8. HALOGENY

8. Halogeny

Halogeny, neboli halové prvky patří do VII.A (17.) skupiny. Název halogeny je odvozen od řecké slova hals neboli sůl pro jejich schopnost tvořit celou řadu solí. Patří sem prvky Fluor F (plyn), Chlor Cl (plyn), Brom Br (kapalina) , Jod I(plyn) a Astat (At), což je radioaktivní pevná látka s krátkým poločasem rozpadu, který se v přírodě nevyskytuje. Halogeny mají 7 valenčních elektronů a jejich obecná elektronová konfigurace je

ns2 np5

kdy je n je číslo od 2-5. Halogeny mají tato oxidační čísla: Fluor –I, Chlor, Brom a Jod s –I, I, III, V, VII.

Fluor má nejvyšší elektronegativitu, nemá volné d orbitaly (nemůže excitovat) a tudíž má vždy záporná oxidační čísla. Jeho elektronová konfigurace je:

Znamená to, že může nabývat jen oxidačního čísla –I, na rozdíl od ostatních. Například chlor může excitovat a má elektronovou konfiguraci:

Halogeny jsou typické nekovy s vysokou elektronegativitou. Potřebují jeden elektron k získání konfigurace vzácného plynu. Všechny halogeny tvoří dvouatomové molekuly s jednoduchými vazbami. Jsou tedy jednovazné.

Společné vlastnosti:

S rostoucím protonovým číslem klesá elektronegativita a schopnost tvořit anionty a naopak roste teplota tání a varu halogenů. Všechny halogeny jsou jedovaté a jsou součástí různých bojových látek. Všechny halogeny jsou barevné: fluor nažloutlý, chlor nazelenalý, brom červenohnědý a jod tmavě fialový. Jsou rozpustné v nepolárních rozpouštědlech (jod málo, rozpustnost zvyšuje například jodid draselný).

Výskyt:

Většina z nich (F,Cl,I) jsou biogenní prvky (=prvky nezbytné pro život). Fluorid vápenatý je součástí kostí a zubů. Chlor se v organismu vyskytuje v podobě chloridových aniontů, které se podílejí na udržování osmotického tlaku v tělních tekutinách a v podobě kyseliny chlorovodíkové je v nízké koncentraci součástí žaludeční šťávy. Brom je obsažen v chaluhách a mořských jezerech. Jod je součástí hormonu štítné žlázy- tyroxinu a má důležitou funkci v ovlivňování metabolismu. Mnohé halogeny jsou rozpustné ve vodě, jejich ionty jsou přítomny v minerálních vodách nebo v mořské vodě.

Halogeny patří k nejelektronegativnějším prvkům, a proto jsou velmi reaktivní. Jsou to silná oxidační činidla (= přijímá elektrony a sám sebe redukuje) a jejich oxidační schopnosti klesají směrem dolů ve skupině, protože stejným směrem rostou atomy.

Výroba halogenů:

Je založena na oxidaci halogenidů

1. Elektrolýza halogenidů

Výroba chloru: chlor je vyráběný elektrolýzou roztoku chloridu sodného (solanka, NaCl). Používá se uhlíková anoda a ocelová katoda.

2. Oxidace halogenů oxidačními činidly (Mno2,KMnO4)

3. Vytěsněním ze svých solí halogenem s nižším protonovým číslem

Využití halogenů:

I přesto, že halogeny jsou velmi jedovaté , jsou součástí nejen mnoha předmětů denní potřeby. Fluor je například součástí zubní pasty a využívá se při výrobě plastů (teflon) a freonů, jejich výroba se ve světě pro jeho škodlivý účinek omezuje. Chlor se využívá jako desinfekce nebo při výrobě plastů (PVC). Brom se používá při výrobě léčiv, barev a fotografického materiálu. Jod se využívá jako kloktadlo, jako jodová tinktura (=5% ethanolový roztok jodu) k desinfekci nebo při výrobě léčiv a barev.