Halogény

Vypracovala: Mgr. Ivana Loduhová

Halogény alebo halové prvky je súhrnný názov pre prvky 17. skupiny periodickej tabuľky prvkov. Patria sem fluór, chlór, bróm, jód. Pomenovanie halogény pochádza z gréčtiny a znamená solitvorné. Majú 7 valenčných elektrónov (valenčná vrstva je ns2 np5, elektrónová konfigurácia valenčnej vrstvy ns2 npx2 npy2 npz1), do oktetu im chýba 1 elektrón. Z tejto skutočnosti vyplýva ich snaha dosiahnuť stabilnú konfiguráciu najbližšieho vzácneho plynu vznikom aniónov X− alebo vytvorením jednej kovalentnej väzby.

bróm

Halogény sú všeobecne vysoko elektronegatívne, pričom ich elektronegativita klesá so vzrastajúcim počtom protónov (vzrastajúcou atómovou hmotnosťou), takže najvyššiu elektronegativitu má fluór (je to zároveň najelektronegatívnejší prvok periodickej tabuľky).

jód

Väčšina binárnych zlúčenín fluóru je tým pádom iónová, v prípade kovalnentnej väzby je silne polárna. Väzby ostatných halogenidov majú viac kovalentný charakter. Nepolárna kovalentná väzba sa vyskytuje v dvojatómových molekulách X₂ a niektorých zlúčeninách (ako NCl₃, CI₄). Oxidačné stupne sa pohybujú v rozpätí od -1 do +7.

Fluór ako najelektronegatívnejší prvok vystupuje len v oxidačnom stupni -1, ostatné halogény nadobúdajú aj kladné oxidačné čísla.

Fyzikálne vlastnosti

Všetky halogény vytvárajú dvojatómové molekuly X₂, molekuly sú prítomné vo všetkých troch skupenstvách (napr. kryštálovú struktúru jódu tvoria molekuly I₂ usporiadané vo vrstvách). Dvojatómové molekuly sú nepolárne, preto sa halogény rozpúšťajú v nepolárnych rozpúšťadlách (jód sa dobre rozpúšťa v sírouhlíku, etanole, chloroforme, dietyléteri a pod.). Teplota topenia stúpa so zvyšujúcim sa atómovým číslom. Fluór a chlór sú za normánych podmienok plyny, bróm je kvapalný a jód je tuhá látka.

Chemické vlastnosti

Všetky halogény sú reaktívne látky, pričom fluór predstihuje reaktivitou všetky ostatné prvky.

Priamo sa zlučuje s fosforom, kremíkom, jódom a viacerými kovmi. S vodíkom reaguje za výbuchu už pri teplote −252 °C. Niektoré kovy však nereagujú, nakoľko ich povrch sa pokryje vrstvičkou fluoridu, ktorá zabraňuje ďalšej reakcii. Reakciou s viacerými zlúčeninami vytláča elektronegatívnejšiu zložku: 2 H₂O + F₂ → 4 HF + O₂

Chlór priamo reaguje s fosforom a antimónom. Viaceré iné kovy reagujú po zahriatí. Meď a železo s chlórom priamo nereagujú, no minimálne stopy vlhkosti spustia reakciu. S vodíkom reaguje po inicializácii (zahriatím, svetlom). Vo vode sa pomaly rozpúšťa za vzniku kyseliny chlórnej a chlorovodíkovej.

plynný chlór

Bróm reaguje podobne ako chlór, no priebeh reakcií býva menej intenzívny. Pri jóde je situácia ešte pokojnejšia, viaceré reakcie majú vratný charakter (napr. reakcia jódu s vodíkom sa pri zmene podmienok presúva na ľavú stranu, t.j. jodovodík sa rozkladá na vodík a jód): H₂ + I₂ ↔ 2 HI

Výskyt v prírode, výroba, použitie

Halogény sa v prírode vyskytujú iba v zlúčeninách, z ktorých sa aj priemyselne získavajú. Zdrojom fluóru je fluorit (fluorid vápenatý CaF₂). Z fluoritu sa vyrába fluorovodík, elementárny fluór sa vyrába elektrolticky z taveniny hydrogenfluoridov. Chlór sa vyrába taktiež elektrolyticky z roztoku nasýteného chloridu sodného (tzv. soľanky). Najdôležitejším minerálom chlóru je spomínaný chlorid sodný (halit). Bróm a jód sa primárne získavajú z vyzrážaných solí z morskej vody vytláčaním chlórom.

Halogény majú široké pole využitia v priemysle, či už ako jednoduché látky, alebo v podobe zlúčenín. Fluór sa používa v pri výrobe polovodičov, pri obohacovaní uránu izotopom 235U (ako fluorid uránový), pri spracovaní skla (kyselina fluorovodíková), ako zložka freónov, pri výrobe hliníka (ako hexafluorohlinitan sodný), v medicíne (fluorid sodný, fluorid cínatý ako zložka zubných pást). Chlór, rovnako ako chlorovodík, sa využíva v mnohých priemyselných odvetviach ako oxidačné činidlo, pri výrobe plastov, agrochemikálií, liečiv atď. Podobné využitie má aj bróm a jód.

Zopakujte si

1. Ktoré prvky patria medzi halogény?

2. Do akej skupiny periodickej tabuľky patria halogény?

3. Čo je zdrojom fluóru?

Použitá literatúra

• Adamkovič E. a kol.: Chémia pre 8. ročník ZŠ, Bratislava: SPN, 2000, 120s.

• http://sk.wikipedia.org/wiki/Halog%C3%A9ny