Otázka: Halogeny
Předmět: Chemie
Přidal(a): filipova.daniela
- prvky VII. A skupiny (p5 prvky)
- 7 valenčních elektronů
| Prvek | Značka | Protonové číslo | Elektronegativita |
| Fluor | F | 9 | 4,1 |
| Chlor | Cl | 17 | 2,8 |
| Brom | Br | 35 | 2,7 |
| Jod | I | 53 | 2,2 |
| Astat | At | 85 | 1,9 |
- tvoří dvouatomové molekuly ve všech skupenských stavech
- kvůli reaktivitě známy jen ve sloučeninách
Vlastnosti
- dobře rozpustné v nepolárních rozpouštědlech
- rozpustné ve vodě (kromě jodu)
- teploty tání stoupají od F -> I
- vysoká elektronegativita
- oxidační účinky
- velmi reaktivní – reaktivita klesá od F -> I
- kromě F mohou halogeny využít prázdné nd orbitaly a vytvářet více vazeb, proto:
- F má vždy oxidační číslo – I
- ostatní halogeny: oxidační čísla od – I do VII
- mohou se podílet na tvorbě vodíkových můstků – hlavně fluor
- s kovy a některými nekovy tvoří halogenidy
- s vodíkem tvoří halogenvodíky
- všechny halogeny jsou jedovaté
Stabilnější elektronová konfigurace
- přijetím elektronu – vzniká halogenidový anion
- vytvořením kovalentní vazby
Příprava
- oxidací halogenidů nebo halogenvodíků silnými oxidačními činidly
Výroba
- elektrolýzou roztoků jejich solí
- vylučují se na anodě
Fluor – F
- ze všech prvků má nejvyšší elektronegativitu
- nejtypičtější kov
- zelenožlutý plyn
- v kostech a zubní sklovině
- součást minerálů:
- CaF2 – kazivec
- Na3AlF6 – kryolit
- výroba plastů (teflon), freonů
Chlor – Cl
- žlutozelený plyn
- součást minerálů:
- NaCl – halit, sůl kamenná
- KCl – sylvín
- KCl MgCl2 • 6H2O – karnalit
- v krevní plazmě a žaludečních šťávách
- vyrábí se elektrolýzou taveniny chloridu sodného= solanka
- výroba plastů (PVC), kyseliny chlorovodíkové, bělicí a dezinfekční prostředek
Brom – Br
- červenohnědá kapalina
- v mořské vodě, chaluhách, slaných jezerech
- výroba léčiv, barev, fotografického materiálu
Jod – I
- fialovo-černá pevná látka
- v mořské vodě
- tvoří součást hormonu štítné žlázy
- snadno sublimuje
- výroba léčiv, barev a jodové tinktury = 5% ethanolový roztok jodu
Astat – At
- radioaktivní pevná látka
- krátký poločas rozpadu
- málo prozkoumaný
Halogenvodíky
- dvouprvkové sloučeniny halogenů s vodíkem – obecný vzorec HX
- bezbarvé, ostře páchnoucí, snadno zkapalnitelné plyny
- polarita se snižuje od HF – HI
- dobře rozpustné ve vodě – vznikají halogenvodíkové kyseliny
Kyselina fluorovodíková = HF
- nejslabší z halogenvodíkových kyselin – má silné vodíkové můstky (brání odštěpení vodíkového kationtu)
- leptá sklo – uchovává se v plastových nádobách
Kyselina chlorovodíková = HCl
- silná kyselina
- triviální název = kyselina solná
- základní chemikálie v chemickém průmyslu
- koncentrovaná = 38%
- složka žaludečních šťáv
Kyselina jodovodíková = HI
- nejsilnější z halogenvodíkových kyselin
- ve styku se vzduchem je nestálá a uvolňuje jod
Halogenidy
- soli halogenvodíkových kyselin
- sloučeniny halogenů s elektropozitivnějšími prvky
- převážně rozpustné ve vodě
Příprava
- přímou syntézou
- reakcí s neušlechtilými kovy, oxidy a hydroxidy
