Галогендердің сутекті қосылыстары
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..3
1 VII ТОПША ЭЛЕМЕНТТЕРІНЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА ... ... ... ... ... ... .. ... ...5
1.1 Галогендер топшасына жалпы
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2 Химияны оқыту технологиясының мәні және
сипатталуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
1.3 Химияны оқыту әдістемесінің зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..31
2 ГАЛОГЕНДЕРДІ МОДУЛЬДІ БЛОКПЕН ОҚЫТУ
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .41
2.1 Галоген топшасына модулді блокпен оқытудың тәжірибелік
әдістемесі ... ... ... ..41
2.2 Жеке топтық жұмыс
формасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...48
2.3 Ұжымдық технологиясы бойынша
оқыту ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .51
2.4 Алынған нәтижелерді
сараптау ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..56
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 62
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазақстан Республикасында 2015 жылға дейінгі
Білім беруді дамыту тұжырымдамасында: Қазіргі заман жағдайында жоғары
білім беру жүйесіне жаңа сана мен қоғамдық мәртебе беру және оны жеке сала
ретінде қабылдау қажет, оның бірінші кезектегі міндеті – жоғары білікті
мамандарды даярлау, икемділік пен білімділік болуға тиісті, - деп атап
көрсетілгендей, жаңа оқыту технологиясын меңгеру мен сапа менеджіментіне
көшуге байланысты болашақ мұғалімдердің іскерлік пен шеберліктерін
қалыптастыруға жаңа көзқараспен қарау керектігі туындайды.
Химия пәні бойынша жаңа бағдарламаны енгізуде химия пәнінің мұғалімінен
келесі талаптарды қажет етті: оқу-тәрбие процесін ұйымдастыру түрін
жетілдіру және оны тиімді жағдайда пайдалану. Жалпы білім беретін және
кәсіби мектептердің реформасында қарастырылған келесі Оқу үрдісінің
негізгі түрі сабақпен бірге – лекция, семинарлар, сұқбаттасу және оқытудың
басқа түрлері кең көлемде қолданылуы қажет, - деп қарастырылған мәселесі
кездейсоқтық емес.
Бұдан, қазіргі заманғы білім берудің мақсаты – оқыту материалын,
қабілеттілін дамыту, қоршаған ортаның өзгергіштік шартында бағдарлай алу
шеберлігін қалыптастыруда, танымдық процесін белсендіру үшін оқушыларға
тиімді жағдай жасап ұсыну.
Мұндай мәселені жоспарланған және әртүлі оқыту әдістері мен тәсілдері
қарастырылған, белсенді түрде ұйымдастырылған оқу үрдісі арқылы шешу
қажет. Міне, сондықтан да мұғалім – оқушы үшін қызықты тұлға болып, әрбір
сабақта өзінің шығармашылығын көрсетіп және химия пәні – жаратылыстану
ғылымының патшайымы екенін дәлелдеу қажет.
Тақырыптың зерттеліну деңгейі. Білім мазмұны жаңа үрдістік біліктермен,
ақпаратты қабылдау қабілеттерінің дамуымен, ғылымдағы шығармашылық және
нарық жағдай-ындағы білім беру бағдарламаларының нақтылануымен байи түсуде.
Қазіргі білім беру саласында маман даярлауда білім мазмұнына жаңалық
енгізудің тиімді жаңа әдістерін қолдану, оқу әрекетіне қажетті әдіс-тәсіл,
дидак-тикалық жүйе, психологиялық-педагогикалық іс-әрекеттердің жүйелі
кешен ретінде пайдаланылады.
Қазіргі педагогикалық теорияда білім беру технологиясы, педгогикалық
технология, оқыту технологиясы ұғымдары ғылыми айналымға енуде.
Қарастырылып отырған мәселені зерттеуде Б.Т.Беспалько, С.Сполдинг,
В.В.Сериков, Н.Н.Хан, В.М.Монахов, В.М.Кларин, И.Я.Лернер, П.И.Пидкасистый,
В.В.Гузеев, Н.Д.Хмель тағы басқа ғалымдар үлес қосуда. Техникалық прогресс
пен экономикалық дамудың деңгейіне ғана тәуелді емес, ең бастысы ол адам
үшін және оның игілігі үшін негізгі әлеуметтік-экономикалық мәселелерді
шешуге дайын, кәсіби құзыреттілігі жоғары, өзінің кәсіби қызметі саласында
бәсекеге қабілетті, еліміздің қоғамдық өмірі мен ғылымына экономикалық
маңызды бағыттарының қарқынды даму мәселелерін шешуге бағытталған заманауи,
дегдарлық жоғары біліммен қаруланған маманмен анықталады.
Ал ондай мамандарды дайындаудың түп-тамыры, бастамасы орта мектептің
жоғары буынынан бастау алады. Сондықтан, бұл жұмыстың өзектілігі орта
мектепте оқушыларға заман талабына сай сапалы білім беру, әрбір оқушының
бойындағы талаптың көзін ашу, өмірге дұрыс жолдама беру процесінде мұғалім
мамандығы маңызды орын алатындығына көз жеткізу.
Химия пәнінің мұғалімін дайындау жүйесіндегі қазіргі оқыту техноло-
гиясы пәнінің кәсіби шеберліктер мен іскерліктер арқылы еркін бағдарлай
білетін; өзін-өзі дамытуға өз бетінше жаңааша ойлауға, адамгершілік
тұрғысынан нақты шешімдер қабылдауға және бәсекелестікке қабілетті жеке
тұлғаны қалыптастыру болып табылады. Осыған орай кәсіптік білім беру
жүйесінде болашақ мамандардың кәсіби педагогикалық шеберлігін арттыру
қажеттілігі туындайды. Сондықтан да, диплом жұмыста Галогендер топшасын
инновациялық әдіспен оқытудың ерекшелігі қарастырылған.
Диплом жұмысының мақсаты:
-галогендер топшасын тиімді оқытудың әдістемесін жасау.
Диплом жұмысының міндеттері:
-галогендер топшасын оқытудың әдістемелеріне әдеби шолу жасау;
-оқыту әдістемесінде бар әдістемелермен танысу;
-белгілі әдістемелерге сараптама және талдау жүргізу;
-галогендер топшасын оқытудың осы уақыттағы заман талабына сай оқыту
технологияларына сәйкес жаңа әдістемелер жасау;
Эксперимент барысында оқу материалын жүйелеп, бейне жоспар арқылы
түсіндіру. Барлық оқушыға тең мүмкіндіктер жасап, топпен жұмыс істей білу
мен шешім қабылдай алуға үйретуді көзделді.
Зерттеу обьектісі. Негізгі мектепте химияны оқыту үрдісі.
Зерттеу пәні. Орта мектеп химия курсында оқушыларға галогендер
топша-сын оқыту.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы.
1. Негізі мектеп химиясы бойынша галогендер топшасының қасиеттері
анықталып, ғылыми тұрғыдан негізделді.
2. Химия пәні бойынша оқушылардың білімін тереңдетіп, қызығушылы-ғын
арттыра отырып, мектептің жоғары сатысында дұрыс бағдар таңдауға негіз
болатындығы сараланды.
Зерттеудiң ғылыми әдiстерi.
Педагогикалық эксперимент жүргізу, арнайы бақылау, мұғалімдермен,
оқушылармен сұхбаттасу, сауалнама, педагогикалық эксперимент нәтижелерін
сұрыптау.
Дипломдық жұмысты жүргізудің практикалық базасы
Жетісай қаласындағы №3 Ш.Уалиханов атындағы жалпы орта мектебінің,
11сыныбы.
Диплом жұмысының құрылымы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытынды мен
пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 VII ТОПША ЭЛЕМЕНТТЕРІНЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА
1.1 Галогендер топшасына жалпы сипаттама
Галогендер топшасын оқып-үйренудің екі ерекшелігі бар. Біріншіден,
галогендердің табиғи тобы периодтық заң және периодтық жүйені өтер алдында
қарастырылып, физикалық, сондай-ақ химиялық қасиеттеріндегі, маңызды
қосылыстарының құрамы мен қасиеттеріндегі ұқсастықтары және айырмашылықтары
анықталған болатын. Хлорсутек, тұз қышқылының қасиеттері және тұздары
оқушыларға белгілі.
Екінші ерекшелігі – бұл периодтық заңдылық пен зат құрылысы
теорияларының негізінде оқылатын химиялық элементтердің алғашқы топшасы.
Сондықтан периодтық заң мен атом құрылысының заңдылықтары оқушылардың таным
әрекетін жандандыру үшін барынша толық пайдаланылады, оқушылардың өздігінен
істейтін тәжірибелік жұмыстарына жол ашылады.
Оқушылар галогендердің жалпы сипаттамаларымен өздігінен істейтін
жұмыстар арқылы танысады. Оқушыларға үш тапсырма беріледі.
1-ші тапсырма. Галогендердің салыстырмалы сипаттамаларын мына үлгі
бойынша кесте түрінде жазыңыздар: 1) электртерістігінің кемуі бойынша
химиялық таңбалары ( F, Cl, Br, I ); 2) салыстырмалы атомдық массасы; 3)
атом құрылысының электрондық және графикалық формулалары; 4)атом
құрылысындағы: а) ұқсастықтары; ә) айырмашылықтары; 5) жай заттарының
электрондық формулалары және химиялық байланыстарының түрі; 6) кристалл
торларының түрі; 7) агрегаттық күйі.
Кестені талдау арқылы галогендердің ұқсастығы электрондық құрылысының,
әсеріне сыртқы энергетикалық деңгейлерінің бірдейлігімен, ал айырмашылығы
валенттілік электрондарының ядродан алыстауымен түсін-діріледі. Жай заттар
молекулаларындағы химиялық байланыстың түрлерін, кристалл торларының типін
салыстырып, физикалық қасиеттерінің өзгеруіндегі заңдылықтардың беті
ашылады, ол үшін оқулықтағы және арнайы дайындалған кестелер
пайдаланылады[1].
2-ші тапсырма. Галогендердің сутекті қосылыстарын сипаттаитын кесте
толтырыңыздар: 1) химиялық формуласы; 2) электрондық формуласы; 3)
химиялық байланыстың түрі; 4) тұрақтылығы; 5) кристалл торының түрі. Кесте
толтыруға қажетті мәліметтерді оқушылар оқулықты өздігінен оқу арқылы іздеп
табады. Әңгімелесу арқылы жұмыстың қорытындысын шығарғанда химиялық
байланыс түзетін электрон бұлттарының пішініне, түзілу
сызбанұсқасынсыздыруға, байланысты сипатына, фторсутегінің йодсутегіне
қарай тұрақтылығының кему себебіне назар аударылады.
Галогендердің оттекті қосылыстарынсипаттайтын кесте жазудың қажеті
шамалы. Галогендердің бәрі периодтық жүйедегі орнына сәйкес жоғарғы оң
тотығу дәрежесін көрсетпейтін анықтап өтіледі. Жалпы заңдылыққа
сәйкесоқушылардың F2O7 деген формула жазатыны жиі кездеседі. Сондықтан
электртерістігі ең күшті элемент фтордың минус бірден өзге тотығу дәрежесін
білдірмейтіні баса айтылып, оттегімен қосылысының формуласы OF2 екеніне
көңіл бөлінеді.
Галогендердің химиялық касиеттерін талдағанда, жаңа бағдарламаның
талаптарына сәйкес тотығу-тотықсыздану реалцияларының электрондық табиғаты
жөнінде алғашқы түсінік беріледі, электрондық баланыс теңдеулері жазылады.
Бұл арада фосфордың хлорда жануын оқушыларға бұрыннан таныс оттегінде
жануымен салыстырып, электрондық жағынан алғанда бұлардың бір-біріне ұқсас
процесс екені түсіндіріледі. Басқа да бейметалдармен және металдармен
әрекеттескендегалогендер атомдарының тотықтырғыш қасиет көрсететін,
сөздерінің тотықсызданатыны айтылады.
Жалпа сипаттамадан кейін галогендердін ішінен хлор элементі және оның
қосылыстары толық қарастырылады. Мұның мәнісі хлор қосылыстары табиғатта
кең таралған, халық шаруашылығының түрлі салаларында, медицинада және
тұрмыста жиі қолданады, көпшілігі оқушыларға бұрыннан белгілі[2].
Жалпы заңдылықтар тұрғысынан галогендермен салыстыра отырып хлор
атомының және молекуласының құрылысы, алынуы, жәй және күрделі заттармен
әрекеттесуі талқыланады. Сумен әрекеттесуінің ерекшелігі және маңызы, бұл
реакцияда хлор атомының екі жақты қасиеттер көрсететіні электрондық баланыс
теңдеуін талқылау арқылы нақты түсіндіріледі.
Хлордың химиялық қосылыстарынан хлорсутек және тұз қышқылы айрықша
қарастырылады. Бұл қосылысты өтумен байланысты газдардың мольдік көлемі,
Авогадро заңы, газдардың салыстырмалы тығыздығы туралы жаңа ұғымдар
беріледі. Сан есептерінің жаңа түрлері енгізіледі: 1) химиялық теңдеулер
бойынша газдардың көлем қатынастарын табу; 2) реакцияға кіріскен немесе
шыққан заттардың берілген мөлшері бойынша көлемін табу; 3) газдардың
салыстырмалы тығыздығын есептеу. Бұл есептеулер оқушылардың химиялық
реакциялардың сандық сипаттамалары жөніндегі білімін кеңейтеді.
Оқушылар тұз кышқылын және оның тұздарын анықтаудың сапалық
реакциясымен, галогендердің тотықтырғыш қасиеттерінің салыстырмалы
сипаттамасымен танысады, хлоридтерді, бромидтерді және йодидтерді ажыратып,
тануға байланысты эксперимент есептерін шығарады.
Галогендер - деп аталатын фтор, хлор, бром, йод, және астат VII топтың
негізгі топшасына жатады. Гректің галоген деген сөзі тұз туатын дегенді
білдіреді. Галоген атомдарының электрондық құрылысы ns2np5 конфигурациясына
тең:
Ғ – 2s2 2р5
Сl – 3s23р5
Вr – 3d 4s24p5
Y – 4d 5s25р5
At - 4f 5d 6s2 6р5
Элементтердің реттік нөмірлерінің өсуіне байланысты олардың атомдарының
радиустарының өсетінін, соған сәйкес иондану энергияларының және
электротерістіліктерінің кемитінін байқауға болады, яғни Ғ – Аt бағытында
бейметалдық қасиеттері кемиді – фтор ең күшті бейметалл, ал астаттың кейбір
металдық қасиеттері болады.
