13. Halogeny, vzácné plyny

13. HALOGENY, VZÁCNÉ PLYNY

• fluor, chrom, brom, jod, astat
• prvky 17. (VII. A) skupiny - mají 7 valenčních elektronů
• OBECNÁ ELEKTRONOVÁ KONFIGURACE: ns2np5 - do stabilní elektronové konfigurace jim chybí jeden elektron• název halogeny je odvozen od řeckého slova hals - sůl (tvoří celou řadu solí)
• chlor a brom jsou tvořeny více izotopy, fluor a jod jsou monoizotopické prvky, uměle byly připraveny radioaktivní izotopy astatu

VÝSKYT
• pouze ve sloučeninách - halogenidy (kvůli vysoké reaktivitě)
• fluor a chlor: biogenní prvky, v minerálech: kazivec • CaF2, kryolit • Na3[AlF6], halit • NaCl,
sylvín • KCl
• brom: v malém množství doprovází sloučeniny chloru, je obsažen v mořské vodě
• jod: je obsažen v mořské vodě, tvoří součást hormonu štítné žlázy (biogenní prvek)

VLASTNOSTI
• tvoří dvouatomové molekuly X2 (jednoduchá vazba) ve všech skupenství
• rozpouští se dobře v nepolárních rozpouštědlech (mají nepolární molekuly X2), s vyjímkou jodu se rozpouští ve vodě; jod je pouze nepatrně rozpustný ve vodě; jod je pouze nepatrně rozpustný ve vodě, lépe se rozpouští v roztoku jodidu draselného za vzniku Lugolova roztoku
• teplota tání a varu pravidelně stoupají od fluoru k jodu
• mají vysokou elektronegativitu (fluor má ze všech prvků nejvyšší elektronegativitu, je to nejtypičtější nekov), oxidační účinky a jsou reaktivní (tyto vlastnosti klesají od fluoru k jodu)
• stálejší elektronovou konfiguraci nejbližšího vzácného plynu získají:

přijetím elektronu a vytvořením aniontu halogenidového (X-)
vytvořením jedné kovalentní vazby

• s vyjímkou fluoru mohou halogeny využít prázdné nd - orbitaly a vytvářet více vazeb, proto má fluor ve sloučeninách pouze oxidační číslo -I a oxidační čísla ostatních halogenů mohou nabývat hodnot od -I do VII (preferují lichá čísla: -I, III, V, VII)
• halogen s nižším protonovým číslem vytěsňuje z halogenidu halogen s vyšším protonovým číslem:

Cl2 + 2KI 2KCl + I2

• za normálních podmínek reagují s mnoha prvky a sloučeninami, s kovy a některými nekovy tvoří halogenidy, s vodíkem halogenvodíky, reagují i s vodou

FLUOR
• světležlutozelený plyn
• podílí se natvorbě vodíkových můstků

CHLOR
• zelenožlutý plyn

BROM
• červenohnědá jedovatá kapalina

JOD
• fialovočervená pevná látka
• snadno sublimuje - při zahřívání dochází k přechodu jodu z pevného do plynného skupenství (páry jodu jsou fialové)

ASTAT
• radioaktivní pevná látka s krátkým poločasem rozpadu
• díky značné nestabilitě jader je dosud málo prozkoumaný

PŘÍPRAVA

OXIDACÍ HALOGENIDŮ NEBO HALOGENVODÍKŮ SILNÝMI OXIDAČNÍMI ČINIDLY

16HCl + 2KMnO4 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O

VÝROBA

ELEKTROLÝZOU ROZTOKŮ NEBO TAVENIN JEJICH SOLÍ
• vylučuje se na anodě (oxidace halogenidů)