ハロゲン グループにはどのような元素が含まれており、それらは元素の周期表のどこに位置していますか? ハロゲン元素の化学的性質は何ですか?  の詳細については、以下の Universities Caribbean の概要をご覧ください。

ハロゲン基とは何?周期表におけるハロゲン基の位置

ハロゲン系はネオングリーン。(写真:インターネットコレクション)

ハロゲングループは、ハロゲン元素としても一般的に知られています(塩の生産のためのラテン語)。ハロゲン基には、元素フッ素(F)、Br(臭素)、塩素(Cl)、ヨウ素(I)およびアーチ(At)が含まれる。アタチンは自然界には見られず、原子炉で人工的に調製されるため、主に放射性元素グループと見なされます。ハロゲン基には、反応して水素と強酸性化合物を形成し、そこから単純な塩を形成できる  非金属元素が含まれます(ウィキペディアによると)。

ハロゲンはVIIA族に属します。それらは、期間の終わり、希ガス元素の直前に立っています。

ハロゲン基の分子構造

ハロゲン元素の最も外側の電子殻にはすべて 7 個の電子があり、2 つのサブシェルに分かれています。s サブシェルには 2 個の電子があり、p サブシェルには 5 個の電子があります。最も外側の電子は 7 つあるため、希ガス配置を実現するには電子が 1 つだけ欠けているため、自由状態では 2 つのハロゲン原子が電子対を共有して、非極性の共有結合を持つ分子を作成します (X -X または X2、Xハロゲン元素の略)。

X2 分子の結合は不安定で、しばしば 2 つの X 原子に分割されます. 化学反応では、これらの原子は余分な電子を容易に獲得するため、非常に活発です. したがって、ハロゲン基の基本的な化学的性質は強力な酸化剤です。

ハロゲン基の物性

ハロゲン族元素の色の変化と状態。(写真:インターネットコレクション)

ハロゲン基の物理的性質を理解し、それらの状態、色、融点、沸点、および水溶性について説明します。

  • 状態と色: 実はハロゲン族は法則で物性が変化します。フッ素からヨウ素へと、気体から液体、固体へと凝集していく様子を濃い色で見ることができます。
  • 融点と沸点: ハロゲン基の融点と沸点は、フッ素からヨウ素に向かって徐々に上昇します。
  • 水溶性: フッ素は水に溶けません。残りのハロゲン族元素は水に非常に溶けにくく、主に一部の有機溶媒に溶けます。

ハロゲン族元素の一般的な特性を以下の表にまとめます。

ハロゲン基の化学的性質

最も外側の電子殻は類似した構造を持っているため、ハロゲンは、化学的性質だけでなく、それらが形成する化合物の組成と性質も比較的類似しています。

ハロゲンは代表的な非金属で、フッ素からヨウ素になると酸化力が低下します。

ハロゲンはほとんどの金属によって酸化されてハロゲン化物塩を形成し、ハロゲン化物塩は水素ガスを酸化して無色のガス状化合物であるハロゲン化水素を形成します。これらのガスは水に溶け、塩酸の溶液を形成します。

ハロゲン基の性質を説明する重要な反応

読者がハロゲン基の化学的性質をよりよく理解できるように、それぞれの性質を示す各反応について詳しく説明します。具体的には次のとおりです。

金属による効果

ハロゲン グループの元素は、Au と Pt を除くほとんどの金属と反応してハロゲン化物塩を形成します。これは通常、高温で発生します。結果として得られる塩は、通常、金属の最高の原子価を持っています。特に、ハロゲン元素I2と鉄(Fe)との反応は、生成物FeI2(価鉄II)を生成する。

2M + nX2 → 2MXn

水による効果

フッ素は水と強く反応し、臭素と塩素は水と可逆的に反応しますが、ヨウ素は水とはまったく反応しません。次の反応式があります。

2H2O + 2F2 → 4HF + O2

H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO

H2O + Br2 ↔ HBrO + HBr

アルカリ溶液と反応する

一部のハロゲン族元素は、低温の希薄アルカリ溶液および高温の濃アルカリ溶液と反応することができます。典型的な反応式は次のとおりです。

  • 冷たい希釈した灰汁で:

X2 + 2NaOH → NaX + NaXO + H2O

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

2Cl2 + 2Ca(OH)2 溶液 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

Cl2 + Ca(OH)2 粉末 → CaOCl2 + H2O

  • 特にフッ素は次のような反応をします。

2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2

  • 熱い濃縮灰汁で:

