17, Halogene

Alte Bezeichnung: Halogene (Gruppe 7a)
Gemeinsame Elektronenkonfiguration: ns2 np5
<< Chalkogene

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Allgemeines: Die Gruppe der Halogene ist ähnlich einheitlich wie die der Alkalimetalle. Sie steht diesen quasi komplementär gegenüber, da den Halogenen ein einziges Elektron zum Erreichen des Edelgaszustandes fehlt. Dabei nimmt die Elektronen-Affinität jedoch mit wachsendem Atomradius von Fluor zu Astat ab. Im gleichen Sinn nehmen wie bei den anderen Gruppen des p-Blocks der Metallcharakter von Fluor zum Astat hin zu. Mit Ausnahme des Fluors, dass als elektronegativstes Element nur die Oxidationsstufe -1 betätigt, weisen die schwereren Halogene gegenüber stärker elektronegativen Elementen die Oxidationsstufen +1, +3, +5 und +7 auf. Dabei nimmt die Beständigkeit der Oxidationsstufen +7 vom Chlor zum Astat hin ab (wobei Perbromate stärkere Oxidationsmittel sind als Perchlorate und Periodate), die Beständigkeit der Oxidationsstufe +5 zu.Bezüglich der Löslichkeit der Halogenide in Wasser zeigt sich ein extremes Verhalten der Fluoride sowohl was Leicht- als auch Schwerlöslichkeit anbelangt: Die Fluoride der Erdalkalimetalle, Borgruppe ab Aluminium, Zinkgruppe und der Scandiumgruppe schwerlöslich, während entsprechende Chloride (Bromide, Iodide) leichtlöslich sind. Umgekehrt sind die Fluoride von Silber, Blei, Quecksilber und Thallium leichtlöslich, während hier die Chloride (Bromide, Iodide) schwerlöslich sind. Der Trend der Löslichkeit entspricht gleichwohl immer der Richtung Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, wobei das Fluorid immer ein Extrem bildet.

Einige Trends der Halogene seien hier am Beispiel der Eigenschaftsänderung der Halogenwasserstoffbildung beschrieben:

Fluor ist das unedelste und elektronegativste Element überhaupt. Mit Wasserstoff reagiert es explosionsartig schon bei Temperaturen von -250°C auch im Dunkeln. Fluorwasserstoff ist im Gegensatz zu allen anderen Halogenwasserstoffen in wässriger Lösung nur schwach dissoziiert. Chlor reagiert nur bei energetischer Anregung mit Wasserstoff, dann aber ebenfalls explosionsartig (Chlorknallgas). Fluorwasserstoff kann aus Fluoriden mit Hilfe von konzentrierter Schwefelsäure freigesetzt werden.

Chlor ist weniger aggressiv als Fluor, wenngleich noch reaktiv genug, um sich mit den meisten Metallen unter Feuererscheinungen umzusetzen. Mit Wasserstoff reagiert ein Chlor im Dunkeln und bei Zimmertemperatur nicht, setzt sich dementsprechend aber bei Belichtung oder Erwärmung unter Explosion um (Chlorknallgas). Chlorwasserstoff bildet in wässriger Lösung eine starke Sä,ure, die Salzsäure. Er kann gleich Fluorwasserstoff ebenfalls mit konzentrierter Schwefelsäure aus Chloriden in Freiheit gesetzt werden.

Brom ist aufgrund des Umstands, dass es bei Raumtemperatur flüssig ist, gegenüber manchen Metallen ähnlich reaktiv wie das Chlor. Bromdämpfe reagieren schwächer auf Metalle als Chlorgas im Vergleich. Dennoch reagieren etwa Eisen oder Aluminium auch mit Brom noch unter Feuererscheinungen. Bromwasserstoff kann jedoch nur noch unter Energiezufuhr mit Hilfe von Katalysatoren aus den Elementen gewonnen werden. Bromwasserstoff bildet in Wasser eine sehr starke Säure, stärker noch als die Salzsäure. Er kann jedoch nicht mehr aus Bromiden durch Reaktion mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen werden, da diese Bromwasserstoff teilweise zu Brom oxidiert. Daher muss man hierfür die nichtoxidierend wirkende, konzentrierte Phosphorsäure nehmen.

Iod bildet metallisch glänzende, violettgraue Schuppen, die an der Luft bereits Dämpfe abgeben. Iod reagiert mit Metallen, die mit Chlor oder Brom unter Feuererscheinungen reagieren, nur noch schwach. Selbst mit Alkalimetallen Lithium und Natrium reagiert Iod nur beim Erhitzen. Iodwasserstoff zerfällt bereits bei Zimmertemperatur merklich in die Elemente und kann daher nicht mit quantitaver Ausbeute aus diesen gewonnen werden. Die Lösung von Iodwasserstoff in Wasser ergibt eine der stärksten bekannten Säuren. Der Iodwasserstoff ist aus Iodiden nur unter Reaktion mit Phosphorsäure unter Luftabschluß erhältlich, da sich sonst elementares Iod bildet.

Astat ist ein stark radioaktives Element, das als kurzlebiges Zwischenprodukt in der Uran-Radium-Zerfallsreihe vorkommt. Mikroanalysen bestätigen aber den Trend seines Verhaltens als schweres Homologes des Iod: Es ist metallischer als dieses, und der Astatwasserstoff ist noch oxidationsempfindlicher.