Rozdělení
- iontové halogenidy – s typickými kovy, vedou elektrický proud (NaCl, KBr)
- polymerní halogenidy – s kovy ze střední části PSP, spojeny kovalentními vazbami (CoCl2)
- molekulové halogenidy – s nekovy a polokovy, těkavé (PCl5)
Oxidy
- velmi reaktivní, nestálé
- nejstálejší = oxid jodičný I2O5
Oxokyseliny
Kyselina chlorná = HClO
- velmi slabá, nestálá kyseliny
- silné oxidační činidlo
- soli = chlornany
- bělicí louh = směs chloridu a chlornanu sodného, k bělení
- chlorové vápno = směs chloridu a chlornanu vápenatého, bělicí a dezinfekční prostředek
Kyselina chlorečná = HClO3
- silná, nestálá kyselina
- silné oxidační činidlo
- soli = chlorečnany – výroba výbušnin a zápalek
Kyselina chloristá = HClO4
- nejsilnější z kyselin chloru
- soli = chloristany – využití v pyrotechnice
Kyselina jodičná = HIO3
- nejstálejší z kyselin jodu
- v pevném stavu
- dobře rozpustná ve vodě
- soli = jodičnany
Halogenderiváty uhlovodíků
- vznikají náhradou jednoho nebo více vodíkových atomů v molekule uhlovodíku halogenem
- obecný vzorec RX (R = uhlovodíkový zbytek, X = halogen)
- v přírodě se nevyskytují
- rozlišujeme:
- alkylhalogenidy – mají acyklický uhlovodíkový zbytek
- arylhalogenidy – mají aromatický uhlovodíkový zbytek
- nejnižší halogenderiváty – plyny, ostatní – kapaliny s charakteristickým zápachem nebo pevné látky
- některé mají narkotické účinky (chloroform)
- jedovaté
- ukládají se v tucích
Reakce
Nukleofilní substituce
- vznik derivátů uhlovodíků (alkoholů, aminů)
Eliminace
- nukleofilní činidlo odštěpí H+
Příprava
- halogenací alkanů (radikálovou substitucí)
- adicí halogenů nebo halogenvodíků na nenasycené uhlovodíky
Zástupci
Methylchlorid: CH3Cl
- plyn
- plnění chladících zařízení
Chloroform (trichlormethan): CHCl3
- těkavá kapalina
- dřivé jako anestetikum v lékařství (karcinogenní účinky)
- rozpouštědlo, surovina v chemickém průmyslu
Tetrachlormethan: CCl4
- těkavá, jedovatá, karcinogenní kapalina
- rozpouštědlo
Trichlorethylen: CCl2 = CHCl
- bezbarvá kapalina
- rozpouštědlo (čištění oděvů)
Vinylchlorid (chlorethen): CH2 = CHCl
- karcinogenní plyn
- polymeruje se na polyvinylchlorid PVC
Chlorpren (2-chlorbut-1,3-dien): CH2 = CCl – CH = CH2
- surovina pro výrobu chloroprenového kaučuku
Chlorbenzen
- bezbarvá kapalina
- slouží k výrobě aromatických sloučenin
Tetrafluorethylen: CF2 = CF2
- plyn
- polymerací vzniká teflon (polytetrafluorethylen)
Jodoform (trijodmethan): CHI3
- tvoří žluté krystalky
- dezinfekční účinky
Freony
- plynné halogenalkany
- v molekule obsahují atomy Cl a F (např. dichlordifluormethan)
- náplně do chladících zařízení
- hnací plyny ve sprejích
- poškozují ozonovou vrstvu – omezení jejich výroby
Ve vyšších vrstvách se z molekuly freonu odštěpí Cl, který reaguje s ozonem za vzniku oxidu chloru a molekuly kyslíku Cl + O3 -> ClO + O2
Oxid chloru pak reaguje s volným kyslíkem, vzniká O2 a opět se odštěpuje atom chloru, reakce se řetězově šíří ClO + O -> Cl + O2
Další podobné materiály na webu:
