إليك ثلاثة محاليل عديمة اللون. تبدو متطابقة تماماً. أحدها كلوريد، والآخر بروميد، والثالث يوديد — لكنك لا تستطيع التمييز بين أي منها عن طريق…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية
11.1
Physical properties of the halogens · الخصائص الفيزيائية للهالوجينات
Syllabus · المنهج
English
describe the colours and the trend in volatility of chlorine, bromine and iodine
describe and explain the trend in the bond strength of the halogen molecules
interpret the volatility of the elements in terms of instantaneous dipole–induced dipole forces
العربية
وصف ألوان واتجاه التطاير للكلور والبروم واليود
وصف وشرح اتجاه قوة الرابطة في جزيئات الهالوجينات
تفسير تطاير العناصر من حيث قوى ثنائي القطع اللحظي-المُستحث
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
The halogens 卤素 are the Group 族 17 elements. They exist as diatomic molecules ($\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$, $\text{I}_2$). Going down the group:
Element
Colour and state at room temperature
chlorine
pale green gas
bromine
red-brown liquid
iodine
grey-black solid (purple vapour)
The volatility 挥发性 (how easily a substance turns to vapour) decreases down the group: chlorine is a gas, but iodine is a solid. This is because the molecules get larger and have more electrons, so the instantaneous dipole 瞬时偶极 and induced dipole 诱导偶极 forces between them get stronger. Stronger forces are harder to break, so the boiling point rises and volatility falls.
The bond energy 键能 (bond strength) of the $\text{X}\text{–}\text{X}$ molecules generally falls from $\text{Cl}_2$ to $\text{I}_2$, because the shared electrons are further from the nuclei in the larger atoms.
العربية
البروم هو هالوجين من المجموعة 17 — سائل داكن يصدر بخاراً برتقالياً.
اله_hookgens هي عناصر المجموعة 17. توجد كجزيئات ثنائية الذرة ($\text{Cl}_2$، $\text{Br}_2$، $\text{I}_2$). نزولاً في المجموعة:
العنصر
اللون والحالة في درجة حرارة الغرفة
الكلور
غاز أخضر فاتح
البروم
سائل أحمر بني
اليود
صلب رمادي أسود (بخار بنفسجي)
تقل التطاير (سهولة تحول المادة إلى بخار) بالانتقال أسفل المجموعة: الكلور غاز، بينما اليود صلب. والسبب أن الجزيئات تكبر وتحتوي على إلكترونات أكثر، فتصبح قوى ثنائي القطب اللحظي وثنائي القطب المستحث بينها أقوى. القوى الأقوى أصعب في الكسر، فترتفع نقطة الغليان ويقل التطاير.
بالانتقال أسفل المجموعة 17، تتحول الهالوجينات من غاز أخضر فاتح إلى سائل أحمر بني إلى صلب رمادي أسود مع انخفاض التطاير
تقل طاقة الرابطة (قوة الرابطة) لجزيئات $\text{X}\text{–}\text{X}$ عموماً من $\text{Cl}_2$ إلى $\text{I}_2$، لأن الإلكترونات المشتركة تبعد عن الأنوية في الذرات الأكبر حجماً.
Chemical properties of the halogens and hydrogen halides · الخواص الكيميائية للهالوجينات وهاليدات الهيدروجين
Syllabus · المنهج
English
describe the relative reactivity of the elements as oxidising agents
describe the reactions of the elements with hydrogen and explain their relative reactivity in these reactions
describe the relative thermal stabilities of the hydrogen halides and explain these in terms of bond strengths
العربية
وصف التفاعلية النسبية للعناصر كـ عوامل مؤكسدة
وصف تفاعل العناصر مع الهيدروجين وشرح تفاعليتها النسبية في هذه التفاعلات
وصف الثبات الحراري النسبي لـ هاليدات الهيدروجين وشرح ذلك من حيث قوى الروابط
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Halogens as oxidising agents
Each halogen reacts by gaining one electron to form a $1-$ ion, so it acts as an oxidising agent 氧化剂. This power decreases down the group, because the larger atoms attract an extra electron less strongly. A more reactive halogen can push out a less reactive one from its salt:
The reaction gets less vigorous down the group: chlorine reacts explosively in light, bromine needs heat, and iodine reacts slowly and only partly.
Thermal stability of the hydrogen halides
The thermal stability 热稳定性 of the hydrogen halides decreases down the group. The H–X bond gets weaker as the halogen atom gets larger, so HI breaks apart on gentle heating while HCl is very stable.