Мысалы, хлордың электрондық формуласы:
+17Cl = 1s22s22p63s23p53d0 .
Атомның электрондық құрылымы:
3s2 3p5 3d0
Фтордың сыртқы электрондық қабатында бос ұяшықтар жоқ болғандықтан,
қоздыру арқылы оның дара электрондарының санын көбейтіп валенттігін өсіруге
болмайды, сондықтан ол барлық қосылыстарында бір валентті.
Графиктік формуладан хлордың, бромның, иодтың астаттың сыртқы
қабатындағы d – қабатшасының ұяшықтары бос екенін байқауға болады,
сондықтан сырттан энергия жұмсау арқылы олардың дара электрондарының санын
1 – ден жетіге дейін өсіруге болады, ал соған сәйкес олар қосылыстарда 1,
3, 5, 7 валентті бола алады (Сызбанұсқа 1).
Сызбанұсқа 1. Галогендерге жалпы сипаттама
Галогендердің реттік нөмірінің өсуімен электрондардың жалпы саны және
атомдық радиусы өседі; сыртқы электрондары ядродан алыстап, оған әлсіздеу
тартылады. Сондықтан F – Cl – Br – I – At қатарындағы галогендердің
бейметалдық қасиеттерімен мен олардың тотықтырушылық қабілеттілігі
әлсірейді, ал металдық қасиеті мен тотықсыздандырушылық қасиеті
күшейеді[3].
Галогендердің жоғары химиялық белсенділігі галоген атомдары молекулаға
бір электрондық жұп арқылы байланысуымен орайлас, ал молекулада болса әрбір
атомның айналасында тағы үштен бөлінбеген электрондық жұп бар. Мұндай
электрондық жұптар тебіледі.мұның салдарынангалоген молекуласында атомдар
арасындағы байланыс әлсірейді де галоген молекуласын атомдарға оңтайлы
ыдыраушылығын тудырады.
Бос күйіндегі жоғары реакцияласу қабілеттілігінің арқасында табиғатта
галогендер кездеспейді.
Топ бойымен жоғарыдан төмен қарай жылжығанда галогендердің балқу
температурасы мен қайнау температурасы жоғарлайды – бұл галоген
молекуласының арасында Ван-дер–Ваальстік күштің әсер етуімен түсіндіріледі,
ал ол өз кезегіндемолекула өлшемі өскен ( электрон саны арқылы) сайын
күшейеді.
Жалпы галогендер үқсас бола тұрсада олардың арасындасапалық айырмашылық
бар. Бұл иондану энергиясының айырмасымен,электрондарға ынтықтылығымен және
т.б. сипатталынады және галогендердің атомдық радиустарының шамасын
тәуелді.
Атомдық радиусы ең кішісі фтор өте күшті тотықтырғыш болып келеді. Фтор
молекуласының арасындағы байланыстың аномальді төмен болуы, мүмкін байланыс
ұзындығының қысқа болуымен байланыс π – орбитальда болатын жұптың
тебілуімен байланыс болады.
Фтор сутекпен ерекшеқызу әрекеттеседі, ал йод болса онымен баяу
әрекеттеседі және йод гидриді болса онда тіпті әлсіз физикалық әсерде
(сәулелендіру, қыздыру) ыдырай бастайды. Йод және астаттың оттекті
қосылыстары барынша тұрақтылау[4].
Қалыпты жағджайдағы хлор және фтор газ, олар әлсіз – сары түсті, бром
ауыр қою – қызыл түсті сұйықтық (Сурет 1). Йод пен астат – қаралау түсті
қатты зат. Фтордан бастап астатқа қарай түсінің қоюлана түсуі электрндық
қабат санының артуымен және көрші электрондық деңгейлер арсындағы энергия
айырмасының азаюмен байланысты.астат әлсіз металдың қасиет байқатады және
йодқа ұқсас.
Бромның сыртқы көрінісі
Сурет 1. Галогендердің сыртқы көрінісі
Галогендердің табиғатта таралуы, ашылу тарихы және қолданылуы
Химиялық активтігі күшті болғандықтан галогендер табиғатта тек
қосылыстар түрінде, әсіресе, галогенсутек қышқылдарының тұздары түрінде
кездеседі. Фтор мен хлор көп тараған, бром мен иод шашыранды түрінде
тараған, ал астат табиғатта кездеспейді, өйткені оның бірде – бір тұрақты
изотопы жоқ[5].
Фтор – табиғатта бос күйінде кездеспейді. Оның жер қыртысындағы мөлшері
0,065 % ал мұхит суында – 0,0001 % шамасында. Фтордың маңызды минералдарына
флюорит немесе балқытқыш шпат СаҒ2, криолит 3NаҒ; АlҒ3 фторапатит
Са3(РО4)2·СаҒ2 жатады.
СаҒ2 металдарды балқытқанда, жасанды криолитті дайындау үшін, сондайақ
оптикада қолданылады. Балқығыш шпаттың кен орны Забайкалье, Орта Азия,
Архангельск облысында; криолит пен фторапатиттікі – Оралда, Кольск жарты
аралында кездеседі.(х)
Фтордың едәуір мөлшері әртүрлі таулы жыныстарда шашыла тараған. Ол
микро мөлшерде өсімдікте, жер қыртысында, жануар мен адам организмінде
кездеседі. Жерде фтор мөлшері шекті мөлшерден артық болса, онда өсімдіктің
ерекше түрі дамиды.
Фторды француз ғалымы Анри Муассон ашқан. Оның фтор аталуы гректің
phthoros бұзушы, қиратушы деген сөзінен алынған.
1810 жылы А. Ампер балқығыш қышқылының тұз қышқылына өте ұқсас
екендігін байқап, хлорға ұқсас жаңа элементтің бар екендігін сеніммен
болжайды да оны флюорий деп атайды. Сол тұста дала шпатынан СаҒ2 балқығыш
қышқылы алынады. СаҒ2 флюорит деп аталатын. Осыған байланысты фторды сол
кезде флюерий деп атаған. Бертін келе, 1816 жылы А. Ампер болжамдаған
элементті фтор деп атай бастайды. Біздің ғылыми әдебиетте фтор аталуы
сақталып қалды, ал батыс елдерінде оны әліге дейін флюорий деп атайды.
Латын тілінде флюо- ағу дегенді білдіреді.
Хлор табиғатта натрий, калий, магний хлоридтерінің қуатты кеніштерінде,
галит немесе тасты тұз NaCl бишофит MgCl2*6H2O, мүйізді күміс AgCl және
т.б. түрінде кездеседі. Мұндай кен орындарының басым көпшілігі бұрынғы су
орнының булану нәтижесі және олар тұздардың күрделі қоспасы түрінде болып
келеді. Олар Батыс Украинада, Орта Азияда, Закавказьеде және т.б.
аймақтарда кездседі. Мұнан басқа, өздігінен шөгетін тұз көптеген мөлшерде
жазда тұзды көлдер табанына тұнады, ол өнеркәсіптік өңдеу нысаны болады.
Натрий хлориды түрінде хлор мұхит, теңіз, көл суларында көп тараған.
Сонымен бірге натрий хлориды жер қыртысында тас тұзының қабаттары түрінде
кездеседі. Хлор сильвин КСl, карналлит КСl·МgСl2·6Н2О минералдары түрінде
табиғатта кездеседі.
Карл Шееле 1774 жылы марганецпен МnO2 теңіз қышқылының (HCl)
әрекеттесуін зерттей отырып сары түсті, тұншықтырғыш газ бөлініп шыққанын
байқайды. Шееле флогестон ториясын жақтаушы болатын, сондықтан теңіз
қышқылының Флогистонның марганец алған екен деп ойлап, ал газды
флогистонсыздалған теңіз қышқылы деп атайды [6].
Соңынан бұл газды Бертолле (1780 жылы) зерттеп, оның судағы ерітіндісі
(HCl) мен O2 беретінін байқап (Cl2+Н2О =2НCl+О), бұл газды оттек бар екен
деп ойлайды да, оны тотыққан тұз қышқылы деп атайды. Россияда Б.М.
Севергин (1800 ж), А.Н. Шерер (1807 ж.) Захаров (1810 ж) тотыққан тұз
қышқылы газ деп атаған. Сөйтіп, хлор оттекті қосылыс деген ұғым, әсіресе
Берцелиустың қолдауымен анық орнаған болатын.
Гей–Люссак және Л.Ж. Тенар 1808-1809 жылдарында HCl-ға натриймен әрекет
еткенде сутектің бөлісіп жатқанын байқайды, екінші жағынан солар сутек пен
тотыққан теңіз қышқылы (Cl) қосылып HCl түзілетінін тәжрибеден көреді:
олай болғанда тотыққан теңіз қышқылы жай зат деп қорытынды шығаруға
батылы бармайды, өйткені ол жай зат болса, онда оның ішінде оттек болмайды;
ол мүмкін емес деп ойлайды. 1810 жылы осылардың барлығына Дэви қарсы шығып,
оған хлорин деген ат берді. Дэвидтің пікіріне Бертолле (1811ж), соңынан Гей
Люссак пен Тенар (1812) қосылады. Гей Люссак оған хлор деп ат береді.
Берцелюс бастаған бір топ химиктер көніңкіремей жүріп, Дэви мен Гей
Люссактың қосымша тәжірибелерінде ол газда оттек жоқ екендігін дәлелдеген
соң оларда қояды.
Россияда 1813 жылы Гизе тұз туғызушы, 1820-шы жылдан бастап әсіресе
Гесттің жұмыстарында (1835ж.) хлор деп аталады. Швейгер хлордың натриймен
тікелей қосылысқанын бақылағаннан кейін химияға галоген сөзді енгізді.
Сөйтіп хлор 1774ж. ашылғанымен 36 жыл кейін ғана толық мойындалды[7].
Сілтілік және сілтілік жер металлдарының бромидтері еріген күйінде
кейбір тұзды көлдердің рафасында (тұздықты суында), теңіз суында (0,006 %)
және мұнайлы кеніш орындарының топырақ асты суларында болады. Бромидтер
қатты тұздар түрінде тасты тұз жатындарында кездеседі, олар ертедегі ішкі
теңіздердің булана құрғауы салдарынан пайда болған.
Бром натрий, калий, магний тұздары түрінде теңіз суларында, кейбір көл
суларында аз мөлшерде кездеседі.
Бромды 1825 жылы К. Левиг ашқан және 1826 жылы француз ғалымы А. Балар
теңіз өсімдігінің күлінен көп мөлшерде алған. А.Баллар тұз кендерінен
алынған тұздарды және сол кезде түзілген ерітіндіге хлормен әрекет еткенде,
жаңа заттың бөлінетіндігін айқындады.
Бром аталуы гректің bromos - ашулы иіс деген сөзінен алынған. Бұл
оның тұншықтырушы өткір иісімен байланысты.
Табиғатта бромдар 79Br изотопының 50,57 % және 81Br изотопының 49,43%
мөлшері болады.
Йод теңіз өсімдіктерінде кездеседі, ондағы бұл элемент өздерінің
клеткаларында жинақталады. Концентрлену дәрежесі аса үлкен мәнде болады:
мысалы теңіз суында 5(10-6 %, ал теңіз қырық қабатында йодтың 0,5 % бар.
Аса аз, тіпті іздік мөлшердегі йод барлық ортада кездеседі: ауада, суда,
жер қыртысында, өсімдік және жануарлар организімінде. Геохимияның негізін
салушылардың бірі академик А.Ф.Ферсман йодты кезбе элемент деп атаған.
Натрийлік (чилийлік) селитрада натрий йодаты NaIO3 түріндегі йод едәуір
мөлшерде (0,1 %) кездеседі. Йод түзетін минерал – лаутарит Ca(IO3)2 -
өнеркәсіптік өндіруге жарамды кеніш орындарын түзбеген, ол шашыранды.
Мұнайлы аймақтағы жер асты суларында йодиттер мен бос йод кездеседі.
Йод бромға қарағанда да аз тараған. Ол натрий иодаты және периодаты
түрінде селитралармен, мысалы, чили селитрасымен бірге кездеседі. Ол теңіз
капустасы ламинария құрамында болады [8].
Өткен ғасырдың басында Наполеонның толып жатқан басқыншылық соғыстарына
өте көп керекті мылтық дәрісін (порох) жасауға селитра қажет болды,
селитраны теңіз балдырынан алуды көп кісі кәсіп қылды. Париждің түбіндегі
аптека ұстаушы Б. Куртуа селитра заводын салады. Селитраны қайнататын
қазанның түбінде қалатын белгісіз бір тұздарды зерттей келе, оны күкірт
қышқылымен әрекеттесе күлгін түсті будың шыққанын байқайды, буды жинаса ол
метал сияқты жылтыр кристалдарға айналады. Куртуа бұл затты таныс
профессоры Клеманға, ол Гей Люссак пен Дэви мұның қасиетін зерттеп
Куртуаның тапқаны жаңа элемент екенін анықтайды. Оны йод (грекше йодос -
күлгін түс) деп атайды[9].
Астат – атаулы тұрақсыз деген мәнді білдіреді , ал а – теріс, статус
- тұрақтылық деген сөздерден құралған. Бұл осы элементтің тұрақсыз
екендігін нұсқайды, оның барлық изотоптары белсенді.
Ал бұл элементтің ашылуы жайлы – бірнеше хабарлар жарияланды, оны әр-
түрлі атаулармен атайды: дакино, гельвеций, немесе англогельвеций.
30-шы жылдары Д. Кендел периодтық жүйенің негізінде астаттың қасиетін
болжамдайды, сол тұста оны алабами деп – Америка штаты бірінің құрметіне
атаған [10].
