При растворении в воде, которая является сильно экзотермической, галогениды водорода дают 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, галогенводороды являются сильными кислотами , сила кислоты которых увеличивается вниз по группе. Плавиковая кислота сложна, потому что ее сила зависит от концентрации из-за эффектов гомоконъюгирования . Однако в виде растворов в неводных растворителях, таких как ацетонитрил , галогениды водорода имеют лишь умеренную кислотность.

Точно так же галогениды водорода реагируют с аммиаком (и другими основаниями), образуя галогениды аммония:

HX + NH 3 → NH 4 X

В органической химии реакция гидрогалогенирования используется для получения галогенуглерода. Например, хлорэтан получают путем гидрохлорирования из этилена :

C 2 H 4 + HCl → CH 3 CH 2 Cl

Смотрите также

Рекомендации