• prvky s valenčními elektrony v orbitalech s & p, přičemž orbital s je zaplněn zcela, orbital p je zaplněn 5 valenčními elektrony (odtud název) î elektronová konfigurace poslední (valenční) vrstvy: ns²np⁵ (n je 2 – 6) î 7 valenčních elektronů î prvky ležící v VII. A (17.) skupině PSP Õ patří mezi nepřechodné prvky

• VII. A
  • halogeny … F, Cl, Br, I
  • astat … At ^‚

• uměle připravená pevná látka î k halogenům se neřadí
• svými chemickými i fyzikálními vlastnostmi – typické nekovy
• do nejstabilnější konfigurace jim chybí 1 elektron î aby ho získaly, redukují se na anionty s konfigurací nejbližšího vyššího vzácného plynu
• např. Cl: [₁₀Ne] 3s² 3p⁵ + e^– î Ar = Cl^–
• přijímají elektrony od atomů/iontů jiných prvků Õ sami se redukují a zároveň tyto atomy/ionty oxidují î p⁶-prvky jsou silná oxidační činidla

• OBECNÁ CHARAKTERISTIKA

 

Název		Chemická značka	Protonové číslo	Elektronová konfigurace	Elektro-negativita	Relativní atomová hmotnost	Teplota (°C)		Oxidační číslo
český	latinský						tání	varu	kladné	záporné
Fluor	Fluorum	F	9	[2He] 2s2 2p5	4,1	19,00	-219,6	-188,0	L	–I
Chlor	Chlorum	Cl	17	[10Ne] 3s2 3p5	2,8	35,45	-101,0	-35,0	I, III – VII	–I
Brom	Bromum	Br	35	[18Ar] 3d10 4s2 4p5	2,7	79,90	-7,3	59,8	I, IV – VII	–I
Jód	Iodum	I	53	[36Kr] 4d10 5s2 5p5	2,2	126,90	113,6	184,4	I, V, VII	–I
Astat	Astatium	At ‚	85	[54Xe] 4f14 5d10 6s2 6p5	1,7	(210)				–I

 

• VÝSKYT

 

• v přírodě pouze ve sloučeninách
• např.

• F  Õ fluorit, kazivec CaF₂ … fluorid vápenatý                                   Õ kryolit Na₃AlF₆

 

•                                    Õ fluoroapatit Ca₅(PO₄)₃F

• Cl  Õ sůl kamenná NaCl … chlorid sodný

 

•  

• mořská voda Õ obsahuje značné množství rozpustných halogenidů (např. NaCl î proto je slaná)
• nevázané ve sloučeninách Õ dvouatomové molekuly s jednoduchými vazbami (F₂, Cl₂, Br₂, I₂)

• VLASTNOSTI

 

• vysoké hodnoty elektronegativit (F má nejvyšší, ze všech prvků) î silně reaktivní
• oxidační účinky

• se zvětšujícím se Z (směrem ↓)

• klesá: elektronegativita                                  stálost halogenidových aniontů

 

•                                   nekovový charakter

• halogen s nižším Z (lehčí halogen) má schopnost vytěsnit ze sloučeniny halogen s vyšším Z (těžší halogen) = vzájemné vytěsňování

• např. Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

 

• roste: teplota tání & varu

• jedovaté

 

• slučují se s většinou kovů i nekovů Õ solitvorné

• Fl Õ nazelenalý plyn

• Cl Õ žlutozelený plyn

• Br Õ hnědočervená těkavá kapalina

• I Õ fialovočerná pevná látka

• PŘÍPRAVA & VÝROBA
• Příprava
  • oxidace halogenidů nebo halogenovodíků
  •  

 

• např. 4HCl + MnO₂ → Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O
•    oxidační činidlo

• Výroba
• elektrolýza vodných roztoků svých solí

 

• např. elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného (viz Maturitní otázka č. 9 – Hydroxidy alkalických kovů)
• 2Cl^– – 2e^– ® Cl₂ … uvolňuje se na grafitové anodě

• vzájemné vytěsňování Õ viz výše

 

•  

• SLOUČENINY HALOGENŮ

 

HALOGENOVODÍKY … H^IX^–I

• pronikavě páchnoucí bezbarvé plyny
• oxidační číslo halogenů v halogenovodících: –I
• příprava/výroba:

• přímá syntéza z prvků
• H₂ + Cl₂ → 2HCl … – DH
• reakce silných netěkavých kyselin na halogenidyCaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + 2HCl   (nelze použít pro HBr, HI)
• CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF

• vodné roztoky halogenovodíků = halogenovodíkové kyseliny
• časem uvolňují elementární halogen
• halogenovodíky se ve vodě zcela disociují:
• např.   HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^–î roztok je kyselina
•  
•      nositel kyselosti
• patří mezi velmi silné kyseliny (s výjimkou fluorovodíkové Õ ta je středně silná)
•  

• Kyselina fluorovodíková … HF

• středně silná kyselina
• leptá sklo î uchovává se v plastových nádobách

• Kyselina chlorovodíková … HCl = kyselina solná

• 38% se používá v chemickém průmyslu a v laboratořích
• složka žaludečních šťáv î význam při trávení

HALOGENIDY

• sloučeniny halogenů s prvky o nižší elektronegativitě než mají oni sami
• oxidační číslo halogenů v halogenidech: –I
• rozlišujeme:

• Iontové halogenidy

 

• sloučeniny halogenů s s-prvky (typické kovy)
• vysoké body tání a varu
• taveniny vedou el. proud
• např. NaCl, KBr, MgCl₂, většina fluoridů, …

• Kovalentní halogenidy

 

• molekulové oxidy Õ složené z jednotlivých molekul

• sloučeniny halogenů s kovy, polokovy & některými nekovy s velkými oxidačními čísly
• nereagují s vodou
• např. PCl₅, UF₆ …

