4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
Fluor
- gelbliches Gas
- stark ätzend
- giftig
- auch in kleinen Konzentrationen
am Geruch erkennbar (ähnlich einer
Mischung O2 und Cl2)
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
Chlor
- gelblichgrünes Gas
- giftig, schleimhautreizend
- oxidative Bleichwirkung
- 2,5 mal schwerer als Luft
- leicht zu verflüssigen (kritische
Temperatur 144 °C, Dampfdruck bei
20 °C 6,7 bar
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
Brom
- dunkelbraune Flüssigkeit
- kristallisiert dunkelbraunrot bei -7 °C
- schleimhautreizend, erzeugt schwer
heilende Wunden
- gut löslich in unpolaren LM (CS2, CCl4).
weniger gut löslich in Wasser als Cl2
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
Iod
- grauschwarz glänzende Kristalle
- schmilzt bei 114 °C zu einer braunen
Flüssigkeit und siedet bei 185 °C unter
Bildung eines violetten Dampfes.
- alle Phasen enthalten I2
- schon bei RT flüchtig; Dampfdruck beim
Schmelzpunkt 0,13 bar (le. Sublimation)
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
Elementarzelle eines Iodkristalls. Die I2 - Hanteln liegen in Schichten.Die Abstände der Iodatome innerhalb und zwischen den Schichten sind kleiner als die Van-der-waals- Radien.
Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Physikalische Eigenschaften
- Iod ist gut in unpolaren LM (CCl4, CHCl3, CS2) löslich (violette Farbe)
- In Ether löst es sich mit brauner,
- in aromatischen LM (z.B. Benzol, Toluol, Xylole) mit roter Färbung
Färbung aufgrund der Ausbildung
von Carge-Transfer-Komplexen:
Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Fluor reagiert mit allen Elementen außer He, Ne, Ar, und N2
Beispiele von Fluorverbindungen:
IF7, Sf6, XeF6, ClF5, BiF5, AgF2, AuF5, UF6
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Fluor reagiert mit allen Elementen außer He, Ne, Ar, und N2
- Ni, Cu und Stahl (s. links) werden aufgrund einer passivierenden Fluoridschicht nur oberflächlich angegriffen
- Bei Gegenwart von Wasser werden selbst Quarzgefäße angegriffen:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Chlor reagiert mit allen Elementen außer den Edelgasen,O2 und N2 und C.
- Rkn. meist schon bei tiefen Temperaturen, mit vielen Metallen bei Erwärmen unter Feuererscheinung
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Chlor reagiert mit allen Elementen außer den Edelgasen,O2 und N2 und C.
- Rkn. meist schon bei tiefen Temperaturen, mit vielen Metallen bei Erwärmen unter Feuererscheinung
Die Reaktion mit Wolfram dient zur Reinigung dieses Metalls:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Chlor reagiert mit allen Elementen außer den Edelgasen,O2 und N2 und C.
- Rkn. meist schon bei tiefen Temperaturen, mit vielen Metallen bei Erwärmen unter Feuererscheinung
- Nichtmetalle werden je nach Rk-Bedingungen in die kovalenten Chloride überführt:
PCl3, PCl5, S2Cl2, SCl2, SCl4
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Chlor reagiert mit allen Elementen außer den Edelgasen,O2 und N2 und C.