العربية
الهالوجينات كعوامل مؤكسدة
يتفاعل كل ه_hookgen باكتساب إلكترون واحد لتكوين أيون $1-$، لذا يعمل كعامل ** مؤكسد**. تتناقص هذه القوة نزولاً في المجموعة، لأن الذرات الأكبر تجذب إلكتروناً إضافياً بقوة أقل. يمكن لله_hookgen الأكثر نشاطاً طرد ه_hookgen أقل نشاطاً من ملحها:
يصبح التفاعل أقل حدة بالانتقال أسفل المجموعة: يتفاعل الكلور انفجاراً في الضوء، والبروم يحتاج حرارة، ويود يتفاعل ببطء وبشكل جزئي فقط.
الثرمي稳定性 لهاليدات الهيدروجين
تقل الثرمي稳定性 لهاليدات الهيدروجين بالانتقال أسفل المجموعة. تضعف رابطة H–X كلما كبرت ذرة الهالوجين، لذا ينهار HI بالتسخين الخفيف بينما يكون HCl مستقراً جداً.
Explore · استكشف
Halogen and hydrogen halide lab · مختبر الهالوجينات وهاليدات الهيدروجين
Classify halogen chemistry by oxidising and reducing strength. · صنّف كيمياء الهالوجين حسب قوة الأكسدة والتخفيض.
11.3
Reactions of the halide ions · تفاعلات أيونات الهاليد
Syllabus · المنهج
English
describe the relative reactivity of halide ions as reducing agents
describe and explain the reactions of halide ions with: (a) aqueous silver ions followed by aqueous ammonia (the formation and formula of the $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$ complex is not required) (b) concentrated sulfuric acid, to include balanced chemical equations
العربية
وصف التفاعلية النسبية لأيونات الهاليد كـ عوامل مختزلة
وصف وشرح تفاعلات أيونات الهاليد مع: (أ) أيونات الفضة المائية ثم الأمونيا المائية (تشكيل الصيغة المعقدة للـ $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$ غير مطلوب) (ب) حمض الكبريتيك المركز، بما في ذلك المعادلات الكيميائية الموزونة
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Halide ions as reducing agents
A halide ion 卤离子 (such as $\text{Cl}^-$) can give away an electron, acting as a reducing agent 还原剂. This power increases down the group, because a larger ion holds its outer electron less tightly.
Reaction with aqueous silver ions
Add aqueous silver nitrate, then aqueous ammonia 氨, to identify the halide from the colour of the silver halide precipitate 沉淀:
Halide
Precipitate with $\text{Ag}^+$
Solubility in ammonia
$\text{Cl}^-$
white
dissolves in dilute ammonia
$\text{Br}^-$
cream
dissolves only in concentrated ammonia
$\text{I}^-$
yellow
insoluble in ammonia
Reaction with concentrated sulfuric acid
All the halides first give the hydrogen halide. The lower halides are then oxidised by the acid, because they are stronger reducing agents:
bromide also gives some brown $\text{Br}_2$ and $\text{SO}_2$.
iodide gives $\text{I}_2$ and the smelly gases $\text{H}_2\text{S}$ and $\text{SO}_2$, because $\text{I}^-$ is the strongest reducing agent.
العربية
أيونات الهاليد كعوامل مختزلة
أيون هاليد (مثل $\text{Cl}^-$) يمكن أن يتخلى عن إلكترون، ليعمل كـ عامل مختزل. هذه القوة تزداد بالاتجاه للأسفل في المجموعة، لأن الأيون الأكبر حجمًا يمسك بإلكتروناته الخارجية بقوة أقل.
اتجاهان متعاكسان: تقل قدرة أكسدة الهالوجين أسفل المجموعة، بينما تزداد قدرة اختزال أيونات الهاليد
التفاعل مع أيونات الفضة المائية
أضف نترات الفضة المائية ثم الأمونيا المائية لتحديد الهاليد من لون راسب هاليد الفضة:
describe and interpret, in terms of changes in oxidation number, the reaction of chlorine with cold and with hot aqueous sodium hydroxide and recognise these as disproportionation reactions
explain, including by use of an equation, the use of chlorine in water purification to include the production of the active species $\text{HOCl}$ and $\text{ClO}^-$ which kill bacteria
العربية
وصف وتفسير، من حيث تغيرات عدد الأكسدة، تفاعل الكلور مع هيدروكسيد الصوديوم المائي البارد والساخن والتعرف عليها كتفاعلات تحلل ذاتي
شرح، بما في ذلك باستخدام معادلة، استخدام الكلور في تنقية المياه بما في ذلك إنتاج الأنواع النشطة $\text{HOCl}$ و$\text{ClO}^-$ التي تقتل البكتيريا
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
With sodium hydroxide
With cold, dilute sodium hydroxide, chlorine reacts to form chloride and chlorate(I):
The active species $\text{HOCl}$ and $\text{ClO}^-$ kill bacteria 细菌, making the water safe to drink.