• polymerní halogenidy Õ mají polymerní strukturu

• sloučeniny halogenů s kovy ze střední části PSP
• např. CuCl₂ …
• příprava:

• přímá syntéza prvků
• 2Na + Cl₂ → 2NaCl
• reakce neušlechtilého kovu s halogenovodíkovou kyselinou î vytěsňování
• Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
• reakce oxidu s halogenovodíkovou kyselinou
• CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
• reakce hydroxidu s halogenovodíkovou kyselinou î neutralizace
• KOH + HCl → KCl + H₂O
• reakce uhličitanu kovu s halogenovodíkovou kyselinou

• většina je dobře rozpustných ve vodě; některé se ve vodě hydrolyzují Õ vzniká nerozpustný produkt     chlorid-oxid bismutitý
•  
• BiCl₃ + H₂O → BiCl(O) + 2HCl
• interhalogenové sloučeniny
• vznikají vzájemným slučováním halogenů s rozdílnou elektronegativitou Õ halogen s větší elektronegativitou oxiduje halogen s menší elektronegativitou (jinak řečeno: halogen s větší elektronegativitou je napravo, halogen s menší elektronegativitou je nalevo)
• např. ClF, BrCl, BrF₃, IF₇ …

KYSLIKATÉ SLOUČENINY HALOGENŮ

• sloučeniny, které ve své molekule obsahují jak halogen, tak kyslík
• oxidační číslo halogenů v kyslíkatých sloučeninách: od I po VII

• OXIDY

 

• vesměs nestálé Õ rozkládají se za běžné teploty
• nejstálejší je oxid jodičný … I₂O₅

• OXOKYSELINY (kyslíkaté kyseliny)

 

• většina existuje pouze ve vodném roztoku
• v bezvodném stavu existují pouze:

• kapalná kyselina chloristá … HClO₄
• pevná kyselina jodičná … HIO₃
• pevná kyselina pentahydrogenjodistá … H₅IO₆
• pevná kyselina jodistá … HIO₄

• s rostoucím oxidačním číslem halogenu klesá oxidační schopnost kyseliny, ale roste síla kyseliny

Kyselina chlorná … HClO

• je podstatou desinfekčních a bělících prostředků obsahujících chlor (např. SAVO)
• v malé míře vzniká při zavádění chloru do vody (chlorování)
• Cl₂^(g) + H₂O^(l) → HCl^(aq) + HClO^(ag)
• kyselina chlorná je nestálá Õ rozkládá se za běžné teploty atomární kyslík
•  
• HClO^(aq) → HCl^(aq) + O
• uvolněný atomární kyslík (biradikál se dvěma nepárovými elektrony) ničí bakterie î dezinfekční účinky (které se mylně přisuzují chloru)

Kyselina chloristá … HClO₄

• jedna z nejsilnějších kyselin
• ve styku s organickými látkami se explozivně rozkládá (zředěné roztoky oxidační schopnosti ztrácejí) î práce s ní nebezpečná
• soli oxokyselin halogenů
• pevné krystalické látky
• odvozeny od příslušných kyselin

• Chlornany … ClO^–

 

• vznikají reakcí chloru s hydroxidy s-prvků ve vodném prostředí
  

  bělící louh = směs chloridu & chlornanu draselného

   

• Cl₂ + 2NaOH → NaClO + NaCl + H₂O

 

• směs chloridu &chlornanu vápenatého = chlorové vápno
•  

• Chlorečnany … ClO₃^–

 

• vznikají tepelným rozkladem chlornanů nebo reakcí chloru s hydroxidy alkalických kovů ve vodném prostředí za zvýšené teploty
• Cl₂ + 6KOH → KClO₃ + 5NaCl + 3H₂O

• na výrobu třaskavin, střelivin a zápalek

• jejich směsi s organickými látkami jsou explozivní î krajně nebezpečná manipulace

 

•  

• Chloristany … ClO₄^–

 

• používají se v pyrotechnice místo nebezpečných chlorečnanů
• dobře rozpustné ve vodě (s výjimkou chloristanu draselného)

Z ORGANICKÉ CHEMIE

Fluorouhlíky

• zvláštní skupina kovalentních fluoridů
• odvozují se od uhlovodíků náhradou všech atomů vodíku fluorem

Polytetrafluorethylen … C₂F₄  [–F₂C = CF₂ –]_n = teflon

• bílá voskovitá látka odolná vůči kyselinám, zásadám i vysokým teplotám (do 300 °C) î chemicky & termicky jeden z nejodolnějších plastů; zdravotně nezávadný
• využití: chemický průmysl Õ těsnění, potrubí …                                                      nádoby pro tepelnou úpravu jídel bez použití tuků î kuchyňské potřebyFreony (chlorofluorouhlíky)
•                                                       chirurgie Õ kostní náhrady …
• odvozují se od uhlovodíků náhradou atomů vodíku fluorem a chlorem
• využití: chladící kapaliny v chladících a mrazících zařízeních
•                                        hnací plyny ve sprejích
• štěpí molekuly ozonu î škodlivé
• např. Dichlordifluormethan (Dichloriddifluorid uhličitý) … CCl₂F₂ = freon 12

• VYUŽITÍ

 

• průmyslové suroviny

• CHLOR

 

• výroba plastů (PVC), insekticidů, …
• výroba kyseliny chlorovodíkové
• bělící & dezinfekční prostředek
• bojový plyn

• JÓD

 

• lékařství î jodová tinktura = 5% ethanolový roztok jódu Õ dezinfekce
• výroba barev

• BROM

 

• výroba barev
• farmaceutický průmysl Õ lék Bromhexin

• ASTAT

 

• stopový prvek