A halogéncsoport elemei

Az előadások a következő témára: "A halogéncsoport elemei"— Előadás másolata:

1 A halogéncsoport elemei

2 Vegyérték elektron konfiguráció ns2 np5
két atomos molekulákat alkotnak kötési energiájuk kicsi molekuláik apolárosak, de könnyen polarizálhatóak polarizálhatóságuk a rendszám növekedésével nő van der Waals erők is nőnek op, fp nő a csoportban fentről lefelé színűk a rendszám növekedésével mélyül

3 Fizikai tulajdonságok
Fluor halvány sárga, szúrós szagú levegőnél nagyobb sűrűségű mérgező gáz op, fp igen alacsony tiszta elem

4 Klór zöldessárga, fojtó szagú levegőnél nehezebb gáz vízben elég jól oldódik (Cl2 . 8H2O klór-hidrát) két természetes izotópja van, 35Cl, 37Cl (3 : 1) diamágneses

5 Bróm vörösbarna folyadék nagy sűrűségű, kellemetlen szagú (bromosz - bűzös) könnyen párolog - gáztér vörösbarna a bróm gőzöktől vízben a klórnál jobban oldódik, oldata narancsvöröses vízben való oldhatóságát KBr-dal növelhetjük KBr + I2 = KBr3 szerves oldószerekben jobban oldódik két természetes izotópja van

6 Jód szürke, nagy sűrűségű, rombos kristályokat alkot jellegzetes szagú könnyen szublimál, gőze ibolyáslila alacsony op, fp vízben kevéssé, barna színnel oldódik KI-dal az oldhatósága növelhető (sötétbarna színnel oldódik) KI + I2 = KI3 (Lugol oldat) szerves oldószerekben kitűnően oldódik Kloroformban, benzinben, CCl4-ben lila színnel alkohol, éter barna színnel oldja keményítővel kék színeződést ad tiszta elem

7 Kémiai tulajdonságai Nagy reakcókészség
Reakciókészség a rendszám növekedésével csökken Erősen pozitív redoxi potenciál Nagy EN = 3,5 Ea igen nagy Oxidációsszám -1, ….,+7 -1 oxidációszámúak halogenidek Pozitív oxidációszámúak halogenátok Elemekkel közvetlenül reagál (kivétel oxigén, nitrogén, szén)

8 Hidrogénnel alkotott vegyületei (HX)
Fluorral sötétben is robbanásszerűen Klór csak fény vagy hő hatására (lánc mechanizmus) Bróm és a jód csak magasabb hőmérsékleten (egyensúlyi reakció) H2 + X2 = 2HX Színtelen, szúrós szagú, maró hatású gázok HX kovalens kötés poláris Polarizálhatóságuk föntről lefele nő Kötésenergia föntről lefele csökken

9 Vízben hevesen, nagy mértékben oldódnak
Vizes oldatuk erős sav, savi erősség föntről lefelé nő Előállításuk Szintézissel H2 + Cl2 = 2HCl Konyhasóból tömény kénsavval NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl NaCl + NaHSO4 = Na2SO4 + HCl Haloidsókból kénsavval CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4 Foszfor halogenidek hidrolízise PI3 + 3H2O = 3HI + H3PO3

10 Oxigénnel alkotott vegyületek (oxidok, oxosavak)
Oxidációszámuk pozitív Oxidok molekula vegyületek Alacsony op, fp Igen bomlékonyak Vízben jól oldódnak Valódi savanhidridek Oxosavaikból vízelvonással állíthatók elő Erős oxidálószerek Stabilitásuk az oxidációsszámmal nő, oxidálóképességük csökken

11 Difluor-monoxid F2O Diklór-monoxid Cl2O Sárgásbarna gáz Igen bomlékony Valódi anhidrid Cl2O + H2O = 2HClO Hipoklórossav HClO Csak vizes oldatban létezik Gyenge sav Színtelen, klóros szagú Igen bomlékony (naszcensz oxigén keletkezik) HClO = HCl + O

12 Erős oxidálószer Melegítésre könnyen diszproporcionálódik 3HClO = 2HCl + HClO3 Sói hipokloritok Klór-dioxid ClO2 Könnyen cseppfolyósítható, fojtó szagú gáz Bomlékony, robbanékony Paramágneses (párosítatlan elektront tartalmaz)

13 Vízben jól oldódik a klórossav és klórsav közös anhidridje
2ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3 Klórossav HClO2 Csak híg vizes oldatban létezik Erősen oxidáló Bomlékony Sói kloritok Klórsav HClO3 Színtelen, szúros szagú, erős sav Állandó vegyület Sói klorátok Szerves anyagokat hevesen oxidálja

14 Diklór-heptaoxid Cl2O7 Színtelen olajszerű folyadék Ütésre, hevítésre robban Vízben jól oldódik Perklórsav valódi savanhidridje Cl2O7 + H2O = 2HClO4 Perklórsav HClO4 Legállandóbb oxoklórsav Színtelen, levegőn füstölgő, nagy sűrűségű folyadék Legerősebb oxoklórsav Tömény oldata erős oxidálószer Sói perklorátok