- Rkn. meist schon bei tiefen Temperaturen, mit vielen Metallen bei Erwärmen unter Feuererscheinung
- Nichtmetalle werden je nach Rk-Bedingungen in die kovalenten Chloride überführt:
Die Reaktion mit Wasserstoff verläuft nach der Zündung explosionsartig:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Brom reagiert analog Chlor; die Reaktions- fähigkeit ist geringer
Rkn. mit Mg
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Brom reagiert analog Chlor; die Reaktions- fähigkeit ist geringer
- Iod ist noch weniger reaktiv, verbindet sich aber immer noch direkt mit Elementen wie
P, S, Al, Fe, Hg
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Iod ist noch weniger reaktiv, verbindet sich aber immer noch direkt mit Elementen wie
P, S, Al, Fe, Hg
Kupferwolle in Chlor, Brom, Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Iod ist noch weniger reaktiv, verbindet sich aber immer noch direkt mit Elementen wie
P, S, Al, Fe, Hg
- Iodstärkereaktion dient als Nachweis für Iod
-
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Fluor ist das stärkste Oxidationsmittel überhaupt (Ausn. KrF2)
- Innerhalb der Gruppe nimmt das Oxidationsvermögen ab:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Chemisches Verhalten
- Fluor ist das stärkste Oxidationsmittel überhaupt (Ausn. KrF2)
- Innerhalb der Gruppe nimmt das Oxidationsvermögen ab:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
- Fluor wird wegen seines hohen Standardpotentials nicht chemisch, sondern durch anodische Oxidation in wasserfreien Elektrolyten hergestellt:
Es werden Schmelzen der Zusammensetzung KF • xHF elektrolysiert
Fluor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Verwendung findet Fluor u. a. wie folgt:
- Raketentreibstoff
- UF6 - Darstellung zur Isotopentrennung
- Reinstdarstellung hochschmelzender Metalle aus Fluoriden (W, Mo, Ta, Re)
- Herstellung von Kühlmittel und Dielektrika (CF4, SF6)
Fluor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Technische Darstellung fast ausschließlich durch Elektrolyse wäßrigerNaCl-Lösungen
Chlor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Technische Darstellung fast ausschließlich durch Elektrolyse wäßrigerNaCl-Lösungen
Früher hatte das Deacon-Verfahren große Bedeutung:
Chlor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Technische Darstellung fast ausschließlich durch Elektrolyse wäßrigerNaCl-Lösungen
Früher hatte das Deacon-Verfahren große Bedeutung:
Im Labor läßt sich Chlor wie folgt darstellen:
Chlor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Im Labor läßt sich Chlor wie folgt darstellen:
Chlor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Verwendung findet Chlor u. a. wie folgt:
- Grundstoff für die organisch-chemische Industrie (PVC!)
- Darstellung von HCl, Br2, Metallchloriden
- Bleichmittel
Chlor
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Verwendung findet Chlor u. a. wie folgt:
- Grundstoff für die organisch-chemische Industrie (PVC!)
- Darstellung von HCl, Br2, Metallchloriden
- Bleichmittel
- Desinfektionsmittel, z.B. im Schwimmbad
Chlor
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Darstellung
Technische Herstellung aus Bromidlösungen durch Chloreinleitung:
Brom
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung
Technische Herstellung aus Bromidlösungen durch Chloreinleitung:
Im Labor durch Oxidation von HBr mit konz. Schwefelsäure:
Brom
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung
Im Labor durch Oxidation von HBr mit konz. Schwefelsäure:
Brom
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung
Im Labor durch Oxidation von HBr mit konz. Schwefelsäure:
Brom
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Herstellung aus iodathaltigen Lösungen aus der Chilesalpeter-kristallisation; die Gewinnung erfolgt in 2 Schritten:
1.)
Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Herstellung aus iodathaltigen Lösungen aus der Chilesalpeter-kristallisation; die Gewinnung erfolgt in 2 Schritten:
1.)
2.)
Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Darstellung, Verwendung
Herstellung aus iodathaltigen Lösungen aus der Chilesalpeter-kristallisation; die Gewinnung erfolgt in 2 Schritten:
1.)
2.)