Тек 1942-1943 жылдары Австрия ғалымдары Кармик және Бернерт, № 85
элементтің изотоптары радио белсенді ыдыраудың барлық үш қатарында да
түзілмейтіндігін дәлелдейді. Бірақ бұл жемісті жұмыстары элементтің ашылуы
болып саналмады, өйткені 1940 жылы Э. Серге, Т. Корзон және У. Маккензи
Беркеллидегі (АҚШ, Калифорния штаты) циклотронды α бөшектермен висмутты
соққылап, жаңа элементтің бірінші изотопын алған болатын:
Әдетте берілген элементтің ауырлау изотоптарына ауысуымен, яғни
неитрондар санының өсуімен α-ыдырау энергиясы төмендейді, оның жылдамдығы
күрт азаяды да β-ыдыраудың жылдамдығы жол бұл бастайды. Барынша ауыр
изотоптары енді α емес, β-белсенді болады. Мұндай изотоптардың өмір сүру
уақыты сол β -ыдыраумен анықталынады және салыстырмалы аз. Сондықтан β-
ыдырауға әлі кез болмайтын әрбір элементтің ең ұзақ өмір сүретін
изотоптары болмақ.
Астат өмірінің қысқалығы осы элементтің химиялық қасиетін зерттеуді
қиындатады. α- бөлшектермен сәулеленген висмуттан астатты бөлу үшін, жоғары
вакуумде балқығанша висмутты қыздырады. Астат буланады да сұйық азотпен
салқындатылатын шыны түтіктің қабырғасына аса жұқа белсенді қабат ретінде
отырады. Астаттың химиялық қасиетін бірінші зерттеу, астат концентрациясы
10-13 мольсм3–ден кем емес ерітіндімен басталған сөйтсе астат иодтан гөрі
аздау ұшқыш және металдық қасиет байқатады. Қосылыстарда көрсете алатын
тотығу дәрежесі -1, +1, +5.
Астат барлық галогендер сияқты органикалық еріткіштерде (бензол, төрт
хлорлы көміртек сияқты) ериді. Күміс ионымен ерімейтін Ag At тұзын түзейді.
Йод сияқты бес валентті күйге дейін тотығады (AgAtО3 тұзы AgIO3 ұқсас).
Басқа жағынан қарастырғанда, астат типтік метал сияқты. Күшті қышқылдық
ерітінділерден күкіртті сутекпен тұнбаға түседі де күкірт қышқылды
ерітіндіден бос күйінде мырыш пен ығыстырылады, ал электролит кезінде
катодта бөлінеді. Астаттың мұндай металдық және бейметалдық қасиеттерінің
бірге қатарласа беруі Д.И. Менделеев жүйесімен период және топ бойынша
барлық элементтер қасиеттрінің жүйелі заңдылықпен өзгеруін жақсы сипаттайды
[12].
Галогендердің қосылыстарының қолданылуы
Фтор қосылыстарының қолданылуы. Фтордың қосылыстары металлургияда және
медицинада қолданылады. Балқығыш қышқылы әйнектің жемірілуі үшін, ол натрий
хлориді ағаштың бұзылуын туындататын микроорганизмдерді жою мақсатында оны
өңдеу үшін пайдаланылады.
Фтор химиясымен оны алу әдісінің дамуы өскен сайын өнеркәсіптің әр
саласында бұл галогенді кеңінен пайдалану мүмкіндігін ашады. Әсіресе,
фтордың органикалық аясындағы зерттеудің болашағы зор. Кобальт фторидің
жұмсақ фторлаушы агент ретінде пайдалану көптеген органикалық қосылыстарды
алуға мүмкіндік береді. Олардағы сутек ішінара немесе толық алмастырылады.
Фторлы бор полимерлену кезінде катализатор ретінде кеңінен пайдаланылады
фтор органикалық қосылыстар негізінде алынған пластмассалар көптеген бағалы
сапаға ие.
Фтордың қосылысы тетрафторэтиленді С2Ғ4 полимерлеу арқылы тефлон алады.
Ол сілті мен қышқылға төзімді пластмасса ретінде қолданылады. Фтор жоғары
температураға төзімді фторкаучуктердің құрамына, суытқыштарда қолданылатын
фреон – 12-нің құрамына кіреді. Сұйық фтор мен фтор оксиді кейбір
ракеталарда тотықтырғыш ретінде және 4000-6000 °С жоғары температура алу
үшін қолданылады. Балқытқыш шпат СаҒ2 алюминий өндіруде қолданылады.
Мысалы, тетрафтор полимеризациялап алынған полимер,- Тефлон (C2F4)n
-кереметтей химиялық қасиетімен ерекшеленеді және қышқылдың, сілтінің,
тұздардың ерітіндісінде өзгермейді. Органикалық қосылыстардың және жеміргіш
– белсенді газдың әсерімен тұрақты. Фтор қосылыстарының негізінде алынған
органикалық бояулар анық және таза көріністе болады [13].
Фреон деп аталатын дифтор-дихлорметан CF2Cl өнеркәсіпте өте кең
таралған салқындатушы агент. Мұндай агенттердің булануы салқындатушы
машиналардағы температураның төмендеуіне әкеледі.
Көп мөлшердегі күміс бромиді фотоүлдірі, фотоқағазы және фотопластика
үшін жарық сезгіш эмульсияны дайындауға арналған фотоомр кәсібінде
пайдаланылады; авиация өнеркәсібінде – аитидетонатор ретінде.
Натрии бромиді жүйке жүйесін тыныштандыра реттейтін құрал ретінде
медицинада тұтынылады. Калий бромидінен KBr дайындалған линзаларды
спектралдық талдауға арналған приборларда қолданады, ол инфрақызыл
сәулелерді өткізеді. Литий бромидін минералды майларды сусыздандыру үшін
және тоңазытқыш құрылғылардағы жемірілуді жою мақсатында тұтынылады.
Бром әр түрлі дәрілер жасауға, ал күміс бромиды фотографияда
қолданылады [14].
Бром органикалық қосылыстар мен ағашты да өңдеп, оны шіруден қорғайды;
кездемелерді ашық-көк түспен қызылға дейін бояйды; өрт сөндіргіштерді
толтырады, онымен электр өткізгіштегі өртті сөндіреді.
Натрий мен калий броматтарын жақсы көтерілген жұмсақ нан алуға арналған
қамырға қосады. Бромның кейбір органикалық қосылыстары лакринатор болып
келеді (лакрима –көз жасы), - ол тітіркендіруші (күшті көз жасын ағызатын)
әрекетті бұйымдастырушы зат.
Мысалы, осындай қасиет бромацетон мен бромбензилцианидте бар.
Хлор дезинфекция үшін, тұтыну суын заласыздандыру үшін, әр түрлі
химиялық өндірістер үшін қолданылады; оны хлорлы метильді хлороформды,
тетраметанды, фреондарды, сан алуан полимерлерді және тағы басқа өндіру де
қолданылады.
Хлордың едәуір мөлшері полиметалдық кеніштерден кейбір түсті және сирек
металдарды алу мақсатында оны хлорлау үшін тұтынады.
Хлорлау түрлі-түсті және сирек металдардың полиметалдық кеніштері мен
концентратындағы мыстың, қорғасының, мырыштың, кадмидың, титанның,
ниоболидің сирек жерлік және тағы басқа алдын ала ұнтақталына калирмен
араластырып және арнайы апаратқа салынған, жоғары температурада газды
хлордың әрекетіне түседі. Нәтижесінде кеніш құрамына енетін металл хлормен
қосылады да сәйкесті хлорид түзіледі[15] .
ТiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2
Натрий хлоридінің басым көпшілігі кальинерленген соданың, хлордың,
сутектің, күйдіргіш натрийдың, тұз қышқылының өндірісінде жұмсалады. NaCl
0,9% ерітіндісі – ол физиалогиялық ерітінді, сол ерітінді ортасында
биологиялық белсенді заттармен тәжірибе жүреді. өнеркәсіптің металургиялық,
тамақ, формацептикалық, тері өңдеу, сабын қайнату және басқа салаларды
хлориттерді тұтынады.
Хлор тұз қышқылын, хлорлы әк, әр түрлі гипохлориттер мен хлораттар
алуға, насекомдарды құртатын ДДТ, гексахлоран алуға, газдарды, маталарды
ағартуға, ас суын тазартуға қолданылады. Хлорсутек тұз қышқылын, хлориттер
мен хлораттар алуға мақта мата өндірісінде ағартқыш ретінде, калий хлораты
сіріңке өндіруде, пиротехникада қолданылады.
Мысалы, KCl – тыңайтқыш ретінде көп мөлшерде жұмсалады. BaCl2 инстинкт
ретінде қолданылады. ZnCl2 - металдарды дәнекерлегенде және ағашты өңдеуге
(шіруден қорғауға) пайдаланылады; Hg2Cl2 (каломоль) – салыстыру электродын
дайындау үшін қолданылады; CaCl2 - газдарды кептіргіш (судың буын жұтып,
ақырын кристаллогидратқа ауысады. (CaCl2 ·6H2O). Қармен (мұзбен) - CaCl2
6H2O тың қоспасы 0°C-тан төмен температураны береді, оны зертханада
пайдаланады.
Ауыл шаруашылығында хлор және оның көптеген қосылыстары, гербициттер
(арам шөпке қарсы құрал) және инцектититтер (өсімдіктер зиянкестерінде
қарсы ретінде) кең қолдану табуда.
Йод (5% спирттегі ерітіндісі) медицинада антисептик ретінде және қан
ағуын тоқтатушы құрал ретінде қолданылады.
Күміс йодидін жарық сезгіш материал ретінде пайдаланатын кино және
фотоөнеркәсібі йодтың негізгі тұтынушысы.
Шыныдан дайындалған түрлі қыздыру электр шамының түтіктері мен ұтыларын
йод буымен толтыру, олардың жарық беруін жарқырау қабілетін арттырады,
өйткені йод молекулалары жоғары температура кезінде сәуле шығара бастайды
[16].
Галогендердің қосылыстарының физикалық және химиялық қасиеттері-
галогендермен галогендер бірігіп өзара қосылыстар түзеді. Галогендердің
табиғатта қосылыстар түрінде кездесуі көрсетілген. (Сурет 2).
Неғұрлым олар бірінен-бірі алыстау тұрса, соғұрлым қосылыстағы атомдар
саны арта түседі. Мәселен: BrCl, ICl3, Br F5, IP7. Периодтық системасының
бір тобында қатар тұрған екі галоген өзара қосылыс түзсе көбіне 1 валенттік
көрсетеді.
ClҒ3, BrҒ3 молекулаларының кеңістіктегі пішін Т-тәрізді, ICl3 болса,
даму күйінде болады. I F5 молекуласының пішіні квадрат пирамидаға ұқсайды.
Галоген аралық қосылыстар оңай ұшады, ең қиын буланатын судан аз ғана
артық қызуда қайнай бастайды. Бұлардың барлығы дерлік тұрақсыздығы аз
заттар, соған қарамай бірінен-бірі қопарылмайды. Галоген аралық
қосылыстардың бәріде экзотермиялы қосылыстар, сондықтан оларды тікелей
синтез әдісімен алуға болады.
Cl2+I2=2ICl Cl2BF2=2CLF3
Немесе F2+ ClҒ= ClҒ3
Галоген аралық қосылыстар реакцияға түсуге өте қабілетті заттар. Олар
қуатты тотықтырғыштар болып саналады. Көптеген жай заттар мен әрекеттесіп
галогениттердің қоспасын түзеді. Галоген аралық қосылыстың басты бір
қасиеті гидролизге ұшырауға бейімділігі өздерінің табиғаты қышқылдық
болғандықтан көбіне гидролизденгенде екі қышқыл береді.
5BrCl+3H2O=5HCl+2Br2+2HBrO3
3ICl3+6 H2O= 9HCl + HI+2HIO3
Сілтілік металдардың галогениттері бос галогендермен қосылып,
полигалогениттер түзуге бейім келеді. Солардың ішіндегі тұрақты полииодит
ионы I3 калий иодидінің ерітіндісінде йодты ерітіп, кристалданғанда
түзіледі:
KI+I2=KI3 H0=16.7 кдж моль K=140
Амфотерлік фторидтер қышқылдықта, негіздік фторидтермен әрекеттеседі де
көбінесе кешендік фторидтер береді.
NaF+SiF4=Na2
2KF+BeF2=K2
BeF2+SiF4=Be
Фтордың қосылысының ішіндегі ең маңыздысы
H2+F2=2HF фторсутек
Фторсутек құрғақ күйде металдың және бейметалдардың оксидтермен
көпшілігімен әрекеттеспейді. Фторсутек қышқылының тұздарын фторидтер деп
атайды натрий фториді NaF – ақ түсті, суда еритін гигроскоптығы жоқ ұнтақ
зат, оны өндірісте мына реакция бойынша алады:
2HF+Na2CO3= ( 2NaF + CO2 + H2O
Криолит AlF33NaF не Na3AlF6, ақ түсті ұнтақ суда аз ериді.
Далалық шпат. CaF2 минералдар құрамынды кездесетін тұз, фтор мен
фторсутек алудан басқа металургияда – металды, қорытқанда, шихтаның балқу
температурасын төмендету үшін араластырады [17].
Галогендердің физикалық қасиеттері
Кәдімгі температурада фтор мен хлор сары жасыл түсті жағымсыз өткір
иісті газдар, бром ауыр қызылқоңыр түсті сұйық, ал иод қарақоңыр түсті
металдық жарқылы бар кристалл.
Галогендердің және олардың жай заттарының кейбір физикалық тұрақтылары
келтірілген (Кесте 1).
Кесте 1
VІІ А тобы элементтерінің тұрақты шамалары
Тұрақтылары Ғ Сl Вr І Аt
Валенттік 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 6s26p5
электрондары
Атомның (Э0) 0,064 0,099 0,114 0,133 -
радиусы, нм
Ионның (Э-) 0,133 0,181 0,196 0,220 0,230
радиусы,нм
Иондану 17,92 12,97 11,84 10,45 9,20
энергиясы
(Э0→Э-), эВ
Электрон қосып 3,45 3,61 3,37 3,08 2,80
алғыштығы
(Э0→Э-), эВ
Салыстырмалы
электр 4,0 3,0 2,8 2,6 2,2
терістігі
Кәдімгі Газ Газ Сұйық Қатты Қатты
жағдайдағы
агрегаттық күйі
Балқу
температурасы, -219,6 -101,0 -7,3 113,6 227
°С
Қайнау
температурасы, -188,1 -34,1 59,2 185,5 317
°С
Жер қыртысында
таралуы, 2,8·10-2 2,6·10-2 1,5·10-5 4·10-6
атомдық үлесі,
%
А) фтор - өзіндік иісі бар, өткір, әлсіз сары түсті газ түріндегі зат.