3X2 + 6KOH → 5KX + KXO3 + 3H2O

3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O (100℃)

ハロゲン化物塩との反応

ハロゲン元素 (フッ素 – F2 を除く) はハロゲン化物塩と反応して、新しい塩と新しいハロゲンを形成することができます。

X2 + 2NaX’ → 2NaX + X’2

(X’はハロゲンXよりも酸化力の弱いハロゲンです。)

Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2

水素と反応する

ハロゲンは水素と反応してハロゲン化水素を生成します。

例: H2 + X2 → 2HX

各ハロゲン元素の反応条件は以下の通りです。

フッ素(F2)入り:暗所でも反応。

  • ヨウ素 (I2) の場合: 反応は可逆的であり、加熱する必要があります。
  • 臭素(Br2)の場合:高温加熱条件下で反応します。
  • 塩素(Cl2)の場合:光を当てると反応します。

ハロゲン グループのいくつかの要素の準備のための方程式

ハロゲン基の各原子は、異なる準備をしています。各要素の代表的な変調式は次のとおりです。

フッ素変調

フッ素を工業的に生産する唯一の方法は、KF と HF の混合物 (液体混合物)、グラファイト アノード (グラファイト)、特殊鋼または銅カソードの電気分解です。カソードには H2 ガスがあり、アノードには F2 ガスがあります。

2HF(溶融電解+KF)→H2+F2

塩素変調

実験室での塩素の調製。(写真:第10回化学教科書のスクリーンショット)

実験室で塩素を調製するには、濃塩酸を強力な酸化剤 (固体 MnO2 または固体 KMnO4) と反応させます。MnO2 から塩素を製造する場合、温度を触媒する必要がありますが、KMnO4 は加熱してもしなくてもかまいません。得られた塩素ガスは、塩化水素ガスや水蒸気と混ざりやすいので、純塩素ガスを作るために、HClを保持するNaCl溶液と、それを保持する濃硫酸を入れたガス洗浄槽を通過させていきます。

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O

産業では、溶融塩化ナトリウム塩の電気分解または隔膜による塩溶液の電気分解によって塩素ガスを調製します。

2NaCl → 2Na + Cl2

2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

臭素の準備

工業的には、臭素は海水から生産されます。海水から Nacl を分離した後、残りの溶液には NaBr が溶解しています。引き続き塩素ガスを使用して NaBr を酸化し、Br2 を生成します。

2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2

ヨウ素変調

産業界では、ヨウ素は海藻から作られます。

この溶液を酸化剤と反応させて、I- を I2 に酸化します。

2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2

ハロゲン基の生活への応用

ハロゲン基の生活への応用

ハロゲングループには多くの異なる元素があり、各元素は生活の中で最も多くの用途があります. 参考までに、の合成ハロゲン元素をいくつか適用した例を次に示します。

エレメント

応用

クロ

塩素は飲料水の消毒に使用されます。

有機物を作るのに大量の塩素が使われます。四塩化物、ジクロロエタンなどの炭素溶媒は、脂肪の抽出や金属の脱脂に広く使用されています。一部の有機物質は、殺虫剤の製造にも使用されます。塩素を含む有機製品から、合成ゴム、PVC、合成繊維など、さまざまな種類のプラスチックを製造できます。

塩素は、Giaven 水、塩化石灰、無機化学薬品などの漂白剤や消毒剤の製造にも使用されます。

フロー

いくつかのフッ素化炭化水素誘導体の調製。これらは、保護用プラスチックを製造するための中間製品です。

フッ素は原子力産業で使用されています。

希釈 NaF は虫歯予防薬として使用されます。

ブロム

製薬業界でいくつかの炭化水素誘導体を製造するために使用されます。

フィルムコーティング用の臭化銀の製造にも大量の臭素が使用されます。

臭素化合物は、石油産業、農薬、染料などで広く使用されています。

いいえ

ヨウ素は主に医薬品の製造に使用されます。

ヨウ素の5%溶液は、傷の消毒剤として使用されます。

ヨウ素添加塩は、甲状腺腫の予防に役立ちます。

上記の情報により、ハロゲン基とは何か、その典型的な特性と用途について理解を深めることができれば幸いです. 引き続きをフォローして、より興味深い情報を毎日見つけてください。上記の  の概要が役に立つと思ったら共有してください!

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