Iod
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Darstellung, Verwendung
Durch die Nutzung von Transportreaktionen findet Iod als Zusatz in
Glühlampen Verwendung
Iod
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Interhalogenverbindungen
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Interhalogenverbindungen
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Interhalogenverbindungen
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Interhalogenverbindungen
Interhalogene finden Verwendung als
+ Fluorierungsmittel
+ zur Trennung von U-Pu-Spaltprodukten:
Pu bildet demgegenüber das nichtflüchtige PuF4
+ als Ersatz für Fluor in der Raketenantriebstechnik
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Polyhalogenidionen
Iod ist nur schlecht in Wasser, aber gut in Iodidlösungen löslich:
Die Stabilität der linearen I3- - Ionen läßt sich mit Hilfe zweier
Grenzstrukturen erklären:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF, HCl, HBr und HI sind farblose, stechend riechende Gase
In den Hydrogenhalogeniden liegen polare Einfachbindungen vor:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF, HCl, HBr und HI sind farblose, stechend riechende Gase
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF nimmt aufgrund seiner Fähigkeit zur Ausbildung von Wasserstoff-brücken eine Sonderstellung ein.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Alle Hydrogenhalogenide lösen sich gut in Wasser
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Die Hydrogenhalogenide lassen sich aus den Elementen darstellen:
Bildungsenthalpie und thermische Stabilität nehmen von
HF nach HI stark ab.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Hydrogenfluorid, HF entsteht bei 270 °C wie folgt:
CaF2 + H2SO4 2 HF + CaSO4
Reinstes HF erhält man durch Thermolyse:
KHF2 KF + HF
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Wäßrige Lösungen von HF heißen Flußsäure und können Glas ätzen:
Die mittelstarke Flußsäure (handelsüblich 40 %) darf nicht in
Glasflaschen aufbewahrt werden!
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HCL kann ebenf. aus den Elem. im Daniellschen Hahn erzeugt werden.
Weiterhin gibt es das Chlorid-Schwefelsäure-Verfahren:
Schließlich fällt es bei technisch wichtigen Chlorierungen an:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Wäßrige Lösungen von HCl heißen Salzsäure
(konz. Salzsäure entspricht 38 % HCl).
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Wäßrige Lösungen von HCl heißen Salzsäure
(konz. Salzsäure entspricht 38 % HCl).
Salzsäure ist eine starke, nichtoxidierende Säure; sie löst daher nur
unedle Metalle wie Zn, Al, Fe - nicht Cu, Hg, Ag, Au, Pt und Ta.
z. B.:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Aufgrund der Neigung zur Oxidation zu Br2 und I2 können HBr und
HI nicht aus den Elementen sondern durch Hydrolyse erzeugt werden:
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Aufgrund der Neigung zur Oxidation zu Br2 und I2 können HBr und
HI nicht aus den Elementen sondern durch Hydrolyse erzeugt werden:
Roter Phosphor und Halogen können aufgrund intermediärer Bildung
des Phosphortrihalogenids direkt in Wasser umgesetzt werden.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Alkali- und Erdalkalimetallhalogenide sind typische Salze, die in Ionen-
gittern kristallisieren.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Alkali- und Erdalkalimetallhalogenide sind typische Salze, die in Ionen-
gittern kristallisieren.
Mit Nichtmetallen bilden die Halogene flüchtige, kovalente Halogenide,
die in Molekülgittern kristallisieren.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
In Fluoriden werden meist höhere Oxidationszahlen erreicht als in den
übrigen Halogeniden:
SF6, XeF6, UF6, IF7, ReF7 haben keine Analoga mit Cl, Br oder I.
Einige Fluoride wie BF3, AsF5, SbF5 oder PF5 sind starke Fluorid-
ionenakzeptoren.
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
Auch im menschlicehn Apatit liegen Fluoridionen vor.
Höher Fluorgehalt im Zahnapatit schütz vor Karies, daher gibt es
+ Fluoridbeimengungen im Speisesalz
+ Fluoridierte Zahnpaste
+ Fluoridiertes Trinkwasser (USA)
+ Fluoridtabletten
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF dient zur Herstellung wichtiger Kälte- und feuerlöschmittel
(Frigene, Halone)
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF dient zur Herstellung wichtiger Kälte- und feuerlöschmittel
(Frigene, Halone)
sowie über das CHClF2 unter HCL-Abspaltung das Monomere
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Halogenide
HF dient zur Herstellung wichtiger Kälte- und feuerlöschmittel
(Frigene, Halone)
sowie über das CHClF2 unter HCL-Abspaltung das Monomere
und daraus
das
Polymere
4 Nichtmetalle 4.4 Halogene
Sauerstoffsäuren der Halogene
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