Фторға тән ерекшелігі сол, ал оның атомдық массасы 17, 18, 20 болатын
жасанды изотоптарының тиісінше сәйкесті жартылай ыдырау периоды 66 сек, 107
мин және 12 секундты құрайды.
Б) Хлор -өткір иісті сары көк түсті газ түрінде болып келеді.
В) Бром ауыр, қызылдау қоңыр түсті сұйықтық суды аз мөлшерде ериді, ал
органикалық заттарда (бензол, тетрохлорметанда) ерімтал. Бром өте әлсіз
өрнектелетін металдық қасиет байқатады; валентті бром тұздары белгілі,
мысалы: бром нитраты Вr N03
Г) Иод - қатты кристалдық зат, ол металдық жылтыры бар қою күлгін түсті
болады. Йод сөзі гректің іоds -күлгін, күлгін түсті гүл деген сөзінен
алынған. Иодтың сублимацияға ұшырауы келесі 2-суретте көрсетілген.
Иодтың сублимацияға ұшырау процессі
NaСl (галит) AgI (йодаргирит)
AgBr (бромаргирит) CaF2 (флюорит)
Сурет 2. Галогендердің табиғатта қосылыстар түрінде кездесуі
Химиялық реакциялар кезінде галогендер бір электрон оңай қосып алып
күшті тотықтырғыштардың қызметін атқарады.
Кәдімгі температурада немесе қыздырғанда галогендер, әсіресе фтор мен
хлор, барлық металдармен әрекеттеседі. Белгілі бір жағдайларда фтор мен
хлор алтынмен де әрекеттеседі:
2Au + 3F2 = 2AuF3
Cu + Cl2 = CuCl2
Галогендер бейметалдардың көпшілігімен әрекеттеседі, мысалы:
Xe2 + F2 = XeF2
Si + 2Cl2 = SiCl4
Галогендер тікелей инертті газдармен (фтордан басқасы) оттегімен,
азотпен, көміртегімен әрекеттеспейді.
Галогендер көптеген күрделі заттардың құрамындағы элементтерді
тотықтырады. Мысалы, фтор атмосферасында құрамында кремний оксиді бар шыны
талшықтары мен су буы жанып кетеді.
2F2 + SiO2 = SiF4 + O2
2F2 + 2H2O = 4HF + O2
Қызғылт түсті бром суына натрий сульфиті ерітіндісін құйса бром
тотықсызданатындықтан ерітіндінің түсі жойылады:
Br2 + Na2SO3 + H2O = 2HBr + Na2SO4
Сарғылт иод ерітіндісіне күкіртсутек ерітіндісін құйса иод
тотықсызданатындықтан ерітіндінің сары түсі жойылады және бөлінген күкірт
ерітіндіні лайлайды:
I2 + H2S = 2HI + S↓
Галогендердің тотықтырғыштық қабілеті реттік нөмірлерінің өсуіне
байланысты кемитіндіктен алдыңғы галоген өзінен кейінгі галогенді оның
қосылысынан ығыстырады:
F2 + 2KCl = 2KF + Cl2
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
Галогендердің сутекті қосылыстары.
Галогендер сутегімен жалпы формуласы НГ болатын галогенсутектер түзеді.
Галогенсутектерді галогендерді сутегімен тікелей әрекеттестіріп алуға
болады: фтор сутегімен қараңғы суық жерде қопарылыс бере әрекеттеседі, хлор
күн сәулесі түскенде, ал бром мен иод тек қыздырғанда ғана сутегімен
әрекеттеседі:
F2 + H2 = 2HF
Cl2 + H2 = 2HCl
Br2 + H2 = 2HBr
I2 + H2 = 2HI
Галогенсутектерді олардың тұздарына – галидтерге концентрациялы күкірт
қышқылымен әрекет етіп те алуға болады:
2NaCl + H2SO4 = 2HCl↓ + Na2SO4
CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4
Концентрациялы күкірт қышқылы арқылы оңай тотығатын галоген сутектерді,
мысалы, бромсутек пен иодсутекті басқа жолмен, яғни фосфор (ІІІ) бромиды
мен фосфор иодидын гидролиздеу арқылы алады:
PBr3 + 3H2O = 3HBr + H3PO3
PI3 + 3H2O = 3HI + H3PO3
Галогендердің барлығы да түссіз, өткір иісті, суда жақсы еритін газдар.
Мысалы 20 °С – да 1 л суда 500 л НСl, 600 л НВr, 25 л НІ ериді.
Галогенсутектердің судағы ерітіндісі қышқылдар болады. Олардың ішінде
фторсутек қышқылы күші орташа қышқылға, ал хлорсутек, бромсутек, иодсутек
қышқылдары күшті қышқылдарға жатады[18] .
Фторсутек қышқылы ерітіндіде Н2Ғ2 димері түрінде болады және ол соған
сәйкес екі негізді қышқылдар қатарына жатады да екі сатыда
диссоциацияланады:
H2F2 ↔ HF2 + H+
HF2 ↔ H+ + 2F–
Фторсутек қышқылы немесе балқытқыш қышқыл басқа қышқылдар сияқты актив
металдармен, негіздермен, негіздік оксидтермен, тұздармен әрекеттеседі.
Бірақ фторсутек қышқылының өзіне тән қасиеті бар. Ол мына реакция
бойынша шыныны ерітеді.
2H2F2 + SiO2 = 2H2O + SiF4↑
Фторсутек қышқылы екі негізді болғандықтан екі қатар тұздар орта тұздар
фторидтер (мысалы Nа2Ғ2) және қышқыл тұздар – гидрофторидтер (мысалы NаНҒ)
түзеді.
Хлорсутек, бромсутек, иодсутек қышқылдар бір негізді қышқылдарға
жатады. Олар басқа қышқылдар сияқты кернеу қатарында сутекке дейін
орналасқан металдармен, негіздік оксидтермен, негіздермен, тұздармен
әрекеттеседі. Бұл қышқылдардың тұздары – хлоридтер, бромидтер, иодидтер
суда жақсы ериді, тек күміс ( I ), сынап ( І және ІІ ), мыс ( І ), қорғасын
( ІІ ) галидтері суда іс жүзінде ерімейді.
Осы қышқылдардың ішіндегі практикалық маңызы зоры хлорсутек қышқылы
немесе тұз қышқылы. Хлорсутек қышқылын синтездік әдіспен сутекпен хлордың
тікелей әрекеттесуінен алады. Түзілген хлорсутек суға сіңіріліп 15 °С-да
қаныққан 42,7 % массалық үлесі бар қышқыл алынады (d=1,21). Сатылатын тұз
қышқылында хлорсутектің массалық үлесі 38 %, тығыздығы 1,18 болады.
Галогендердің оттекті қосылыстары.
Галогендер оттегімен тікелей әрекеттеспейтіндіктен олардың оксидтерін
жанама жолмен алады. Галогендердің оксидтері тотықтырғыштық қабілеттері
күшті тұрақсыз қосылыстар.
Фтордың газ күйіндегі ОҒ2 және О2Ғ2 оксидтері белгілі.
Фтор оксидін ОҒ2 газ күйдегі фторды сілті ерітіндісіне сіңіру арқылы
алады:
2F2 + 2NaOH = OF2 + 2NaF + H2O
Фтор оксиді күшті тотықтырғыш, ол натрий гидроксидін, иод сутекті
тотықтырады:
OF2 + 2NaOH = O2 + 2NaF + H2O
OF2 + 4HI = I2 + H2F2 + H2O
Хлор оттегімен бірнеше оксидтер түзеді: хлор (і) оксиді Сl2О, хлор (ІV)
оксиді СlО2, хлор оксиді СlО3, хлор (VІІ) оксиді Сl2О7. Бұл оксидтерге
мынадай қышқылдар сәйкес келеді: НСlО – хлорлылау қышқылы, НСlО2 – хлорлы
қышқылы, НСlО3 – хлорлау қышқылы, НСlО4 – хлор қышқылы.
Хлорлылау қышқылы ең аз тұрақты және тек ерітіндіде болады. Хлорлау
қышқылы тұрақтылау, бірақ қыздырғанда қопарылыс бере алады. Хлордың оттекті
қышқылдарының арасында ең күшті әрі тұрақтылау – ол хлор қышқылы. Сәйкес
қышқылдағы хлордың тотығу дәрежесі 2-кестеде келтірілген.
Кесте 2
Қышқылдардағы хлордың тотығу дәрежесі
Қышқыл формуласы Хлордың тотығу Аталуы
дәрежесі
қышқылдар тұздар
HClO +1 хлорлылау гипохлориттер
HClO2 +3 хлорлы хлориттер
HClO3 +5 хлорлау хлораттар
HClO4 +7 хлор перхлораттар
Хлор (ІV) оксидімен хлор (VІ) оксидін суда еріткенде әрқайсысы екі
қышқылдан түзеді:
2ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3
2ClO3 + H2O = HClO3 + HClO4
Хлор (І) оксиді сумен әрекеттесіп хлорлылау қышқылын түзеді:
Cl2O + H2O = HClO
Хлорлылау қышқылы НСlО бос күйінде алынбайды, ол тек ерітіндіде болады.
Бұл қышқыл хлорды суда еріткенде де түзіледі:
Cl2 + H2O = HClO + HCl
Хлорлылау қышқылы жағдайға байланысты үш түрлі жолмен ыдырайды:
HCl HCl + O
2HClO Cl2O + H2O
3HClO 2HCl + HClO3
Хлорлылау қышқылының ыдырауы бірінші (І) реакция бойынша жарық
түскенде, екінші (ІІ) реакция бойынша су сіңіретін зат қатысқанда (мысалы
СаСl2), үшінші (ІІІ) реакция бойынша қыздырғанда жүреді.
Хлорлылау қышқылының тұздары гипохлориттер салқын сілтіде хлорды
еріткенде түзіледі:
Cl2O + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O
Хлорлылау қышқылы да және оның тұздары – гипохлоридтер де күшті
тотықтырғыштар, мысалы:
3NaClO + Cr2 (SO4)3 + 10NaOH = 3NaCl + 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 5H2O
Хлорлылау қышқылының тұздары ішіндегі аса маңыздысына кальций
гипохлориты жатады. Ол қос тұз түрінде хлорды сөндірілген әкке сіңіргенде
түзіледі:
Cl2 + Ca(OH)2 = CaOCl2 + H2O
Бұл ақ түсті ұнтақ зат ағартқыш әк немесе хлорлы әк деген атпен
көбінесе дезинфекция жасауға қолданады. Хлор (ІV) оксиді суда ерігенде
түзілетін хлорлы қышқыл НСlО2 тұрақсыз қосылыс, бірақ оның тұздары –
хлориттер тұрақты болады. Хлориттер хлор (ІV) оксидін сілтіде еріткенде
хлораттармен бірге түзіледі:
2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O
Бұл тұзға сутегі пероксидін қосса хлорат тотықсызданып хлоритке
айналады:
KClO3 + H2 O2 = KClO3 + O2 + H2O
Гипохлориттер сияқты хлориттер де күшті тотықтырғыштар.
Гипохлориттердің балқымасын қыздырғанда немесе қайнаған сілтіге хлор
сіңіргенде хлораттар түзіледі:
3KClO = KClO + 2KCl
3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O
Барийдің хлоратына концентрациялы күкірт қышқылымен әсер ету арқылы
хлорлау қышқыл алады:
Ba(ClO3)2 + H2SO4 = 2HClO3 + BaSO4
Хлораттарды қыздыру арқылы хлор қышқылының тұздары – перхлораттарды
алады:
4KClO3 = 3KClO4 + KCl
Перхлораттарға күкірт қышқылымен әсер ету арқылы хлор қышқылын алады:
KClO4 + H2SO4 = HClO4 + KHSO4
Хлорлау қышқыл да, хлор қышқылы да және олардың тұздары да күшті
тотықтырғыштар.
Хлордың барлық оттекті қышқылдарындағы оның оң заряды артуымен
қышқылдық қасиеттері күшейеді және қалыпты жағдайда тотықтыру белсенділігі
әлсірейді (хлормен оттек атомдары байланыстарының түзілуіне қатысатын
электрон санының артуы салдарынан):
қышқылдық қасиеті күшейеді
HClO HClO2 HClO3 HClO4
тотықтыру белсенділігі әлсірейді
Бромдылау қышқылы НВrО, иодтылау қышқылы НІО да бром мен иодты суға
сіңіру арқылы алынады. Бромдау қышқыл НВrО3 пен иодтау қышқыл НІО3 хлордың
осындай қосылыстары сияқты алынады. Бұларға сәйкес келетін броматтар мен
иодаттардың қасиеттері де хлораттарға ұқсас болады [19].
1.2 Химияны оқыту технологиясының мәні және сипатталуы
Білім беру жүйесінде болып жататын түбегейлі өзгерістер оқыту үрдісін
озық технологиялармен қамтып жетілдіруді талап етеді. Қазіргі таңда жоғары
мектеп алдында болашақ маманның кәсіптік деңгейін көтеру міндеті қойылып
отыр. Өскелең ұрпақты, қоғамның әлеуметтік-экономикалық міндеттеріне сай
өмірге бейімдеудің жаңа талаптарынан туындап отыр.
Ел Президенті Н.Ә.Назарбаевтың халыққа арнаған жолдауында: ... әрине,
мұғалімнің өзі де уақыт талабына сәйкес болуы міндетті деп бәсекелестікке
түсе алатын кәсіби маман даярлау өмір талабы екенін түсіндіреді.
