• skupina VII.A (17)
• fluor, chlor, brom, jod, astat, (tennessin)
• konfigurace valenční sféry je $n{s}^{2}n{p}^5$

Zisk a výskyt halogenů

Zisk a výskyt fluoru

• jeho nejvýznamnějšími minerály jsou kazivec (fluorit) $Ca{F}_2$, kryolit $N{a}_{3}Al{F}_6$ a apatit $C{a}_5(P{O}_4{)}_{3}F$
• je obsažen v kostech a zubech živočichů i člověka
• vyrábí se výhradně elektrolýzou taveniny $KF\cdot nHF$
  • provádí se v ocelových reaktorech vyložených Monelovým kovem (68% nikl, 32% měď a stopy manganu a železa)
  • anodou je grafitová tyč a katodou je nádoba reaktoru
• používá se především při výrobě uranu a separaci jeho izotopů

Zisk a výskyt chloru

• je ze všech halogenů nejrozšířenější
• v přírodě se nejčastěji vyskytuje v podobě solí kyseliny chlorovodíkové
  • ve velké míře se díky jejich dobré rozpustnosti nachází v mořské vodě
• laboratorně se vyrábí reakcí kyseliny chlorovodíkové s burelem nebo hypermanganem
  • $4HCl+Mn{O}_2⟶C{l}_2+MnC{l}_2+2H_{2}O$
  • $2KMn{O}_4+16HCl⟶5C{l}_2+2MnC{l}_2+2KCl+8H_{2}O$
• průmyslově se vyrábí elektrolýzou téměř nasyceného roztoku chloridu sodného

Zisk a výskyt bromu a jodu

• jejich sloučeniny se vyskytují často společně s chlorem
• brom je rozpuštěn v bromidech v mořské vodě
• jod je součástí mořských řas, chaluh, hub a korálů
• ve formě jodičnanu se jod vyskytuje v čilském ledku
• vydatným zdrojem jodu jsou také výluhy vysokopecních prachů
• jod je významným biogenním prvkem
  • zajišťuje správnou funkci štítné žlázy
  • nedostatek vede ke vzniku Bazedovy choroby
    • jejím projevem je vytvoření strumy (vole)
• nejčastěji se připravují oxidací bromidů a jodidů chlorem
• oba prvky lze připravit podobně jako chlor reakcí s hypermanganem tat se v přírodě vyskytuje ve velmi malém množství nnessin se v přírodě nevyskytuje

Vlastnosti halogenů

• mají sedm elektronů ve valenční sféře
  • jsou proto vysoce elektronegativní
    • tato hodnota klesá s rostoucím protonovým číslem
      • elektrony valenční vrstvy jsou totiž slaběji poutány jádrem kvůli většímu atomovému poloměru
• tvoří dvouatomové molekuly
• dobře se rozpouštějí v nepolárních rozpouštědlech
• jejich páry silně leptají sliznici
  • práci s nimi lze provádět pouze v dobře větraném prostředí, v digestoři
• jsou velmi reaktivní

Fluor

• za normálních podmínek je to žlutozelený plyn
• je to nejreaktivnější prvek skupiny a zároveň je nejreaktivnější ze všech známých prvků
  • příčinou je realtivně malá energie vazby $F-F$ a vysoká energie vazeb jiných
• s většinou prvků se slučuje přímo
  • s vodíkem reaguje už při teplotě -250°C
  • s dalšími halogeny, sírou, fosforem, křemíkem a některými kovy reaguje za vzniku plamene
  • měď a nikl jsou vůči působení fluoru odolné, protože se pokrývyjí vrstvičkou fluoridu, který brání další reakci
    • vybavení pro práci s fluorem je obvykle pokryto vrstvou niklu
• oxiduje elektronegativní složky většiny sloučenin
• má tendenci vyhánět oxidační čísla prvků se kterými reaguje na jejich maximum

Chlor

• za normálních podmínek je to zelenožlutý plyn
• je jen o něco méně reaktivní než fluor
• s většinou prvků se slučuje přímo
  • přímo se neslučuje s kyslíkem, dusíkem a uhlíkem
    • jejich sloučeniny lze připravit nepřímo

Brom

• za normálních podmínek je to červenohnědá kapalina

Jod

• za normálních podmínek je to tmavě fialová až černá krystalická látka
• za laboratorní teploty sublimuje

Sloučeniny halogenů

Halogenovodíky $HX$

• jsou to bezbarvé ostře páchnoucí plyny
• mají poměrně vysoké body varu
  • nejvyšší bod varu má fluorovodík (19.5°C)
    • mezi jeho molekulami existují velmi silné vodíkové můstky
• dají se získat přímou syntézou
• v laboratoři se chlorovodík a fluorovodík připravují reakcí halogenidu se silnou nětěkavou kyselinou
  • bromovodík a jodovodík se připravují hydrolýzou halogenidů fosforitých
• jsou výborně rozpustné ve vodě
  • jejich roztoky nazýváme halogenovodíkové kyseliny
    • prodávají se v roztocích o koncentraci $HF$ 40%, $HCl$ 36%, $HBr$ 48% a $HI$ 57%
    • kyselina fluorovodíková $HF$ je slabá kyselina
      • je to velmi jedovatá a nebezpečná látka
      • při kontaktu s tkání způsobuje bílé, velmi bolestivé popáleniny
        • reaguje s vápníkem v tkáni za vzniku nerozpustného $Ca{F}_2$
        • tím vznikne v tkáni nadbytek kationtů $K^{+}$ a dojde ke zvýšení dráždivosti nervů
    • ostatní halogenovodíkové kyseliny se chovají jako kyseliny silné
      • kyselina bromovodíková a jodovodíková podléha oxidaci vzduchem a uvolňují elementrární halogeny
        • jejich roztoky proto časem mavnou
    • nejvýznamnější je kyselina chlorovodíková $HCl$
      • v minulosti vyráběla se reakcí chloridu sodného s kyselinou sírovou
        • $NaCl+H_{2}S{O}_4⟶HCl+NaHS{O}_4$
        • hydrogensíran sodný potom reaguje s další molekulou chloridu sodného
          • $NaHS{O}_4+NaCl⟶N{a}_{2}S{O}_4+HCl$
        • proto se jí říkávalo kyselina solná

