🧴 Halogeny

Rodina

O čem to je

Chlor cítíš v bazénu, fluorid je v zubní pastě, jodem se potírá odřené koleno a v kuchyňské soli je chlorid. To vše jsou halogeny – název znamená „tvořící soli“.

Je to rodina velmi podobných sourozenců: od žlutozeleného plynu po fialově černé krystalky. Když pochopíš jednoho, rozumíš všem.

Nové pojmy

HalogenyPrvky 17. skupiny: fluor F, chlor Cl, brom Br, jod I (a vzácný astat At). Tvoří dvouatomové molekuly F₂, Cl₂, Br₂, I₂.
Valenční elektronyElektrony ve vnější vrstvě atomu. Halogeny jich mají 7 – do plné osmičky jim chybí jediný.
Oxidační činidloLátka, která jiné látce bere elektrony. Halogeny jsou silná oxidační činidla.
ElektronegativitaJak silně atom přitahuje elektrony. Fluor má nejvyšší ze všech prvků.

Sourozenci od nejmladšího

HalogenZa běžných podmínekBarva
F₂plynsvětle žlutý
Cl₂plynžlutozelený
Br₂kapalinačervenohnědá
I₂pevná látkafialově černá (páry fialové)

Shora dolů jsou atomy větší, rostou teploty tání a varu a barva tmavne. Reaktivita klesá – nejreaktivnější je fluor.

Kdo silnější, ten vytlačí slabšího

Halogen chce přijmout elektron. Silnější halogen ho „ukradne“ aniontu slabšího halogenu a vytlačí ho ze soli.

Co se stane, když přidáš chlor do roztoku jodidu sodného?
Chlor je výš ve skupině → silnější. Vytlačí jod: Cl₂ + 2 NaI → 2 NaCl + I₂. Roztok zhnědne vyloučeným jodem.
Vytlačí jod brom z bromidu draselného?
Jod je níž než brom → slabší. Elektron bromidu nevezme. Reakce neproběhne.

Doplň, jestli reakce proběhne. Pravidlo: halogen výš ve skupině vytlačí ten pod sebou.

Halogeny v životě

  • Chlor – vyrábí se elektrolýzou roztoku NaCl; dezinfekce vody, PVC. NaClO (chlornan sodný) bělí a dezinfikuje.
  • Fluor – fluoridy v zubní pastě chrání sklovinu. HF leptá sklo.
  • Jod – nezbytný pro štítnou žlázu (proto se jodidy přidávají do soli); jodová tinktura dezinfikuje rány.
  • Brom – AgBr v klasické fotografii.
✗Nejreaktivnější halogen je jod, protože je největší.
✓Nejreaktivnější je fluor.

Halogeny elektron přijímají. Malý fluor má elektron blízko jádra a přitahuje ho nejsilněji. U alkalických kovů (které elektron dávají) je to naopak.

Halogeny F, Cl, Br, I: 7 valenčních elektronů, molekuly X₂, silná oxidační činidla. Reaktivita klesá dolů – vyšší halogen vytlačí nižší z jeho soli.

Přehledem

O čem to je

Halogeny jsou učebnicový příklad, jak se vlastnosti ve skupině mění pravidelně. Projdeme stavbu atomu, trendy, typické sloučeniny, výrobu a použití.

Nové pojmy

17. skupinaF, Cl, Br, I, At. Konfigurace valenční vrstvy ns² np⁵.
Oxidační číslo (OČ)Formální náboj atomu ve sloučenině. Halogeny mají nejčastěji −I (chloridy). Cl, Br, I mohou mít i kladná OČ (I, III, V, VII) – s kyslíkem. Fluor má vždy jen −I, protože je nejelektronegativnější.
HalogenidSloučenina halogenu s OČ −I.NaCl chlorid sodný, KBr bromid draselný, AgI jodid stříbrný
HalogenovodíkSloučenina HX; ve vodě tvoří kyselinu (fluorovodíková, chlorovodíková, bromovodíková, jodovodíková).

Trendy shora dolů

VlastnostF → I
atomový poloměrroste
teplota tání a varuroste (F₂, Cl₂ plyn → Br₂ kapalina → I₂ pevný)
barvatmavne
elektronegativitaklesá
reaktivita, oxidační schopnostklesá
Proč fluor nemá kladná oxidační čísla?
Oxidační číslo je kladné u atomu, který elektrony „ztrácí“ ve prospěch elektronegativnějšího partnera. Fluor je nejelektronegativnější prvek – žádný partner mu elektrony nevezme. Proto je vždy −I.

Vytěsňování

Najdi oba halogeny ve skupině.
Je volný halogen (X₂) výš než halogen v soli? → reakce proběhne.
Napiš produkty: nový halogenid + vytlačený halogen.
Je níž? → reakce neproběhne.
Napiš reakci chloru s bromidem draselným a vysvětli ji.
Chlor je výš → silnější oxidační činidlo. Oxiduje bromidové anionty na brom: Cl₂ + 2 KBr → 2 KCl + Br₂. Cl⁰ → Cl−I (redukce), Br−I → Br⁰ (oxidace).

Výroba a použití

  • Chlor: elektrolýza roztoku NaCl → Cl₂, H₂ a NaOH. Úprava vody, výroba PVC a HCl.
  • NaClO chlornan sodný: bělení, dezinfekce (Savo).
  • HF: leptá sklo (SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2 H₂O); fluoridy v zubních pastách.
  • Jod: štítná žláza (hormony), jodová tinktura.
  • AgBr: světlocitlivá látka v klasické fotografii.
  • HCl: v žaludeční šťávě.

Spoj si látky s použitím – otoč karty.

  • NaClO – bělení, dezinfekce
  • fluoridy – zubní pasty
  • jodová tinktura – dezinfekce ran
  • AgBr – klasická fotografie
  • HF – leptání skla
✗I₂ + 2 KBr → 2 KI + Br₂
✓Reakce neproběhne.

Jod je v 17. skupině pod bromem, je slabší oxidační činidlo. Bromidu elektron nevezme.

Halogeny ns² np⁵, molekuly X₂. Shora dolů roste velikost a teplota varu, klesá elektronegativita a reaktivita. F jen −I. Vyšší halogen vytěsní nižší z halogenidu. Cl₂ elektrolýzou roztoku NaCl.
🌋Kyslík a síra🎈Vzácné plyny