Қазіргі педагогикалық технология ұғымы іс-әрекетімізге кеңінен еніп,
жиі қолданылып, практикаға енуде. Дегенмен, оның мән-мағынасы туралы
пікірлер алуан түрлі. Түсіндірме сөздікте: Технология – бұл қандай да
болсын істегі, шеберліктегі, өнердегі амалдардың жиынтығы делінсе,
Б.Т.Лихачев педагогикалық технологияны оқу пройесіне белгілі бір мақсат
көздей әсер ететін педагогикалық ықпал деп түсіндіреді. Ал, технологиялық
үрдісті нақты педагогикалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..3
1 VII ТОПША ЭЛЕМЕНТТЕРІНЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА ... ... ... ... ... ... .. ... ...5
1.1 Галогендер топшасына жалпы
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2 Химияны оқыту технологиясының мәні және
сипатталуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
1.3 Химияны оқыту әдістемесінің зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..31
2 ГАЛОГЕНДЕРДІ МОДУЛЬДІ БЛОКПЕН ОҚЫТУ
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .41
2.1 Галоген топшасына модулді блокпен оқытудың тәжірибелік
әдістемесі ... ... ... ..41
2.2 Жеке топтық жұмыс
формасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...48
2.3 Ұжымдық технологиясы бойынша
оқыту ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .51
2.4 Алынған нәтижелерді
сараптау ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..56
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 62
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазақстан Республикасында 2015 жылға дейінгі
Білім беруді дамыту тұжырымдамасында: Қазіргі заман жағдайында жоғары
білім беру жүйесіне жаңа сана мен қоғамдық мәртебе беру және оны жеке сала
ретінде қабылдау қажет, оның бірінші кезектегі міндеті – жоғары білікті
мамандарды даярлау, икемділік пен білімділік болуға тиісті, - деп атап
көрсетілгендей, жаңа оқыту технологиясын меңгеру мен сапа менеджіментіне
көшуге байланысты болашақ мұғалімдердің іскерлік пен шеберліктерін
қалыптастыруға жаңа көзқараспен қарау керектігі туындайды.
Химия пәні бойынша жаңа бағдарламаны енгізуде химия пәнінің мұғалімінен
келесі талаптарды қажет етті: оқу-тәрбие процесін ұйымдастыру түрін
жетілдіру және оны тиімді жағдайда пайдалану. Жалпы білім беретін және
кәсіби мектептердің реформасында қарастырылған келесі Оқу үрдісінің
негізгі түрі сабақпен бірге – лекция, семинарлар, сұқбаттасу және оқытудың
басқа түрлері кең көлемде қолданылуы қажет, - деп қарастырылған мәселесі
кездейсоқтық емес.
Бұдан, қазіргі заманғы білім берудің мақсаты – оқыту материалын,
қабілеттілін дамыту, қоршаған ортаның өзгергіштік шартында бағдарлай алу
шеберлігін қалыптастыруда, танымдық процесін белсендіру үшін оқушыларға
тиімді жағдай жасап ұсыну.
Мұндай мәселені жоспарланған және әртүлі оқыту әдістері мен тәсілдері
қарастырылған, белсенді түрде ұйымдастырылған оқу үрдісі арқылы шешу
қажет. Міне, сондықтан да мұғалім – оқушы үшін қызықты тұлға болып, әрбір
сабақта өзінің шығармашылығын көрсетіп және химия пәні – жаратылыстану
ғылымының патшайымы екенін дәлелдеу қажет.
Тақырыптың зерттеліну деңгейі. Білім мазмұны жаңа үрдістік біліктермен,
ақпаратты қабылдау қабілеттерінің дамуымен, ғылымдағы шығармашылық және
нарық жағдай-ындағы білім беру бағдарламаларының нақтылануымен байи түсуде.
Қазіргі білім беру саласында маман даярлауда білім мазмұнына жаңалық
енгізудің тиімді жаңа әдістерін қолдану, оқу әрекетіне қажетті әдіс-тәсіл,
дидак-тикалық жүйе, психологиялық-педагогикалық іс-әрекеттердің жүйелі
кешен ретінде пайдаланылады.
Қазіргі педагогикалық теорияда білім беру технологиясы, педгогикалық
технология, оқыту технологиясы ұғымдары ғылыми айналымға енуде.
Қарастырылып отырған мәселені зерттеуде Б.Т.Беспалько, С.Сполдинг,
В.В.Сериков, Н.Н.Хан, В.М.Монахов, В.М.Кларин, И.Я.Лернер, П.И.Пидкасистый,
В.В.Гузеев, Н.Д.Хмель тағы басқа ғалымдар үлес қосуда. Техникалық прогресс
пен экономикалық дамудың деңгейіне ғана тәуелді емес, ең бастысы ол адам
үшін және оның игілігі үшін негізгі әлеуметтік-экономикалық мәселелерді
шешуге дайын, кәсіби құзыреттілігі жоғары, өзінің кәсіби қызметі саласында
бәсекеге қабілетті, еліміздің қоғамдық өмірі мен ғылымына экономикалық
маңызды бағыттарының қарқынды даму мәселелерін шешуге бағытталған заманауи,
дегдарлық жоғары біліммен қаруланған маманмен анықталады.
Ал ондай мамандарды дайындаудың түп-тамыры, бастамасы орта мектептің
жоғары буынынан бастау алады. Сондықтан, бұл жұмыстың өзектілігі орта
мектепте оқушыларға заман талабына сай сапалы білім беру, әрбір оқушының
бойындағы талаптың көзін ашу, өмірге дұрыс жолдама беру процесінде мұғалім
мамандығы маңызды орын алатындығына көз жеткізу.
Химия пәнінің мұғалімін дайындау жүйесіндегі қазіргі оқыту техноло-
гиясы пәнінің кәсіби шеберліктер мен іскерліктер арқылы еркін бағдарлай
білетін; өзін-өзі дамытуға өз бетінше жаңааша ойлауға, адамгершілік
тұрғысынан нақты шешімдер қабылдауға және бәсекелестікке қабілетті жеке
тұлғаны қалыптастыру болып табылады. Осыған орай кәсіптік білім беру
жүйесінде болашақ мамандардың кәсіби педагогикалық шеберлігін арттыру
қажеттілігі туындайды. Сондықтан да, диплом жұмыста Галогендер топшасын
инновациялық әдіспен оқытудың ерекшелігі қарастырылған.
Диплом жұмысының мақсаты:
-галогендер топшасын тиімді оқытудың әдістемесін жасау.
Диплом жұмысының міндеттері:
-галогендер топшасын оқытудың әдістемелеріне әдеби шолу жасау;
-оқыту әдістемесінде бар әдістемелермен танысу;
-белгілі әдістемелерге сараптама және талдау жүргізу;
-галогендер топшасын оқытудың осы уақыттағы заман талабына сай оқыту
технологияларына сәйкес жаңа әдістемелер жасау;
Эксперимент барысында оқу материалын жүйелеп, бейне жоспар арқылы
түсіндіру. Барлық оқушыға тең мүмкіндіктер жасап, топпен жұмыс істей білу
мен шешім қабылдай алуға үйретуді көзделді.
Зерттеу обьектісі. Негізгі мектепте химияны оқыту үрдісі.
Зерттеу пәні. Орта мектеп химия курсында оқушыларға галогендер
топша-сын оқыту.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы.
1. Негізі мектеп химиясы бойынша галогендер топшасының қасиеттері
анықталып, ғылыми тұрғыдан негізделді.
2. Химия пәні бойынша оқушылардың білімін тереңдетіп, қызығушылы-ғын
арттыра отырып, мектептің жоғары сатысында дұрыс бағдар таңдауға негіз
болатындығы сараланды.
Зерттеудiң ғылыми әдiстерi.
Педагогикалық эксперимент жүргізу, арнайы бақылау, мұғалімдермен,
оқушылармен сұхбаттасу, сауалнама, педагогикалық эксперимент нәтижелерін
сұрыптау.
Дипломдық жұмысты жүргізудің практикалық базасы
Жетісай қаласындағы №3 Ш.Уалиханов атындағы жалпы орта мектебінің,
11сыныбы.
Диплом жұмысының құрылымы кіріспеден, екі бөлімнен, қорытынды мен
пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 VII ТОПША ЭЛЕМЕНТТЕРІНЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА
1.1 Галогендер топшасына жалпы сипаттама
Галогендер топшасын оқып-үйренудің екі ерекшелігі бар. Біріншіден,
галогендердің табиғи тобы периодтық заң және периодтық жүйені өтер алдында
қарастырылып, физикалық, сондай-ақ химиялық қасиеттеріндегі, маңызды
қосылыстарының құрамы мен қасиеттеріндегі ұқсастықтары және айырмашылықтары
анықталған болатын. Хлорсутек, тұз қышқылының қасиеттері және тұздары
оқушыларға белгілі.
Екінші ерекшелігі – бұл периодтық заңдылық пен зат құрылысы
теорияларының негізінде оқылатын химиялық элементтердің алғашқы топшасы.
Сондықтан периодтық заң мен атом құрылысының заңдылықтары оқушылардың таным
әрекетін жандандыру үшін барынша толық пайдаланылады, оқушылардың өздігінен
істейтін тәжірибелік жұмыстарына жол ашылады.
Оқушылар галогендердің жалпы сипаттамаларымен өздігінен істейтін
жұмыстар арқылы танысады. Оқушыларға үш тапсырма беріледі.
1-ші тапсырма. Галогендердің салыстырмалы сипаттамаларын мына үлгі
бойынша кесте түрінде жазыңыздар: 1) электртерістігінің кемуі бойынша
химиялық таңбалары ( F, Cl, Br, I ); 2) салыстырмалы атомдық массасы; 3)
атом құрылысының электрондық және графикалық формулалары; 4)атом
құрылысындағы: а) ұқсастықтары; ә) айырмашылықтары; 5) жай заттарының
электрондық формулалары және химиялық байланыстарының түрі; 6) кристалл
торларының түрі; 7) агрегаттық күйі.
Кестені талдау арқылы галогендердің ұқсастығы электрондық құрылысының,
әсеріне сыртқы энергетикалық деңгейлерінің бірдейлігімен, ал айырмашылығы
валенттілік электрондарының ядродан алыстауымен түсін-діріледі. Жай заттар
молекулаларындағы химиялық байланыстың түрлерін, кристалл торларының типін
салыстырып, физикалық қасиеттерінің өзгеруіндегі заңдылықтардың беті
ашылады, ол үшін оқулықтағы және арнайы дайындалған кестелер
пайдаланылады[1].
2-ші тапсырма. Галогендердің сутекті қосылыстарын сипаттаитын кесте
толтырыңыздар: 1) химиялық формуласы; 2) электрондық формуласы; 3)
химиялық байланыстың түрі; 4) тұрақтылығы; 5) кристалл торының түрі. Кесте
толтыруға қажетті мәліметтерді оқушылар оқулықты өздігінен оқу арқылы іздеп
табады. Әңгімелесу арқылы жұмыстың қорытындысын шығарғанда химиялық
байланыс түзетін электрон бұлттарының пішініне, түзілу
сызбанұсқасынсыздыруға, байланысты сипатына, фторсутегінің йодсутегіне
қарай тұрақтылығының кему себебіне назар аударылады.
Галогендердің оттекті қосылыстарынсипаттайтын кесте жазудың қажеті
шамалы. Галогендердің бәрі периодтық жүйедегі орнына сәйкес жоғарғы оң
тотығу дәрежесін көрсетпейтін анықтап өтіледі. Жалпы заңдылыққа
сәйкесоқушылардың F2O7 деген формула жазатыны жиі кездеседі. Сондықтан
электртерістігі ең күшті элемент фтордың минус бірден өзге тотығу дәрежесін
білдірмейтіні баса айтылып, оттегімен қосылысының формуласы OF2 екеніне
көңіл бөлінеді.
Галогендердің химиялық касиеттерін талдағанда, жаңа бағдарламаның
талаптарына сәйкес тотығу-тотықсыздану реалцияларының электрондық табиғаты
жөнінде алғашқы түсінік беріледі, электрондық баланыс теңдеулері жазылады.
Бұл арада фосфордың хлорда жануын оқушыларға бұрыннан таныс оттегінде
жануымен салыстырып, электрондық жағынан алғанда бұлардың бір-біріне ұқсас
процесс екені түсіндіріледі. Басқа да бейметалдармен және металдармен
әрекеттескендегалогендер атомдарының тотықтырғыш қасиет көрсететін,
сөздерінің тотықсызданатыны айтылады.
Жалпа сипаттамадан кейін галогендердін ішінен хлор элементі және оның
қосылыстары толық қарастырылады. Мұның мәнісі хлор қосылыстары табиғатта
кең таралған, халық шаруашылығының түрлі салаларында, медицинада және
тұрмыста жиі қолданады, көпшілігі оқушыларға бұрыннан белгілі[2].
Жалпы заңдылықтар тұрғысынан галогендермен салыстыра отырып хлор
атомының және молекуласының құрылысы, алынуы, жәй және күрделі заттармен
әрекеттесуі талқыланады. Сумен әрекеттесуінің ерекшелігі және маңызы, бұл
реакцияда хлор атомының екі жақты қасиеттер көрсететіні электрондық баланыс
теңдеуін талқылау арқылы нақты түсіндіріледі.
Хлордың химиялық қосылыстарынан хлорсутек және тұз қышқылы айрықша
қарастырылады. Бұл қосылысты өтумен байланысты газдардың мольдік көлемі,
Авогадро заңы, газдардың салыстырмалы тығыздығы туралы жаңа ұғымдар
беріледі. Сан есептерінің жаңа түрлері енгізіледі: 1) химиялық теңдеулер
бойынша газдардың көлем қатынастарын табу; 2) реакцияға кіріскен немесе
шыққан заттардың берілген мөлшері бойынша көлемін табу; 3) газдардың
салыстырмалы тығыздығын есептеу. Бұл есептеулер оқушылардың химиялық
реакциялардың сандық сипаттамалары жөніндегі білімін кеңейтеді.
Оқушылар тұз кышқылын және оның тұздарын анықтаудың сапалық
реакциясымен, галогендердің тотықтырғыш қасиеттерінің салыстырмалы
сипаттамасымен танысады, хлоридтерді, бромидтерді және йодидтерді ажыратып,
тануға байланысты эксперимент есептерін шығарады.
Галогендер - деп аталатын фтор, хлор, бром, йод, және астат VII топтың
негізгі топшасына жатады. Гректің галоген деген сөзі тұз туатын дегенді
білдіреді. Галоген атомдарының электрондық құрылысы ns2np5 конфигурациясына
тең:
Ғ – 2s2 2р5
Сl – 3s23р5
Вr – 3d 4s24p5
Y – 4d 5s25р5
At - 4f 5d 6s2 6р5
Элементтердің реттік нөмірлерінің өсуіне байланысты олардың атомдарының
радиустарының өсетінін, соған сәйкес иондану энергияларының және
электротерістіліктерінің кемитінін байқауға болады, яғни Ғ – Аt бағытында
бейметалдық қасиеттері кемиді – фтор ең күшті бейметалл, ал астаттың кейбір
металдық қасиеттері болады.
