Бром и иод

Элементное состояние. При обычных условиях бром — тяжелая черно-бурая жидкость, над которой всегда находятся темно-бурые пары. Температура кипения брома равна +60°С, температура плавления равна -ТС. Газообразный, жидкий и кристаллический бром состоит из двухатомных молекул Вг₂ с энергией ст-связи 190 кДж/моль. Бром — окислитель, активность которого немногим меньше, чем активность хлора. Многие реакции окисления жидким бромом идут активнее, чем аналогичные реакции окисления газообразным хлором.

Иод — черно-серое кристаллическое вещество с фиолетовым металлическим блеском, построенное из молекул Ь с энергией а-связи 149 кДж/моль. При нагревании иод возгоняется без плавления с образованием фиолетовых паров. Иод — окислитель умеренной силы.

Химические свойства. Энергии связей Э—Вг и Э—I в бинарных соединениях заметно ниже, чем энергии связей Э—С1. Бром и иод образуют только те бинарные соединения, в которых элемент-партнер проявляет степень окисления не выше +4. Бромиды и иодиды элементов 1-й, 2-й и 13-й групп по строению, физическим и химическим свойствам аналогичны соответствующим солеобразным хлоридам. Многие из них хорошо растворимы в воде.

При обычных условиях с молекулярным водородом взаимодействует только бром. Иод реагирует с водородом при повышенных температурах. Эта реакция подробно рассмотрена в гл. 3 и 4. Газообразные бромоводород НВг и иодоводород HI, подобно НС1, очень хорошо растворимы в воде. Их водные растворы — это сильные бромоводородная и иодоводородная кислоты.

Бромоводород и иодоводород — восстановители. Иодоводород в водных растворах окисляется кислородом воздуха, и поэтому раствор HI в воде со временем буреет:

Высокая растворимость 1₂ в растворах KI обусловлена образованием анионов 1з и I5 и растворимостью солей К1₃ и KI5. Например:

Растворенный в воде бром диспропорционирует с образованием бромноватистой НОВг и бромоводородной кислот НВг:

Равновесие этой реакции существенно в большей степени смещено влево, чем в аналогичной реакции с участием хлора. Равновесная концентрация хлорноватистой кислоты в насыщенном растворе хлора равна 3−10~² моль/л, а концентрация бромноватистой кислоты в аналогичных условиях составляет 1,1 * 10 ³ моль/л. В водном растворе иода аналогичный процесс, приводящий к образованию иодноватистой кислоты HOI и иодоводородной кислоты HI, происходит в пренебрежимо малой степени:

Равновесная концентрация HOI составляет всего 6,4* 1(Г⁶ моль/л.

НОВг и HOI — более слабые кислоты, чем НОС1, но, как и НОС1, сильные окислители. Подобно НОС1 они диспропорционируют с образованием бромноватой НВгОз и йодноватой НЮ₃ кислот. Эти кислоты диссоциируют в водных растворах слабее, чем сильная хлорноватая кислота НСЮ₃. Бромноватая и йодноватая кислоты, а также их соли броматы и йодаты — сильные окислители. Йодноватой кислоте соответствует устойчивый оксид I2O5.

Йодаты диспропорционируют с образованием перйодатов — солей пятиосновной йодной кислоты Н₅Ю (5, имеющей в отличие от хлорной октаэдрическую структуру. Н₅Ю_Г) — хорошо растворимое кристаллическое вещество, слабая кислота (р К = 3,7).