15 Dijód-pentaoxid I2O5 Színtelen, kristályos, stabil Vízben oldódik Jódsav valódi savanhidridje I2O5 + H2O = 2 HIO3 Jódsav HIO3 Állandó, tisztán is előállítható vegyület Higroszkópos Vízben oldódó Közepesen erős sav Jodidokból jódot tesz szabaddá (jodometria) HIO3 + 5HI = 3I2 + 3H2O

16 Vízben oldva diszproporcionálódnak
X2 + H2O = HXl + HXO HXO egy része naszcensz oxigén fejlődése mellett bomlik HXO = HX + O másik része diszproporcionálódik 3HXO = 2HX + HXO3 diszproporcionálódási hajlam FI nő (oxidáló hatása csökken)

17 Oxidáló hatásuk a rendszám növekedésével csökken (kisebb rendszámú a nagyobb rendszámút vegyületeiből fel tudja szabadítani) Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 Fémekkel halogenidekké vegyül 2Al + 3I2 = 2AlI3 Nemfémes elemekkel is könnyen egyesülnek 2P + 5Br2 = 2PBr5 Kén-hidrogénnel reagálva elemi kolloid kén válik ki H2S + Br2 = 2HBr + S

18 Interhalogének (halogeno-halogenátok)
Központi atom ox.száma: +1, +3, +5, +7 Ligandum (nagyobb EN-ú, kisebb méretű) BrCl, BrF3, IF5, IF6

19 Előállítás Alkálisó olvadék elektrolízise
2X- = X2 + 2e anódon válik le hidrogén-halogenidek kémiai oxidációja 4HX + O2 = 2X2 + 2H2O haloidsó oldatából egy pozitívabb redoxpotenciálú halogén elemmel Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2

20 Előfordulás Csak vegyületekben fordulnak elő
folypát (fluorit) CaF (fogzománc) apatit Ca5(PO4)3X kriolit Na3AlF6 kősó NaCl tengervíz NaCl, bromidok, jodidok bromargirit AgBr lautarit Ca(IO3)2

21 Felhasználás Fluor laboratóriumi oxidálószer műanyaggyártás (teflon)
Klór fertőtlenítőszer fehérítőszer PVC gyártás ivóvíz sterilizálás harcigáz

22 Bróm analitikai reagens (bromatometria) AgBr fényképezés gyógyszer alapanyag (nyugtató- görcsoldószer) festékgyártás (antikbíbor) Jód analitikai reagens (jodometria) festékgyártás fertőtlenítőszer (jódtinktúra) gyógyszer (pajzsmirigy) jódozott só (NaCl + 0,01% NaI)

23 Halogének biológiai szerepe
Fluor napi szükséglet: 1 mg F- bélcsatornán szívódik fel (Ca2+, Mg2+, Al3+ ionok jelenlétében csökken a felszívódás) emberi szervezetben csontokban fluorapatit, fogzománcban (szervetlen állomány 95%-a hidroxiapatit) formájában található. ha a hidroxiapatit hidroxidionjait fluorid ionok helyettesítik a keménysége megnő. (lassú átkristályosodás) foszfátion tetraédereket kalciumionok kötik össze. Rácspontokban hidroxid-, fluorid-, karbonátionok és víz is található folyamatos kristálynövekedés

24 Nagyobb mennyiségű fluorid bevitele káros (fluorózis fogakban - foltos fogzománc CaF2-től)
Ca10(PO4)6(OH)2 + 20NaF = 10CaF2 + 6Na3PO4 + 2NaOH fluorózis a csontokban elmeszesedést, gerinccsatorna beszűkülését okozza fogszuvasodás mértéke csökkenthető ha fluoridiont tartalmazó készítményekkel (fogkrém, F--os ívóvíz) a szájban lévő enzimatikus bomlást segíti elő

25 Klór biológiai szerepe
főleg az extracelluláris térben található meg Cl- formában a sejtmembránon keresztül transzportmechanizmusok biztosítják gyomorban

26 felszívódás jodidion formában
Jód biológiai szerepe felszívódás jodidion formában pajzsmirigyhámban peroxidáz enzim oxidálja jóddá tireoglobulin fehérje tirozil oldalláncába épül be tiroxin (T4) trijód-tironin (T3) két dijód-tirozil vagy monojód-tirozil és egy dijód-tirozil hormonként viselkednek, miután proteolízis során a tireoglobulinről lehasad, vérkeringésbe jut Hatásai anyagcsere fokozódása csövescsontok növekedése

27 jódhiány esetén (hipotireózis), növekedés, szellemi visszamaradottság
Basedow-kór (hipertireózis) Strúma, golyva (pajzsmirigy megnagyobbodás) hiper- és hipotireózis esetén is megfigyelhető jódbevitel jódozott só formájában (10 mg NaI/kg NaCl)