Мысалы, хлордың электрондық формуласы:
+17Cl = 1s22s22p63s23p53d0 .
Атомның электрондық құрылымы:
3s2 3p5 3d0
Фтордың сыртқы электрондық қабатында бос ұяшықтар жоқ болғандықтан,
қоздыру арқылы оның дара электрондарының санын көбейтіп валенттігін өсіруге
болмайды, сондықтан ол барлық қосылыстарында бір валентті.
Графиктік формуладан хлордың, бромның, иодтың астаттың сыртқы
қабатындағы d – қабатшасының ұяшықтары бос екенін байқауға болады,
сондықтан сырттан энергия жұмсау арқылы олардың дара электрондарының санын
1 – ден жетіге дейін өсіруге болады, ал соған сәйкес олар қосылыстарда 1,
3, 5, 7 валентті бола алады (Сызбанұсқа 1).
Сызбанұсқа 1. Галогендерге жалпы сипаттама
Галогендердің реттік нөмірінің өсуімен электрондардың жалпы саны және
атомдық радиусы өседі; сыртқы электрондары ядродан алыстап, оған әлсіздеу
тартылады. Сондықтан F – Cl – Br – I – At қатарындағы галогендердің
бейметалдық қасиеттерімен мен олардың тотықтырушылық қабілеттілігі
әлсірейді, ал металдық қасиеті мен тотықсыздандырушылық қасиеті
күшейеді[3].
Галогендердің жоғары химиялық белсенділігі галоген атомдары молекулаға
бір электрондық жұп арқылы байланысуымен орайлас, ал молекулада болса әрбір
атомның айналасында тағы үштен бөлінбеген электрондық жұп бар. Мұндай
электрондық жұптар тебіледі.мұның салдарынангалоген молекуласында атомдар
арасындағы байланыс әлсірейді де галоген молекуласын атомдарға оңтайлы
ыдыраушылығын тудырады.
Бос күйіндегі жоғары реакцияласу қабілеттілігінің арқасында табиғатта
галогендер кездеспейді.
Топ бойымен жоғарыдан төмен қарай жылжығанда галогендердің балқу
температурасы мен қайнау температурасы жоғарлайды – бұл галоген
молекуласының арасында Ван-дер–Ваальстік күштің әсер етуімен түсіндіріледі,
ал ол өз кезегіндемолекула өлшемі өскен ( электрон саны арқылы) сайын
күшейеді.
Жалпы галогендер үқсас бола тұрсада олардың арасындасапалық айырмашылық
бар. Бұл иондану энергиясының айырмасымен,электрондарға ынтықтылығымен және
т.б. сипатталынады және галогендердің атомдық радиустарының шамасын
тәуелді.
Атомдық радиусы ең кішісі фтор өте күшті тотықтырғыш болып келеді. Фтор
молекуласының арасындағы байланыстың аномальді төмен болуы, мүмкін байланыс
ұзындығының қысқа болуымен байланыс π – орбитальда болатын жұптың
тебілуімен байланыс болады.
Фтор сутекпен ерекшеқызу әрекеттеседі, ал йод болса онымен баяу
әрекеттеседі және йод гидриді болса онда тіпті әлсіз физикалық әсерде
(сәулелендіру, қыздыру) ыдырай бастайды. Йод және астаттың оттекті
қосылыстары барынша тұрақтылау[4].
Қалыпты жағджайдағы хлор және фтор газ, олар әлсіз – сары түсті, бром
ауыр қою – қызыл түсті сұйықтық (Сурет 1). Йод пен астат – қаралау түсті
қатты зат. Фтордан бастап астатқа қарай түсінің қоюлана түсуі электрндық
қабат санының артуымен және көрші электрондық деңгейлер арсындағы энергия
айырмасының азаюмен байланысты.астат әлсіз металдың қасиет байқатады және
йодқа ұқсас.
Бромның сыртқы көрінісі
Сурет 1. Галогендердің сыртқы көрінісі
Галогендердің табиғатта таралуы, ашылу тарихы және қолданылуы
Химиялық активтігі күшті болғандықтан галогендер табиғатта тек
қосылыстар түрінде, әсіресе, галогенсутек қышқылдарының тұздары түрінде
кездеседі. Фтор мен хлор көп тараған, бром мен иод шашыранды түрінде
тараған, ал астат табиғатта кездеспейді, өйткені оның бірде – бір тұрақты
изотопы жоқ[5].
Фтор – табиғатта бос күйінде кездеспейді. Оның жер қыртысындағы мөлшері
0,065 % ал мұхит суында – 0,0001 % шамасында. Фтордың маңызды минералдарына
флюорит немесе балқытқыш шпат СаҒ2, криолит 3NаҒ; АlҒ3 фторапатит
Са3(РО4)2·СаҒ2 жатады.
СаҒ2 металдарды балқытқанда, жасанды криолитті дайындау үшін, сондайақ
оптикада қолданылады. Балқығыш шпаттың кен орны Забайкалье, Орта Азия,
Архангельск облысында; криолит пен фторапатиттікі – Оралда, Кольск жарты
аралында кездеседі.(х)
Фтордың едәуір мөлшері әртүрлі таулы жыныстарда шашыла тараған. Ол
микро мөлшерде өсімдікте, жер қыртысында, жануар мен адам организмінде
кездеседі. Жерде фтор мөлшері шекті мөлшерден артық болса, онда өсімдіктің
ерекше түрі дамиды.
Фторды француз ғалымы Анри Муассон ашқан. Оның фтор аталуы гректің
phthoros бұзушы, қиратушы деген сөзінен алынған.
1810 жылы А. Ампер балқығыш қышқылының тұз қышқылына өте ұқсас
екендігін байқап, хлорға ұқсас жаңа элементтің бар екендігін сеніммен
болжайды да оны флюорий деп атайды. Сол тұста дала шпатынан СаҒ2 балқығыш
қышқылы алынады. СаҒ2 флюорит деп аталатын. Осыған байланысты фторды сол
кезде флюерий деп атаған. Бертін келе, 1816 жылы А. Ампер болжамдаған
элементті фтор деп атай бастайды. Біздің ғылыми әдебиетте фтор аталуы
сақталып қалды, ал батыс елдерінде оны әліге дейін флюорий деп атайды.
Латын тілінде флюо- ағу дегенді білдіреді.
Хлор табиғатта натрий, калий, магний хлоридтерінің қуатты кеніштерінде,
галит немесе тасты тұз NaCl бишофит MgCl2*6H2O, мүйізді күміс AgCl және
т.б. түрінде кездеседі. Мұндай кен орындарының басым көпшілігі бұрынғы су
орнының булану нәтижесі және олар тұздардың күрделі қоспасы түрінде болып
келеді. Олар Батыс Украинада, Орта Азияда, Закавказьеде және т.б.
аймақтарда кездседі. Мұнан басқа, өздігінен шөгетін тұз көптеген мөлшерде
жазда тұзды көлдер табанына тұнады, ол өнеркәсіптік өңдеу нысаны болады.
Натрий хлориды түрінде хлор мұхит, теңіз, көл суларында көп тараған.
Сонымен бірге натрий хлориды жер қыртысында тас тұзының қабаттары түрінде
кездеседі. Хлор сильвин КСl, карналлит КСl·МgСl2·6Н2О минералдары түрінде
табиғатта кездеседі.
Карл Шееле 1774 жылы марганецпен МnO2 теңіз қышқылының (HCl)
әрекеттесуін зерттей отырып сары түсті, тұншықтырғыш газ бөлініп шыққанын
байқайды. Шееле флогестон ториясын жақтаушы болатын, сондықтан теңіз
қышқылының Флогистонның марганец алған екен деп ойлап, ал газды
флогистонсыздалған теңіз қышқылы деп атайды [6].
Соңынан бұл газды Бертолле (1780 жылы) зерттеп, оның судағы ерітіндісі
(HCl) мен O2 беретінін байқап (Cl2+Н2О =2НCl+О), бұл газды оттек бар екен
деп ойлайды да, оны тотыққан тұз қышқылы деп атайды. Россияда Б.М.
Севергин (1800 ж), А.Н. Шерер (1807 ж.) Захаров (1810 ж) тотыққан тұз
қышқылы газ деп атаған. Сөйтіп, хлор оттекті қосылыс деген ұғым, әсіресе
Берцелиустың қолдауымен анық орнаған болатын.
Гей–Люссак және Л.Ж. Тенар 1808-1809 жылдарында HCl-ға натриймен әрекет
еткенде сутектің бөлісіп жатқанын байқайды, екінші жағынан солар сутек пен
тотыққан теңіз қышқылы (Cl) қосылып HCl түзілетінін тәжрибеден көреді:
олай болғанда тотыққан теңіз қышқылы жай зат деп қорытынды шығаруға
батылы бармайды, өйткені ол жай зат болса, онда оның ішінде оттек болмайды;
ол мүмкін емес деп ойлайды. 1810 жылы осылардың барлығына Дэви қарсы шығып,
оған хлорин деген ат берді. Дэвидтің пікіріне Бертолле (1811ж), соңынан Гей
Люссак пен Тенар (1812) қосылады. Гей Люссак оған хлор деп ат береді.
Берцелюс бастаған бір топ химиктер көніңкіремей жүріп, Дэви мен Гей
Люссактың қосымша тәжірибелерінде ол газда оттек жоқ екендігін дәлелдеген
соң оларда қояды.
Россияда 1813 жылы Гизе тұз туғызушы, 1820-шы жылдан бастап әсіресе
Гесттің жұмыстарында (1835ж.) хлор деп аталады. Швейгер хлордың натриймен
тікелей қосылысқанын бақылағаннан кейін химияға галоген сөзді енгізді.
Сөйтіп хлор 1774ж. ашылғанымен 36 жыл кейін ғана толық мойындалды[7].
Сілтілік және сілтілік жер металлдарының бромидтері еріген күйінде
кейбір тұзды көлдердің рафасында (тұздықты суында), теңіз суында (0,006 %)
және мұнайлы кеніш орындарының топырақ асты суларында болады. Бромидтер
қатты тұздар түрінде тасты тұз жатындарында кездеседі, олар ертедегі ішкі
теңіздердің булана құрғауы салдарынан пайда болған.
Бром натрий, калий, магний тұздары түрінде теңіз суларында, кейбір көл
суларында аз мөлшерде кездеседі.
Бромды 1825 жылы К. Левиг ашқан және 1826 жылы француз ғалымы А. Балар
теңіз өсімдігінің күлінен көп мөлшерде алған. А.Баллар тұз кендерінен
алынған тұздарды және сол кезде түзілген ерітіндіге хлормен әрекет еткенде,
жаңа заттың бөлінетіндігін айқындады.
Бром аталуы гректің bromos - ашулы иіс деген сөзінен алынған. Бұл
оның тұншықтырушы өткір иісімен байланысты.
Табиғатта бромдар 79Br изотопының 50,57 % және 81Br изотопының 49,43%
мөлшері болады.
Йод теңіз өсімдіктерінде кездеседі, ондағы бұл элемент өздерінің
клеткаларында жинақталады. Концентрлену дәрежесі аса үлкен мәнде болады:
мысалы теңіз суында 5(10-6 %, ал теңіз қырық қабатында йодтың 0,5 % бар.
Аса аз, тіпті іздік мөлшердегі йод барлық ортада кездеседі: ауада, суда,
жер қыртысында, өсімдік және жануарлар организімінде. Геохимияның негізін
салушылардың бірі академик А.Ф.Ферсман йодты кезбе элемент деп атаған.
Натрийлік (чилийлік) селитрада натрий йодаты NaIO3 түріндегі йод едәуір
мөлшерде (0,1 %) кездеседі. Йод түзетін минерал – лаутарит Ca(IO3)2 -
өнеркәсіптік өндіруге жарамды кеніш орындарын түзбеген, ол шашыранды.
Мұнайлы аймақтағы жер асты суларында йодиттер мен бос йод кездеседі.
Йод бромға қарағанда да аз тараған. Ол натрий иодаты және периодаты
түрінде селитралармен, мысалы, чили селитрасымен бірге кездеседі. Ол теңіз
капустасы ламинария құрамында болады [8].
Өткен ғасырдың басында Наполеонның толып жатқан басқыншылық соғыстарына
өте көп керекті мылтық дәрісін (порох) жасауға селитра қажет болды,
селитраны теңіз балдырынан алуды көп кісі кәсіп қылды. Париждің түбіндегі
аптека ұстаушы Б. Куртуа селитра заводын салады. Селитраны қайнататын
қазанның түбінде қалатын белгісіз бір тұздарды зерттей келе, оны күкірт
қышқылымен әрекеттесе күлгін түсті будың шыққанын байқайды, буды жинаса ол
метал сияқты жылтыр кристалдарға айналады. Куртуа бұл затты таныс
профессоры Клеманға, ол Гей Люссак пен Дэви мұның қасиетін зерттеп
Куртуаның тапқаны жаңа элемент екенін анықтайды. Оны йод (грекше йодос -
күлгін түс) деп атайды[9].
Астат – атаулы тұрақсыз деген мәнді білдіреді , ал а – теріс, статус
- тұрақтылық деген сөздерден құралған. Бұл осы элементтің тұрақсыз
екендігін нұсқайды, оның барлық изотоптары белсенді.
Ал бұл элементтің ашылуы жайлы – бірнеше хабарлар жарияланды, оны әр-
түрлі атаулармен атайды: дакино, гельвеций, немесе англогельвеций.
30-шы жылдары Д. Кендел периодтық жүйенің негізінде астаттың қасиетін
болжамдайды, сол тұста оны алабами деп – Америка штаты бірінің құрметіне
атаған [10].
