Если нагревать хлорную кислоту с ^^^ , отнимающим от нее воду, то образуется оксид ^^^ , или хлорный ангидрид, ^^^
Оксид ^^^ - маслянистая жидкость, кипящая с разложением при ^^^ . При ударе или при сильном нагревании ^^^ взрывается.
Изменение свойств в ряду кислородных кислот хлора можно выразить следующей схемой:
С увеличением степени окисленности хлора устойчивость его кислородных кислот растет, а их окислительная способность уменьшается. Наиболее сильный окислитель — хлорноватистая кислота, наименее сильный — хлорная кислота.
Напротив, сила кислородных кислот хлора возрастает с увеличением его степени окисленности. Из всех гидроксидов хлора самая слабая кислота — хлорноватистая, самая сильная — хлорная. Такая закономерность — усиление кислотных свойств гидроксида ^^^ , соответственно, ослабление его основных свойств) с ростом степени окисленности элемента характерна не только для хлора, но и для других элементов. В первом приближении эту закономерность можно объяснить, рассматривая все химические связи в молекулах гидроксидов как чисто ионные.
На рис. 108 схематически изображена часть молекулы гидроксида ^^^ , составленная из ^^^ -зарядного иона ^^^ , иона кислорода ^^^ и иона водорода (протона) ^^^ . Диссоциация этой части молекулы на ионы может происходить либо с разрывом связи ^^^ (в результате чего отщепляется ^^^ ), либо с разрывом связи ^^^ (что приводит к отщеплению иона ^^^ ); в первом случае гидроксид будет проявлять свойства основания, во втором — свойства кислоты.
Каждый из возможных путей диссоциации гидроксида будет осуществляться тем легче, чем слабее связь между соответствующими ионами. При возрастании степени окисленности элемента ^^^ увеличится заряд иона ^^^ , что усилит его притяжение к иону ^^^ и тем самым затруднит диссоциацию гидроксида по типу основания.
Рис. 108. Ионная схема фрагмента молекулы гидроксида ^^^
Вместе с тем усилится взаимное отталкивание одноименно заряженных ионов ^^^ и ^^^ , что облегчит диссоциацию по кислотному типу. Таким образом, с увеличением степени окисленности элемента усиливаются кислотные свойства и ослабевают основные свойства образуемого этим элементом гидроксида.
Увеличение радиуса иона ^^^ при неизменном его заряде приведет к возрастанию расстояний между центром этого иона и центрами ионов ^^^ и ^^^ . В результате взаимное электростатическое притяжение ионов ^^^ и ^^^ станет более слабым, что облегчит диссоциацию по основному типу; одновременно уменьшится взаимное отталкивание ионов ^^^ и ^^^ , так что диссоциация по кислотному типу затруднится. Следовательно, с возрастанием радиуса иона элемента (при неизменном его заряде) усиливаются основные свойства и ослабляются кислотные свойства образуемого этим элементом гидроксида. Примером проявления этой закономерности может служить изменение констант кислотной диссоциации в ряду ^^^ .
Разумеется, предположение о чисто ионной природе химических связей в молекулах гидроксидов является весьма грубым. В действительности связь ^^^ имеет преимущественно ковалентный характер, а связь ^^^ можно считать близкой к ионной только для щелочных металлов. Кроме того, изложенная трактовка кислотно-основных свойств гидроксидов не учитывает особенностей взаимодействия ионов ^^^ и ^^^ с молекулами растворителя (воды). Поэтому рассмотренная схема влияния заряда и размеров иона ^^^ на характер диссоциации молекулы ^^^ не может служить основой для количественной оценки кислотноосновных свойств гидроксидов. Однако при сопоставлении кислотно-основных свойств различных гидроксидов, образуемых данным элементом в разных состояниях его окисленности, или при сопоставлении свойств аналогичных гидроксидов, образуемых элементами одной и той же подгруппы периодической системы, эта схема в большинстве случаев приводит к правильным качественным выводам.
Кислородные соединения брома и иода. Растворы бромноватистой (НОВг) и иодноватистой (HOI) кислот могут быть получены, подобно хлорноватистой кислоте, взаимодействием соответствующих галогенов с водой
причем в ряду ^^^ равновесие все в большей степени смещается влево.
При переходе от ^^^ к НОВг и HOI устойчивость и окислительная активность кислот уменьшаются. По этому же ряду ослабляются и кислотные свойства (см. выше). Иодноватистая кислота HOI является уже амфотерным соединением, у которого основные свойства несколько преобладают ^^^ кислотными.
Бромноватую ^^^ и йодноватую ^^^ кислоты можно получить путем окисления бромной или йодной воды хлором:
Бромноватая кислота очень похожа по свойствам на ^^^ , а окислительные и кислотные свойства ^^^ выражены значительно слабее.
Иодноватая кислота представляет собой бесцветные кристаллы, вполне устойчивые при комнатной температуре. При осторожном нагревании ее до ^^^ можно получить порошок оксида ^^^ , или йодноватого ангидрида — ^^^ :
Йодноватый ангидрид проявляет окислительные свойства, а при нагревании выше ^^^ распадается на ^^^ и кислород.