Worked example. Solid $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$ and $\text{NaI}$ are each warmed with concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$. Predict the products. Reducing power increases down the group, so how far each halide reduces the sulfuric acid differs. $\text{Cl}^{-}$ is too weak to reduce it at all, so you get only steamy $\text{HCl}$ - an acid-base reaction. $\text{Br}^{-}$ reduces it a little: $\text{HBr}$ plus brown $\text{Br}_2$ and $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ is the strongest reducing agent: $\text{HI}$ plus $\text{I}_2$, and it drives the sulfur all the way down to $\text{H}_2\text{S}$, with its bad-egg smell. Every halide gives the hydrogen halide first; the extra products appear only where the halide is a strong enough reducing agent to attack the sulfur.
النوع النشط $\text{HOCl}$ و $\text{ClO}^-$ يقتلان البكتيريا، مما يجعل الماء آمراً للشرب.
مثال محلول. يتم تسخين الصلبة $\text{NaCl}$، $\text{NaBr}$ و $\text{NaI}$ على حدة مع تركيز $\text{H}_2\text{SO}_4$ المركز. تنبأ بالنواتج. قوة الاختزال تزداد نزولاً في المجموعة، لذلك differs مدى اختزال كل هاليد لحمض الكبريتيك. $\text{Cl}^{-}$ ضعيف جداً بحيث لا يمكنه اختزاله على الإطلاق، لذا تحصل فقط على بخار $\text{HCl}$ - وهو تفاعل حمض-قاعدة. $\text{Br}^{-}$ يختزله قليلاً: $\text{HBr}$ بالإضافة إلى $\text{Br}_2$ بني و $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ هو أقوى عامل اختزال: $\text{HI}$ بالإضافة إلى $\text{I}_2$، ويدفع الكبريت بالكامل إلى $\text{H}_2\text{S}$، برائحة البيض الفاسد. يعطي كل هاليد هاليد الهيدروجين أولاً؛ النواتج الإضافية تظهر فقط حيث يكون الهاليد عاملاً اختزالاً قوياً بما يكفي لهجوم الكبريت.
Explore · استكشف
Chlorine reaction route · مسار تفاعل الكلور
Follow chlorine from water treatment to redox reactions. · تابع الكلور من معالجة المياه إلى تفاعلات الأكسدة والاختزال.
11.4
Exam tips · نصائح للامتحان
English
Halogens get less reactive down the group (harder to gain an electron); oxidising power decreases.
Displacement: a more reactive halogen displaces a less reactive halide — state the colour change.
Test halide ions with $\text{AgNO}_3$: white ($\text{Cl}^-$), cream ($\text{Br}^-$), yellow ($\text{I}^-$), then confirm with dilute/concentrated ammonia.
Chlorine with water and with cold $\text{NaOH}$ are disproportionation — show the oxidation-number changes.
العربية
الهالوجينات تصبح أقل تفاعلية نزولاً في المجموعة (صعوبة أكبر في اكتساب إلكترون)؛ تتناقص قوة الأكسدة.
الإزاحة: هالوجين أكثر تفاعلية يحل محل هاليد أقل تفاعلية - أذكر تغير اللون.
اختبار أيونات الهاليد بـ $\text{AgNO}_3$: أبيض ($\text{Cl}^-$)، كريمي ($\text{Br}^-$)، أصفر ($\text{I}^-$)، ثم يؤكد باستخدام الأمونيا المخففة/المركزة.
الكلور مع الماء ومع $\text{NaOH}$ الباردة هي تفاعلات تأكسد واختزال ذاتي - اظهر تغيرات رقم التأكسد.
Interactive lessons on this topic · دروس تفاعلية حول هذا الموضوع
Work through it step by step, with instant-check exercises. · ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · اختر واحدًا وسيتبعك الموقع — الملاحظات، الأوراق، الفيديوهات والتدريب جميعها تفتح عليه.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · اكتب للبحث عن ملاحظات، دروس، أكواد، مفردات وأسئلة امتحانات سابقة عبر جميع المواد.