Тек 1942-1943 жылдары Австрия ғалымдары Кармик және Бернерт, № 85
элементтің изотоптары радио белсенді ыдыраудың барлық үш қатарында да
түзілмейтіндігін дәлелдейді. Бірақ бұл жемісті жұмыстары элементтің ашылуы
болып саналмады, өйткені 1940 жылы Э. Серге, Т. Корзон және У. Маккензи
Беркеллидегі (АҚШ, Калифорния штаты) циклотронды α бөшектермен висмутты
соққылап, жаңа элементтің бірінші изотопын алған болатын:
Әдетте берілген элементтің ауырлау изотоптарына ауысуымен, яғни
неитрондар санының өсуімен α-ыдырау энергиясы төмендейді, оның жылдамдығы
күрт азаяды да β-ыдыраудың жылдамдығы жол бұл бастайды. Барынша ауыр
изотоптары енді α емес, β-белсенді болады. Мұндай изотоптардың өмір сүру
уақыты сол β -ыдыраумен анықталынады және салыстырмалы аз. Сондықтан β-
ыдырауға әлі кез болмайтын әрбір элементтің ең ұзақ өмір сүретін
изотоптары болмақ.
Астат өмірінің қысқалығы осы элементтің химиялық қасиетін зерттеуді
қиындатады. α- бөлшектермен сәулеленген висмуттан астатты бөлу үшін, жоғары
вакуумде балқығанша висмутты қыздырады. Астат буланады да сұйық азотпен
салқындатылатын шыны түтіктің қабырғасына аса жұқа белсенді қабат ретінде
отырады. Астаттың химиялық қасиетін бірінші зерттеу, астат концентрациясы
10-13 мольсм3–ден кем емес ерітіндімен басталған сөйтсе астат иодтан гөрі
аздау ұшқыш және металдық қасиет байқатады. Қосылыстарда көрсете алатын
тотығу дәрежесі -1, +1, +5.
Астат барлық галогендер сияқты органикалық еріткіштерде (бензол, төрт
хлорлы көміртек сияқты) ериді. Күміс ионымен ерімейтін Ag At тұзын түзейді.
Йод сияқты бес валентті күйге дейін тотығады (AgAtО3 тұзы AgIO3 ұқсас).
Басқа жағынан қарастырғанда, астат типтік метал сияқты. Күшті қышқылдық
ерітінділерден күкіртті сутекпен тұнбаға түседі де күкірт қышқылды
ерітіндіден бос күйінде мырыш пен ығыстырылады, ал электролит кезінде
катодта бөлінеді. Астаттың мұндай металдық және бейметалдық қасиеттерінің
бірге қатарласа беруі Д.И. Менделеев жүйесімен период және топ бойынша
барлық элементтер қасиеттрінің жүйелі заңдылықпен өзгеруін жақсы сипаттайды
[12].
Галогендердің қосылыстарының қолданылуы
Фтор қосылыстарының қолданылуы. Фтордың қосылыстары металлургияда және
медицинада қолданылады. Балқығыш қышқылы әйнектің жемірілуі үшін, ол натрий
хлориді ағаштың бұзылуын туындататын микроорганизмдерді жою мақсатында оны
өңдеу үшін пайдаланылады.
Фтор химиясымен оны алу әдісінің дамуы өскен сайын өнеркәсіптің әр
саласында бұл галогенді кеңінен пайдалану мүмкіндігін ашады. Әсіресе,
фтордың органикалық аясындағы зерттеудің болашағы зор. Кобальт фторидің
жұмсақ фторлаушы агент ретінде пайдалану көптеген органикалық қосылыстарды
алуға мүмкіндік береді. Олардағы сутек ішінара немесе толық алмастырылады.
Фторлы бор полимерлену кезінде катализатор ретінде кеңінен пайдаланылады
фтор органикалық қосылыстар негізінде алынған пластмассалар көптеген бағалы
сапаға ие.
Фтордың қосылысы тетрафторэтиленді С2Ғ4 полимерлеу арқылы тефлон алады.
Ол сілті мен қышқылға төзімді пластмасса ретінде қолданылады. Фтор жоғары
температураға төзімді фторкаучуктердің құрамына, суытқыштарда қолданылатын
фреон – 12-нің құрамына кіреді. Сұйық фтор мен фтор оксиді кейбір
ракеталарда тотықтырғыш ретінде және 4000-6000 °С жоғары температура алу
үшін қолданылады. Балқытқыш шпат СаҒ2 алюминий өндіруде қолданылады.
Мысалы, тетрафтор полимеризациялап алынған полимер,- Тефлон (C2F4)n
-кереметтей химиялық қасиетімен ерекшеленеді және қышқылдың, сілтінің,
тұздардың ерітіндісінде өзгермейді. Органикалық қосылыстардың және жеміргіш
– белсенді газдың әсерімен тұрақты. Фтор қосылыстарының негізінде алынған
органикалық бояулар анық және таза көріністе болады [13].
Фреон деп аталатын дифтор-дихлорметан CF2Cl өнеркәсіпте өте кең
таралған салқындатушы агент. Мұндай агенттердің булануы салқындатушы
машиналардағы температураның төмендеуіне әкеледі.
Көп мөлшердегі күміс бромиді фотоүлдірі, фотоқағазы және фотопластика
үшін жарық сезгіш эмульсияны дайындауға арналған фотоомр кәсібінде
пайдаланылады; авиация өнеркәсібінде – аитидетонатор ретінде.
Натрии бромиді жүйке жүйесін тыныштандыра реттейтін құрал ретінде
медицинада тұтынылады. Калий бромидінен KBr дайындалған линзаларды
спектралдық талдауға арналған приборларда қолданады, ол инфрақызыл
сәулелерді өткізеді. Литий бромидін минералды майларды сусыздандыру үшін
және тоңазытқыш құрылғылардағы жемірілуді жою мақсатында тұтынылады.
Бром әр түрлі дәрілер жасауға, ал күміс бромиды фотографияда
қолданылады [14].
Бром органикалық қосылыстар мен ағашты да өңдеп, оны шіруден қорғайды;
кездемелерді ашық-көк түспен қызылға дейін бояйды; өрт сөндіргіштерді
толтырады, онымен электр өткізгіштегі өртті сөндіреді.
Натрий мен калий броматтарын жақсы көтерілген жұмсақ нан алуға арналған
қамырға қосады. Бромның кейбір органикалық қосылыстары лакринатор болып
келеді (лакрима –көз жасы), - ол тітіркендіруші (күшті көз жасын ағызатын)
әрекетті бұйымдастырушы зат.
Мысалы, осындай қасиет бромацетон мен бромбензилцианидте бар.
Хлор дезинфекция үшін, тұтыну суын заласыздандыру үшін, әр түрлі
химиялық өндірістер үшін қолданылады; оны хлорлы метильді хлороформды,
тетраметанды, фреондарды, сан алуан полимерлерді және тағы басқа өндіру де
қолданылады.
Хлордың едәуір мөлшері полиметалдық кеніштерден кейбір түсті және сирек
металдарды алу мақсатында оны хлорлау үшін тұтынады.
Хлорлау түрлі-түсті және сирек металдардың полиметалдық кеніштері мен
концентратындағы мыстың, қорғасының, мырыштың, кадмидың, титанның,
ниоболидің сирек жерлік және тағы басқа алдын ала ұнтақталына калирмен
араластырып және арнайы апаратқа салынған, жоғары температурада газды
хлордың әрекетіне түседі. Нәтижесінде кеніш құрамына енетін металл хлормен
қосылады да сәйкесті хлорид түзіледі[15] .
ТiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2
Натрий хлоридінің басым көпшілігі кальинерленген соданың, хлордың,
сутектің, күйдіргіш натрийдың, тұз қышқылының өндірісінде жұмсалады. NaCl
0,9% ерітіндісі – ол физиалогиялық ерітінді, сол ерітінді ортасында
биологиялық белсенді заттармен тәжірибе жүреді. өнеркәсіптің металургиялық,
тамақ, формацептикалық, тері өңдеу, сабын қайнату және басқа салаларды
хлориттерді тұтынады.
Хлор тұз қышқылын, хлорлы әк, әр түрлі гипохлориттер мен хлораттар
алуға, насекомдарды құртатын ДДТ, гексахлоран алуға, газдарды, маталарды
ағартуға, ас суын тазартуға қолданылады. Хлорсутек тұз қышқылын, хлориттер
мен хлораттар алуға мақта мата өндірісінде ағартқыш ретінде, калий хлораты
сіріңке өндіруде, пиротехникада қолданылады.
Мысалы, KCl – тыңайтқыш ретінде көп мөлшерде жұмсалады. BaCl2 инстинкт
ретінде қолданылады. ZnCl2 - металдарды дәнекерлегенде және ағашты өңдеуге
(шіруден қорғауға) пайдаланылады; Hg2Cl2 (каломоль) – салыстыру электродын
дайындау үшін қолданылады; CaCl2 - газдарды кептіргіш (судың буын жұтып,
ақырын кристаллогидратқа ауысады. (CaCl2 ·6H2O). Қармен (мұзбен) - CaCl2
6H2O тың қоспасы 0°C-тан төмен температураны береді, оны зертханада
пайдаланады.
Ауыл шаруашылығында хлор және оның көптеген қосылыстары, гербициттер
(арам шөпке қарсы құрал) және инцектититтер (өсімдіктер зиянкестерінде
қарсы ретінде) кең қолдану табуда.
Йод (5% спирттегі ерітіндісі) медицинада антисептик ретінде және қан
ағуын тоқтатушы құрал ретінде қолданылады.
Күміс йодидін жарық сезгіш материал ретінде пайдаланатын кино және
фотоөнеркәсібі йодтың негізгі тұтынушысы.
Шыныдан дайындалған түрлі қыздыру электр шамының түтіктері мен ұтыларын
йод буымен толтыру, олардың жарық беруін жарқырау қабілетін арттырады,
өйткені йод молекулалары жоғары температура кезінде сәуле шығара бастайды
[16].
Галогендердің қосылыстарының физикалық және химиялық қасиеттері-
галогендермен галогендер бірігіп өзара қосылыстар түзеді. Галогендердің
табиғатта қосылыстар түрінде кездесуі көрсетілген. (Сурет 2).
Неғұрлым олар бірінен-бірі алыстау тұрса, соғұрлым қосылыстағы атомдар
саны арта түседі. Мәселен: BrCl, ICl3, Br F5, IP7. Периодтық системасының
бір тобында қатар тұрған екі галоген өзара қосылыс түзсе көбіне 1 валенттік
көрсетеді.
ClҒ3, BrҒ3 молекулаларының кеңістіктегі пішін Т-тәрізді, ICl3 болса,
даму күйінде болады. I F5 молекуласының пішіні квадрат пирамидаға ұқсайды.
Галоген аралық қосылыстар оңай ұшады, ең қиын буланатын судан аз ғана
артық қызуда қайнай бастайды. Бұлардың барлығы дерлік тұрақсыздығы аз
заттар, соған қарамай бірінен-бірі қопарылмайды. Галоген аралық
қосылыстардың бәріде экзотермиялы қосылыстар, сондықтан оларды тікелей
синтез әдісімен алуға болады.
Cl2+I2=2ICl Cl2BF2=2CLF3
Немесе F2+ ClҒ= ClҒ3
Галоген аралық қосылыстар реакцияға түсуге өте қабілетті заттар. Олар
қуатты тотықтырғыштар болып саналады. Көптеген жай заттар мен әрекеттесіп
галогениттердің қоспасын түзеді. Галоген аралық қосылыстың басты бір
қасиеті гидролизге ұшырауға бейімділігі өздерінің табиғаты қышқылдық
болғандықтан көбіне гидролизденгенде екі қышқыл береді.
5BrCl+3H2O=5HCl+2Br2+2HBrO3
3ICl3+6 H2O= 9HCl + HI+2HIO3
Сілтілік металдардың галогениттері бос галогендермен қосылып,
полигалогениттер түзуге бейім келеді. Солардың ішіндегі тұрақты полииодит
ионы I3 калий иодидінің ерітіндісінде йодты ерітіп, кристалданғанда
түзіледі:
KI+I2=KI3 H0=16.7 кдж моль K=140
Амфотерлік фторидтер қышқылдықта, негіздік фторидтермен әрекеттеседі де
көбінесе кешендік фторидтер береді.
NaF+SiF4=Na2
2KF+BeF2=K2
BeF2+SiF4=Be
Фтордың қосылысының ішіндегі ең маңыздысы
H2+F2=2HF фторсутек
Фторсутек құрғақ күйде металдың және бейметалдардың оксидтермен
көпшілігімен әрекеттеспейді. Фторсутек қышқылының тұздарын фторидтер деп
атайды натрий фториді NaF – ақ түсті, суда еритін гигроскоптығы жоқ ұнтақ
зат, оны өндірісте мына реакция бойынша алады:
2HF+Na2CO3= ( 2NaF + CO2 + H2O
Криолит AlF33NaF не Na3AlF6, ақ түсті ұнтақ суда аз ериді.
Далалық шпат. CaF2 минералдар құрамынды кездесетін тұз, фтор мен
фторсутек алудан басқа металургияда – металды, қорытқанда, шихтаның балқу
температурасын төмендету үшін араластырады [17].
Галогендердің физикалық қасиеттері
Кәдімгі температурада фтор мен хлор сары жасыл түсті жағымсыз өткір
иісті газдар, бром ауыр қызылқоңыр түсті сұйық, ал иод қарақоңыр түсті
металдық жарқылы бар кристалл.
Галогендердің және олардың жай заттарының кейбір физикалық тұрақтылары
келтірілген (Кесте 1).
Кесте 1
VІІ А тобы элементтерінің тұрақты шамалары
Тұрақтылары Ғ Сl Вr І Аt
Валенттік 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 6s26p5
электрондары
Атомның (Э0) 0,064 0,099 0,114 0,133 -
радиусы, нм
Ионның (Э-) 0,133 0,181 0,196 0,220 0,230
радиусы,нм
Иондану 17,92 12,97 11,84 10,45 9,20
энергиясы
(Э0→Э-), эВ
Электрон қосып 3,45 3,61 3,37 3,08 2,80
алғыштығы
(Э0→Э-), эВ
Салыстырмалы
электр 4,0 3,0 2,8 2,6 2,2
терістігі
Кәдімгі Газ Газ Сұйық Қатты Қатты
жағдайдағы
агрегаттық күйі
Балқу
температурасы, -219,6 -101,0 -7,3 113,6 227
°С
Қайнау
температурасы, -188,1 -34,1 59,2 185,5 317
°С
Жер қыртысында
таралуы, 2,8·10-2 2,6·10-2 1,5·10-5 4·10-6
атомдық үлесі,
%
А) фтор - өзіндік иісі бар, өткір, әлсіз сары түсті газ түріндегі зат.
