HALOGENY

Kde se nachází halogeny v PSP? Halogeny se nacházejí v 17. skupině PTP. Mezi halogeny řadíme: fluor chlor brom jod (astat) PTP – periodická tabulka prvků 2

Co zjistíme z PSP? Zkuste odhadnout skupenství jednotlivých halogenů. Jak se bude měnit elektronegativita v 17. skupině? Jaká je konfigurace valenční sféry halogenů? Pokud víme, že do stabilního stavu chybí halogenům 1 elektron, co můžeme usuzovat o molekulách halogenů? Halogeny mají konfiguraci valenční sféry ns2 np5 Halogeny tvoří dvouatomové molekuly. Oba atomy halogenů jsou spojeny jednoduchou vazbou. Elektronegativita ve skupině klesá. Nejvyšší je u fluoru, nejnižší je u astatu. http://fc01.deviantart.com/fs21/f/2007/289/b/3/Clock_Face_3_by_a_lemonhead.png http://sluzby.czweb.org/index.php?stranka=pohledavky Fluor a chlor jsou za běžných podmínek plyny, brom je kapalina a jod a astat jsou pevné látky. 3

Zapamatujme si Cl Cl Prvky 17. skupiny se nazývají halogeny (z řeckého hals = sůl, genao = tvořím) – neboli solitvorné prvky Elektronová konfigurace valenční sféry je ns2 np5 Jsou tedy velmi reaktivní, jednovazné a mají vysokou X V bezkyslíkatých sloučeninách jsou většinou v oxidačním čísle -I Tvoří dvouatomové molekuly: Prvek (X) Fluor 4,0 Chlor 3,2 Brom 3,0 Jód 2,7 Astat 2,2 X - elektronegativita Chlor, brom a jod mohou díky přítomnosti d-orbitalů nabývat i jiných oxidačních čísel. Cl Cl Sdílení elektronového páru… … a vznik molekuly Cl2 (jednoduchá vazba) 4

F F 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑ 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↓ Jak halogeny získají stabilní konfiguraci (tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)? a) V kovalentních sloučeninách - vytvořením jedné kovalentní vazby F 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑ Všechny halogeny se vyskytují ve dvouatom. Molekulách X2 F 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↓ b) V iontových sloučeninách – vznik halogenidového iontu X- Valenční elektron je vtažen do valenční vrstvy druhého atomu.

c) Tvorba více vazeb (kromě F) – především ve sloučeninách s O. Mohou tvořit až sedm vazeb. Excitace do volného d orbitalu: X* ns np (n-1)d X** ns np (n-1)d X*** ns np (n-1)d

1. Fluor Výskyt: kazivec (fluorit) CaF2 Kryolit Na3AlF6 Apatit Ca5(PO4)3F Kosti, zubní sklovina

1. Fluor Vlastnosti: Světle zelený plyn s dráždivým zápachem. Extrémně jedovatý, leptá i sklo Fluor je extrémně reaktivní plyn – s většinou prvků se slučuje přímo (např. H, Br, I, S, P, Si). Vytěsňuje anionty ze sloučenin a sám přechází v anion: 2H2O + 2F2 → 4HF + O2 Výroba: elektrolýza taveniny KHF2 a HF Na které elektrodě? F-I → F0 + e- tj. oxidace (na anodě) Užití: Výroba freonů, HF, fluorovaných polymerních uhlovodíků (teflon)

2. Chlor Výskyt: soli: NaCl (sůl kamnná), KCl, MgCl2 (v mořské vodě) Vlastnosti: Žlutozelený plyn. Velmi reaktivní. Příprava: 4 HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2 H2O Výroba: Elektrolýza vodného roztoku NaCl (na které elektrodě?) Užití: plasty, HCl, bělící a dezinfekční účinek

3. Brom a jod Br - Červenohnědá kapalina. I – fialová krystalická látka Výskyt: Br – ve formě bromidů v mořské vodě I – v mořských řasách, korálech…, NaIO3 v chilském ledku (NaNO3) I je biogenní prvek Příprava: (díky vysoké elektronegativitě chloru) Cl2 + 2 KBr → Br2 + 2 KCl Cl2 + 2 KI → I2 + 2 KCl Užití: jodová tinktura (na dezinfekce)

Sloučeniny halogenů 1. Sloučeniny halogenů s vodíkem HX Halogenovodíky Bezbarvé, ostře páchnoucí plyny. Výroba – přímá syntéza z prvků. Příprava a) Přímá syntéza z prvků b) Působení silných kyselin na halogenidy NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4 (až Na2SO4) Halogenovodíkové kyseliny (= vodné roztoky halogenvodíků) HF – slabá, ostatní silné (nejsilnější HI). HCl– dříve – kyselina solná díky výrobě z NaCl. důležitá funkce při trávení

c) Soli některých kovů + HX nebo rozpustných MX (srážecí reakce) 2. Halogenidy = sloučeniny halogenů s elektropozitivními prvky Příprava – několik způsobů a) Přímá syntéza z prvků 2Na + Cl2 → 2NaCl b) Neušlechtilý kovy (oxidy, hydroxidy, soli slabých kyselin) + HX Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2 (výroba vodíku!) c) Soli některých kovů + HX nebo rozpustných MX (srážecí reakce) AgNO3 + NaCl (NaI) → AgCl (AgI) + NaNO3 (viz laborky) Význam a využití halogenidů KCl – draselné hnojivo NaCl – kuchyňská sůl

3. Sloučeniny halogenů s kyslíkem - Oxidy, kyslík. kyseliny, soli a fluoridy kyslíku Fluoridy kyslíku (OF2, O2F2, O4F4…) Oxidy jsou většinou nestálé. Nejsilnější je I2O5. Kyslíkaté kyseliny: Síla roste s oxidačním číslem. (HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4) Avšak klesá jejich oxidační schopnost. HClO a chlornany Směs NaCl a NaClO = bělící louh (k bělení vláken) Směs CaCl2 a Ca(ClO)2 = chlorové vápno (k dezinfekci) Chlorečnany Výroba výbušnin a zápalek (bengálský oheň) Chloristany V pyrotechnice (místo nebezpečných chlorečnanů)