Halogenidy

• jsou to soli halogenovodíkových kyselin

Iontové halogenidy

• jsou to halogenidy alkalických kovů, hořčíku, kovů alkalických zemin a některých přechodných kovů
• mají vysoké body tání a varu
• vazba má silně iontový charakter

Polymerní halogenidy

• jsou to halogenidy kovů, které tvoří dlouhé řetězce nebo trojrozměrné struktury
• vazby jsou převážně kovalentní
• patří sem většina chloridů, bromidů a jodů se střední a vyšší elektronegativitou
• chlorid a bromid měďnatý tvoří nekonečně dlouhé řetězce

Molekulové halogenidy

• jsou tvořeny jednotlivými molekulami
• halogen a kov je vázán kovalentní vazbou
• tvoří je většina přechodných kovů ve vyšších oxidačních stupních, ale taky nekovy a polokovy
• jsou těkavé a špatně vedou elektrický proud

Příprava halogenidů

• spousta holegindů jde připravit přímou syntézou
• často se připravují rozpouštěním neušlechtilých kovů v halogenovodíkových kyselinách
  • uvolňuje se při tom vodík
• dále je lze připravit reakcemi halogenovodíkových kyselin s oxidy, hydroxidy nebo uhličitany příslušných kovů
• málo rozpustné halogenidy se připravují působením halogenovodíků na roztoky některých solí

Sloučeniny halogenidů s kyslíkem

• halogeny tvoří celou řadu kyslíkatých sloučenin
• nejstálejší jsou sloučeniny jodu, nejméně stále sloučeniny fluoru
• fluor v kyslíkatých sloučeninách vystupuje jako elektronegativní složka a kyslík má kladné oxidační číslo

Fluoridy kyslíku

Difluorid kyslíku $O{F}_2$

• je to žlutý, jedovatý plyn
• vzniká rychlím zaváděním fluoru do zředěného roztoku $NaOH$
• má velmi silné oxidační účinky

Difluorid dikyslíku $O_2{F}_2$

• připravuje se působením elektrického výboje na směs fluoru a kyslíku
• je nestabilní
  • rozkládá se při -50°C
• s řadou látek reaguje explozivně
• byl pozorován v dimerní formě $O_4{F}_4$

Oxidy chloru

• nedají se připravit přímou syntézou
• všechny jsou nestálé

Oxid chlorný $C{l}_{2}O$

• je to žlutohnědý plyn
• má silné oxidační účinky
• dobře se rozpouští ve vodě

Oxid chloričitý $Cl{O}_2$

• je to žlutozelený plyn
• kondenzuje na hnědočervenou explozivní kapalinu s bodem varu 11°C
• je silným oxidačním činidlem

Oxid chlorový $C{l}_2{O}_6$

• je to tmavě červená kapalina
  • je tvořena dimerními molekulami
    • ve formě monomeru $Cl{O}_3$ se nevyskytuje
  • v plyném skupenství je monomer a dimer v rovnováze

Oxid chloristý $C{l}_2{O}_7$

• je to bezbarvá, olejovitá kapalina
• je nejstálejší
• při zahříté prudce vybuchuje

Oxidy bromu a jodu

• brom tvoří dva oxidy $B{r}_{2}O$ a $Br{O}_2$
  • oba jsou stále pouze při nízkých teplotách
• jod tvoří tři oxidy
  • nejlépe prozkoumaný je oxid jodičný $I_2{O}_5$
    • má silné oxidační účinky

Kyslíkaté kyseliny halogenů

• jejich síla roste s roustoucím oxidačním číslem a protonovým číslem centrálního atomu
• čisté byli izolované pouze kyseliny $HCl{O}_4$, $HI{O}_3$, $HI{O}_4$ a $H_{5}I{O}_6$
• u fluoru byla prokázaná existence pouze kyseliny fluorné $HOF$
• u chloru byly vyrobeny kyseliny $HClO$, $HCl{O}_2$, $HCl{O}_3$ a $HCl{O}_4$
• u bromu byly vyrobeny kyseliny $HBrO$, $HBr{O}_3$ a $HBr{O}_4$
• u jodu byly vyrobeny kyseliny $HIO$, $HI{O}_3$, $HI{O}_4$ a $H_{5}I{O}_6$
• odvozuje se od nich celá řada solí
  • nejvýznamnější je chlorečnan draselný $KCl{O}_3$ a chlorečnan sodný $NaCl{O}_3$
    • $KCl{O}_3$ se používá na výrobu třaskavin
    • $NaCl{O}_3$ je totální herbicid totální herbicid