Halogeny (17. skupina)

Sedm valenčních elektronů

Každý halogen má sedm valenčních elektronů v konfiguraci ns² np⁵, například fluor ([He] 2s² 2p⁵) a chlor ([Ne] 3s² 3p⁵). Přijetím jednoho elektronu získají stabilní uspořádání následujícího vzácného plynu, takže snadno tvoří halogenidové ionty s nábojem −1: F⁻, Cl⁻, Br⁻ a I⁻. Dva atomy halogenu mohou také sdílet pár elektronů, takže prvky existují jako dvouatomové molekuly: F₂, Cl₂, Br₂ a I₂.

Fyzikální vlastnosti a trendy

17. skupina je jediná skupina, která má za pokojové teploty plyn, kapalinu i pevnou látku. Fluor je světle žlutý plyn, chlor žlutozelený plyn, brom tmavě červenohnědá kapalina a jod lesklá šedočerná pevná látka, která se při zahřátí mění ve fialovou páru.

Směrem dolů ve skupině jsou molekuly větší a síly mezi nimi silnější, takže teploty tání a varu rostou a barvy tmavnou. Elektronegativita a reaktivita klesají: fluor je ze všech prvků nejelektronegativnější a nejreaktivnější, zatímco jod je mnohem mírnější.

Typické reakce

Halogeny reagují přímo s většinou kovů za vzniku iontových solí zvaných halogenidy: 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Reaktivnější halogen vytěsní méně reaktivní z jeho solí, takže chlor zbarví roztok bromidu draselného do oranžova: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.

S vodíkem tvoří halogenovodíky (H₂ + Cl₂ → 2HCl), které se rozpouštějí ve vodě za vzniku kyselin; kyselina fluorovodíková je jediná slabá. Ve vodě tvoří chlor kyselinu chlornou, která hubí bakterie: Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl.

Využití halogenů

Chlor dezinfikuje pitnou vodu a bazény, je základem domácího bělidla (chlornan sodný) a používá se k výrobě plastu PVC. Fluorid v zubní pastě pomáhá předcházet zubnímu kazu a fluor je součástí nepřilnavého povlaku PTFE. Sloučeniny bromu se používají jako zpomalovače hoření a jod je antiseptikum a přidává se do kuchyňské soli, aby se předešlo jeho nedostatku.

Astat a tennessin

Všechny izotopy astatu jsou radioaktivní, ten nejdéle žijící má poločas přeměny asi 8 hodin, takže astat patří k nejvzácnějším prvkům na Zemi. Dosud nebyl vyroben žádný viditelný vzorek, jeho vlastnosti jsou většinou odhady a některé výpočty naznačují, že by kompaktní astat byl kov. Tennessin, poprvé připravený v roce 2010, leží pod astatem, ale existovalo jen několik atomů a očekává se, že se bude chovat méně jako typický halogen.