Гидроксиды галогенов

При взаимодействии с водой оксиды галогенов образуют кислоты, в которых галогены проявляют нечётные степени окисления. Известны кислоты (или отвечающие им соли) в следующих степенях окисления:

+1 +3 +5 +7

НГалО НГалО₂ НГалО₃ НГалО₄

Их названия производятся от названия элемента. Например, для хлора:

HClO – хлорноватистая кислота; соли – гипохлориты

HClO₂ – хлористая кислота; соли – хлориты

HClO₃ – хлорноватая кислота; соли – хлораты;

HClO₄ – хлорная кислота; соли перхлораты.

Из таких кислот только три получены как индивидуальные вещества:

HClO₄ – бесцветная подвижная жидкость, термически нестабильна, взрывоопасна;

HIO₃ - иодноватая кислота; белые гигроскопические кристаллы, плавятся при 110⁰ С, отщепляя воду;

H₅IO₆ – ортоиодная кислота; белые кристаллы, плавятся с разложением при 130⁰ С.

Остальные кислоты известны только в растворах, причём сила кислот растёт в ряду НГалО – НгалО₄. Такая послдовательность определяется строением кислот, которые включают два типа связей центральных атомов галогенов с кислородом: связь Гал – ОН с гидроксильным кислородом и связь Гал – О с негидроксильным кислородом.

{Напомним, что в случае кислородсодержащих кислот наибольшее значение имеет полярность связи Н – О, которая в свою очередь зависит от природы центрального атома и числа негидроксильных атомов кислорода в молекеуле. Природа центрального атома, его металлические или неметаллические свойства определяют и кислотно-основные свойства его гидроксида. Он будет вести себя как основание, если преобладают металлические свойства, или как кислота, если преобладают свойства неметалла.}

В простейшем случае в молекуле Н – О – Гал на атоме кислорода создаётся эффективный отрицательный заряд за счёт переноса электронной плотности с атомов водорода и галогена. При этом эффективные положительные заряды и галогена и водорода невелики, т.е. степень ионности связи О – Н мала. Когда в молекуле появляется негидроксильный кислород, электронная плотность, переносимая с атома водорода частично переносится и на него, т.е. эффективный положительный заряд на водороде возрастает по мере увеличения числа атомов негидроксильного кислорода в молекуле. Очевидно, что, чем больше такой заряд, тем больше степень ионности связи О – Н, тем легче идёт отщепление протона. Делокализация электрона по всем атомам кислорода в оставшемся анионе делает анион более симметричным и тем самым упрочняет его, что также способствует диссоциации кислоты.

Например, константы диссоциации кислородных кислот хлора меняется следующим образом:

H – OCl H – OClO H – OClO₂ H – OClO₃

K_д = 3 10^-7 К_д = 1 10^-2 К_д = 10¹ К_д = 10 ¹⁰

Кислоты НГалО и НГалО₂ относят к слабым, НГалО₃ и НГалО₄ – к сильным.

Хлорная кислота – одна из самых сильных неорганических кислот.

Поскольку большинство кислородных кислот галогенов неустойчивы и существуют только в растворах, химические свойства их самих и образующих ими солей определяются прежде всего состоянием и устойчивостью соответствующих анионов в кислых, нейтральных и щелочных растворах.