Halogeny
| ≺ Halogeny ≻ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IUPAC skupina | 17 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS skupina | VII. A | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Typická elektronová konfigurace | ns2 np5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Počet valenčních elektronů | 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Halogeny (neboli halové prvky) jsou členy 17. skupiny periodické tabulky. Mezi halogeny patří fluor, chlor, brom a jod. Někdy se k nim připojují další dva prvky, které patří do stejné skupiny, ale jejich vlastnosti zatím nejsou známy. Prvním z nich je astat, který by se podle vazebných a ionizačních vlastností řadil spíše k polokovům. Druhým pak je tennessine. Název halogen je odvozen z řečtiny a znamená solitvorný. Všechny halogeny mají ve své valenční elektronové vrstvě sedm elektronů.
Halogeny jsou velmi reaktivní, proto se vyskytují pouze vázané ve sloučeninách. Nejrozšířenějším halogenem je chlor. Fluor a chlor jsou za normální teploty plyny, brom je kapalina a jód je pevná látka, která velmi snadno sublimuje.
Tvoří dvouprvkové sloučeniny s elektropozitivnějšími prvky ve všech skupenských stavech. Soli halogenovodíků se mohou nazývat halogenidy.
Fluor má ze všech známých prvků nejvyšší hodnotu elektronegativity (asi 4,0-4,1). Sloučeniny halogenů s elektropozitivními kovy jsou iontové.
Obsah
Historie a etymologie[editovat | editovat zdroj]
V roce 1811 bylo slovo halogen navrženo jako jméno pro nově objevený prvek chlór. Roku 1842 švédský chemik baron Jöns Jacob Berzelius navrhl termín halogen – ἅλς (háls), sůl a moře, a γεν- (gen-), z γίγνομαι (gígnomai), "stávat se" – pro čtyři prvky (fluor, chlór, brom, jód), které vytvářejí společně s kovy mořské soli.
Vazebné možnosti halogenů[editovat | editovat zdroj]
Konfigurace ns2np5 valenční sféry atomu halogenů umožňuje dva způsoby stabilizace při vytváření vazeb s jinými atomy.
- Při tvorbě vazby je do atomu halogenu přijímán další elektron a elektronová hustota na atomu limituje ke stavu konfigurace ns2np6 a atom halogenu získává oxidační číslo -I.
- Při druhém způsobu stabilizace se spíše zmenšuje elektronová hustota atomu halogenu. Vazebnou situaci pak popisujeme pomocí přisouzení dosažení kladného oxidačního stavu.
Vazebné trendy[editovat | editovat zdroj]
Halogeny vykazují řadu trendů při pohybu dolů skupinou, například klesající elektronegativitu a reaktivitu a zvýšení bodu tání a bodu varu.
| Z | Prvek | Počet elektronů v obalu |
|---|---|---|
| 9 | fluor | 2, 7 |
| 17 | chlór | 2, 8, 7 |
| 35 | brom | 2, 8, 18, 7 |
| 53 | iod | 2, 8, 18, 18, 7 |
| 85 | astat | 2, 8, 18, 32, 18, 7 |
Výskyt halogenů v přírodě[editovat | editovat zdroj]
- Fluor: fluorit (kazivec - CaF2), apatity, Kryolit (Hexafluorohlinitan sodný - Na3AlF6)
- Chlor: halit, sůl kamenná (NaCl), sylvín (KCl), karnalit - hexahydrát chloridu draselno-hořečnatého - (KCl · MgCl2 ·6 H20)
- Brom: mořská voda, chaluhy, slaná jezera, v malém množství doprovází sloučeniny chlóru, bromkarnalit (KBr · MgBr2 ·6 H20)
- Jód: (NaIO3)- v přírodě doprovází chilský ledek- NaNO3 , některé mořské nerosty, štítná žláza - součást hormonů
- kromě pevných látek se sloučeniny Cl, Br, I vyskytují také rozpuštěné v mořské vodě ve formě aniontů.
Cl-: Br-: I = 200: 1: 0,1
Sloučeniny halogenů[editovat | editovat zdroj]
Nejmenší možnosti pro tvorbu sloučenin má fluor, protože se vyskytuje pouze v jediném oxidačním čísle, a to -I. To znamená, že tvoří pouze fluorovodík, jeho vodný roztok nazývaný kyselina fluorovodíková a její soli fluoridy a také kyselinu fluornou a její soli. Navíc se vyskytuje v organických sloučeninách, např. dichlordifluormethan, apod.
Zbylé tři halové prvky mají možnosti oproti fluoru relativně velké. Chlór, brom i jód se vyskytují v těchto oxidačních číslech: I-, I+, III+, V+ a VII+, chlór a brom navíc na IV+, chlór dokonce i v VI+. V chloridech, bromidech a jodidech, chlorovodíku, bromovodíku a jodovodíku a jejich vodných roztocích mají oxidační číslo I-. Kladné hodnoty oxidačního čísla halogenů jsou např. v jejich oxidech: oxid chlorný Cl2O, oxid chloristý Cl2O7, oxid bromitý Br2O3 nebo oxid jodičný I2O5. Všechny oxidy těchto tří halogenů jsou kyselinotvorné, tj. při jejich reakci s vodou vznikají příslušné kyseliny, např. kyselina jodičná či bromná. Všechny tyto kyseliny jsou jednosytné, tudíž tvoří jednu řadu solí, např. kyselina chlorná tvoří chlornany, bromitá bromitany a jodičná jodičnany. Navíc jsou tyto tři halové prvky vázány také v organických sloučeninách např.: vinylchlorid, brommethan, trichlorethylen apod.