Фторға тән ерекшелігі сол, ал оның атомдық массасы 17, 18, 20 болатын
жасанды изотоптарының тиісінше сәйкесті жартылай ыдырау периоды 66 сек, 107
мин және 12 секундты құрайды.
Б) Хлор -өткір иісті сары көк түсті газ түрінде болып келеді.
В) Бром ауыр, қызылдау қоңыр түсті сұйықтық суды аз мөлшерде ериді, ал
органикалық заттарда (бензол, тетрохлорметанда) ерімтал. Бром өте әлсіз
өрнектелетін металдық қасиет байқатады; валентті бром тұздары белгілі,
мысалы: бром нитраты Вr N03
Г) Иод - қатты кристалдық зат, ол металдық жылтыры бар қою күлгін түсті
болады. Йод сөзі гректің іоds -күлгін, күлгін түсті гүл деген сөзінен
алынған. Иодтың сублимацияға ұшырауы келесі 2-суретте көрсетілген.
Иодтың сублимацияға ұшырау процессі
NaСl (галит) AgI (йодаргирит)
AgBr (бромаргирит) CaF2 (флюорит)
Сурет 2. Галогендердің табиғатта қосылыстар түрінде кездесуі
Химиялық реакциялар кезінде галогендер бір электрон оңай қосып алып
күшті тотықтырғыштардың қызметін атқарады.
Кәдімгі температурада немесе қыздырғанда галогендер, әсіресе фтор мен
хлор, барлық металдармен әрекеттеседі. Белгілі бір жағдайларда фтор мен
хлор алтынмен де әрекеттеседі:
2Au + 3F2 = 2AuF3
Cu + Cl2 = CuCl2
Галогендер бейметалдардың көпшілігімен әрекеттеседі, мысалы:
Xe2 + F2 = XeF2
Si + 2Cl2 = SiCl4
Галогендер тікелей инертті газдармен (фтордан басқасы) оттегімен,
азотпен, көміртегімен әрекеттеспейді.
Галогендер көптеген күрделі заттардың құрамындағы элементтерді
тотықтырады. Мысалы, фтор атмосферасында құрамында кремний оксиді бар шыны
талшықтары мен су буы жанып кетеді.
2F2 + SiO2 = SiF4 + O2
2F2 + 2H2O = 4HF + O2
Қызғылт түсті бром суына натрий сульфиті ерітіндісін құйса бром
тотықсызданатындықтан ерітіндінің түсі жойылады:
Br2 + Na2SO3 + H2O = 2HBr + Na2SO4
Сарғылт иод ерітіндісіне күкіртсутек ерітіндісін құйса иод
тотықсызданатындықтан ерітіндінің сары түсі жойылады және бөлінген күкірт
ерітіндіні лайлайды:
I2 + H2S = 2HI + S↓
Галогендердің тотықтырғыштық қабілеті реттік нөмірлерінің өсуіне
байланысты кемитіндіктен алдыңғы галоген өзінен кейінгі галогенді оның
қосылысынан ығыстырады:
F2 + 2KCl = 2KF + Cl2
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
Галогендердің сутекті қосылыстары.
Галогендер сутегімен жалпы формуласы НГ болатын галогенсутектер түзеді.
Галогенсутектерді галогендерді сутегімен тікелей әрекеттестіріп алуға
болады: фтор сутегімен қараңғы суық жерде қопарылыс бере әрекеттеседі, хлор
күн сәулесі түскенде, ал бром мен иод тек қыздырғанда ғана сутегімен
әрекеттеседі:
F2 + H2 = 2HF
Cl2 + H2 = 2HCl
Br2 + H2 = 2HBr
I2 + H2 = 2HI
Галогенсутектерді олардың тұздарына – галидтерге концентрациялы күкірт
қышқылымен әрекет етіп те алуға болады:
2NaCl + H2SO4 = 2HCl↓ + Na2SO4
CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4
Концентрациялы күкірт қышқылы арқылы оңай тотығатын галоген сутектерді,
мысалы, бромсутек пен иодсутекті басқа жолмен, яғни фосфор (ІІІ) бромиды
мен фосфор иодидын гидролиздеу арқылы алады:
PBr3 + 3H2O = 3HBr + H3PO3
PI3 + 3H2O = 3HI + H3PO3
Галогендердің барлығы да түссіз, өткір иісті, суда жақсы еритін газдар.
Мысалы 20 °С – да 1 л суда 500 л НСl, 600 л НВr, 25 л НІ ериді.
Галогенсутектердің судағы ерітіндісі қышқылдар болады. Олардың ішінде
фторсутек қышқылы күші орташа қышқылға, ал хлорсутек, бромсутек, иодсутек
қышқылдары күшті қышқылдарға жатады[18] .
Фторсутек қышқылы ерітіндіде Н2Ғ2 димері түрінде болады және ол соған
сәйкес екі негізді қышқылдар қатарына жатады да екі сатыда
диссоциацияланады:
H2F2 ↔ HF2 + H+
HF2 ↔ H+ + 2F–
Фторсутек қышқылы немесе балқытқыш қышқыл басқа қышқылдар сияқты актив
металдармен, негіздермен, негіздік оксидтермен, тұздармен әрекеттеседі.
Бірақ фторсутек қышқылының өзіне тән қасиеті бар. Ол мына реакция
бойынша шыныны ерітеді.
2H2F2 + SiO2 = 2H2O + SiF4↑
Фторсутек қышқылы екі негізді болғандықтан екі қатар тұздар орта тұздар
фторидтер (мысалы Nа2Ғ2) және қышқыл тұздар – гидрофторидтер (мысалы NаНҒ)
түзеді.
Хлорсутек, бромсутек, иодсутек қышқылдар бір негізді қышқылдарға
жатады. Олар басқа қышқылдар сияқты кернеу қатарында сутекке дейін
орналасқан металдармен, негіздік оксидтермен, негіздермен, тұздармен
әрекеттеседі. Бұл қышқылдардың тұздары – хлоридтер, бромидтер, иодидтер
суда жақсы ериді, тек күміс ( I ), сынап ( І және ІІ ), мыс ( І ), қорғасын
( ІІ ) галидтері суда іс жүзінде ерімейді.
Осы қышқылдардың ішіндегі практикалық маңызы зоры хлорсутек қышқылы
немесе тұз қышқылы. Хлорсутек қышқылын синтездік әдіспен сутекпен хлордың
тікелей әрекеттесуінен алады. Түзілген хлорсутек суға сіңіріліп 15 °С-да
қаныққан 42,7 % массалық үлесі бар қышқыл алынады (d=1,21). Сатылатын тұз
қышқылында хлорсутектің массалық үлесі 38 %, тығыздығы 1,18 болады.
Галогендердің оттекті қосылыстары.
Галогендер оттегімен тікелей әрекеттеспейтіндіктен олардың оксидтерін
жанама жолмен алады. Галогендердің оксидтері тотықтырғыштық қабілеттері
күшті тұрақсыз қосылыстар.
Фтордың газ күйіндегі ОҒ2 және О2Ғ2 оксидтері белгілі.
Фтор оксидін ОҒ2 газ күйдегі фторды сілті ерітіндісіне сіңіру арқылы
алады:
2F2 + 2NaOH = OF2 + 2NaF + H2O
Фтор оксиді күшті тотықтырғыш, ол натрий гидроксидін, иод сутекті
тотықтырады:
OF2 + 2NaOH = O2 + 2NaF + H2O
OF2 + 4HI = I2 + H2F2 + H2O
Хлор оттегімен бірнеше оксидтер түзеді: хлор (і) оксиді Сl2О, хлор (ІV)
оксиді СlО2, хлор оксиді СlО3, хлор (VІІ) оксиді Сl2О7. Бұл оксидтерге
мынадай қышқылдар сәйкес келеді: НСlО – хлорлылау қышқылы, НСlО2 – хлорлы
қышқылы, НСlО3 – хлорлау қышқылы, НСlО4 – хлор қышқылы.
Хлорлылау қышқылы ең аз тұрақты және тек ерітіндіде болады. Хлорлау
қышқылы тұрақтылау, бірақ қыздырғанда қопарылыс бере алады. Хлордың оттекті
қышқылдарының арасында ең күшті әрі тұрақтылау – ол хлор қышқылы. Сәйкес
қышқылдағы хлордың тотығу дәрежесі 2-кестеде келтірілген.
Кесте 2
Қышқылдардағы хлордың тотығу дәрежесі
Қышқыл формуласы Хлордың тотығу Аталуы
дәрежесі
қышқылдар тұздар
HClO +1 хлорлылау гипохлориттер
HClO2 +3 хлорлы хлориттер
HClO3 +5 хлорлау хлораттар
HClO4 +7 хлор перхлораттар
Хлор (ІV) оксидімен хлор (VІ) оксидін суда еріткенде әрқайсысы екі
қышқылдан түзеді:
2ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3
2ClO3 + H2O = HClO3 + HClO4
Хлор (І) оксиді сумен әрекеттесіп хлорлылау қышқылын түзеді:
Cl2O + H2O = HClO
Хлорлылау қышқылы НСlО бос күйінде алынбайды, ол тек ерітіндіде болады.
Бұл қышқыл хлорды суда еріткенде де түзіледі:
Cl2 + H2O = HClO + HCl
Хлорлылау қышқылы жағдайға байланысты үш түрлі жолмен ыдырайды:
HCl HCl + O
2HClO Cl2O + H2O
3HClO 2HCl + HClO3
Хлорлылау қышқылының ыдырауы бірінші (І) реакция бойынша жарық
түскенде, екінші (ІІ) реакция бойынша су сіңіретін зат қатысқанда (мысалы
СаСl2), үшінші (ІІІ) реакция бойынша қыздырғанда жүреді.
Хлорлылау қышқылының тұздары гипохлориттер салқын сілтіде хлорды
еріткенде түзіледі:
Cl2O + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O
Хлорлылау қышқылы да және оның тұздары – гипохлоридтер де күшті
тотықтырғыштар, мысалы:
3NaClO + Cr2 (SO4)3 + 10NaOH = 3NaCl + 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 5H2O
Хлорлылау қышқылының тұздары ішіндегі аса маңыздысына кальций
гипохлориты жатады. Ол қос тұз түрінде хлорды сөндірілген әкке сіңіргенде
түзіледі:
Cl2 + Ca(OH)2 = CaOCl2 + H2O
Бұл ақ түсті ұнтақ зат ағартқыш әк немесе хлорлы әк деген атпен
көбінесе дезинфекция жасауға қолданады. Хлор (ІV) оксиді суда ерігенде
түзілетін хлорлы қышқыл НСlО2 тұрақсыз қосылыс, бірақ оның тұздары –
хлориттер тұрақты болады. Хлориттер хлор (ІV) оксидін сілтіде еріткенде
хлораттармен бірге түзіледі:
2ClO2 + 2KOH = KClO2 + KClO3 + H2O
Бұл тұзға сутегі пероксидін қосса хлорат тотықсызданып хлоритке
айналады:
KClO3 + H2 O2 = KClO3 + O2 + H2O
Гипохлориттер сияқты хлориттер де күшті тотықтырғыштар.
Гипохлориттердің балқымасын қыздырғанда немесе қайнаған сілтіге хлор
сіңіргенде хлораттар түзіледі:
3KClO = KClO + 2KCl
3Cl2 + 6KOH = KClO3 + 5KCl + 3H2O
Барийдің хлоратына концентрациялы күкірт қышқылымен әсер ету арқылы
хлорлау қышқыл алады:
Ba(ClO3)2 + H2SO4 = 2HClO3 + BaSO4
Хлораттарды қыздыру арқылы хлор қышқылының тұздары – перхлораттарды
алады:
4KClO3 = 3KClO4 + KCl
Перхлораттарға күкірт қышқылымен әсер ету арқылы хлор қышқылын алады:
KClO4 + H2SO4 = HClO4 + KHSO4
Хлорлау қышқыл да, хлор қышқылы да және олардың тұздары да күшті
тотықтырғыштар.
Хлордың барлық оттекті қышқылдарындағы оның оң заряды артуымен
қышқылдық қасиеттері күшейеді және қалыпты жағдайда тотықтыру белсенділігі
әлсірейді (хлормен оттек атомдары байланыстарының түзілуіне қатысатын
электрон санының артуы салдарынан):
қышқылдық қасиеті күшейеді
HClO HClO2 HClO3 HClO4
тотықтыру белсенділігі әлсірейді
Бромдылау қышқылы НВrО, иодтылау қышқылы НІО да бром мен иодты суға
сіңіру арқылы алынады. Бромдау қышқыл НВrО3 пен иодтау қышқыл НІО3 хлордың
осындай қосылыстары сияқты алынады. Бұларға сәйкес келетін броматтар мен
иодаттардың қасиеттері де хлораттарға ұқсас болады [19].
1.2 Химияны оқыту технологиясының мәні және сипатталуы
Білім беру жүйесінде болып жататын түбегейлі өзгерістер оқыту үрдісін
озық технологиялармен қамтып жетілдіруді талап етеді. Қазіргі таңда жоғары
мектеп алдында болашақ маманның кәсіптік деңгейін көтеру міндеті қойылып
отыр. Өскелең ұрпақты, қоғамның әлеуметтік-экономикалық міндеттеріне сай
өмірге бейімдеудің жаңа талаптарынан туындап отыр.
Ел Президенті Н.Ә.Назарбаевтың халыққа арнаған жолдауында: ... әрине,
мұғалімнің өзі де уақыт талабына сәйкес болуы міндетті деп бәсекелестікке
түсе алатын кәсіби маман даярлау өмір талабы екенін түсіндіреді.
Қазіргі педагогикалық технология ұғымы іс-әрекетімізге кеңінен еніп,
жиі қолданылып, практикаға енуде. Дегенмен, оның мән-мағынасы туралы
пікірлер алуан түрлі. Түсіндірме сөздікте: Технология – бұл қандай да
болсын істегі, шеберліктегі, өнердегі амалдардың жиынтығы делінсе,
Б.Т.Лихачев педагогикалық технологияны оқу пройесіне белгілі бір мақсат
көздей әсер ететін педагогикалық ықпал деп түсіндіреді. Ал, технологиялық
үрдісті нақты педагогикалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz