ハロゲン(17族)(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)

halogen
ハロゲン単体の性質 $17属元素,\ 価電子数7\ であるから,\ 1価の陰イオンになりやすい.$ 単体 常温 色酸化力(反応性) 毒性} 水との反応 水素との反応}淡黄色} 有毒} 激しく反応}冷暗所で爆発的} \{黄緑色} 一部溶ける 常温と光で爆発的} \{Br₂}{液体}赤褐色} 少し溶ける 高温で反応} 黒紫色溶けにくい}高温でも平衡} ハロゲン単体同士の反応酸化力(反応性)が\ {F2}{Cl₂}\ }$}であるから  {F2 + 2Cl- Cl₂ + 2F-} {2F- + Cl₂ {反応しない 陰イオンになりやすい=電子を受け取りやすい=電子を奪い取りやすい=相手を酸化しやすい {常温で液体の単体は,\ 非金属では臭素{Br}のみ,\ 金属では水銀{Hg}のみ}である. %原子半径の小さい{F}の方が,\ 核の正電荷が最外電子殻に強く働き,\ 電子を取り込む力が大きくなる.  フッ素{F2}   反応性が全単体中で{最}{強}であり, 水と激しく反応して酸素を発生する. {2F2 + 2H₂O 4HF +}{O₂ ^$} (酸化還元反応})   水素とは冷暗所でも爆発的に反応する. {H₂ + F2 2HF} $[l} 半反応式  (酸化剤){F2 + 2e- 2F-}  (還元剤){2H₂O O₂ + 4H+ + 4e-} 塩素 {Cl₂}   実験的製法} ${酸化マンガン({IV})に{濃}塩酸を加えて{加熱する.           MnO₂ + 4HCl 加熱}] MnCl₂ + 2H₂O +}{Cl₂ ^}$(酸化還元反応}) \さらし粉に{塩酸を加える(加熱の必要なし)}.           CaCl(ClO)}・H₂O + {2HCl CaCl₂ + 2H₂O +}{Cl₂ ^}$   工業的製法} 食塩水を電気分解}する(イオン交換膜法}).} (詳細は理論化学)           { ${2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂ ^}+{Cl₂ ^$}  性質} {強酸化作用により, 漂白・殺菌作用を示し, ヨウ化カリウムデンプン紙を青変する. 水に少し溶けて,\ 塩酸と次亜塩素酸が発生.  {Cl₂ + H₂OHCl}+{HClO}$    水素とは常温で光があれば爆発的に反応する. \ {H₂ + Cl₂ [光] 2HCl} %(塩素爆鳴気)     \ 加熱した金属単体と直接反応}し,\ 塩化物}を生じる.  {Cu + Cl₂ CuCl₂ 実験的製法の化学反応式は,\ ともに作成がやや面倒である. (酸化剤){MnO₂ + 4H+ + 2e- Mn²+ + 2H₂O} (還元剤) {2Cl- Cl₂ + 2e-} さらし粉は,\ 2つの陰イオン{Cl-}と{ClO-}からなる塩である({複塩}).  まず,\ 弱酸{HClO}の塩であるさらし粉に強酸{HCl}を加えると,\ 弱酸{HClO}が遊離する.  {HCl}を加え,\ さらに{HClO}が増えていくと,\ 性質の平衡が{Cl₂}を発生させる方向に移動する.  ルシャトリエの原理(化学平衡は変化を相殺する方向に進行する)を利用するわけである. {CaCl(ClO)}・{H₂O + HCl} 性質{酸化力{Cl₂}{I}{₂より,\ {2K}{I} + {Cl₂2KCl +}{I}{₂}\ のような反応が起こる.    この反応で生じた{I}{₂}とデンプンとのヨウ素デンプン反応}で青くなる. 性質{Cl₂}の2原子{Cl}(酸化数0)と{Cl}(酸化数0)の一方から他方に{e-}が1個移動する.    これにより,\ {Cl}(酸化数-1)の{HCl}と{Cl}(酸化数+1)の{HClO}が生じる.    このように,\ 同一物質が酸化剤にも還元剤にもなる反応を{自己酸化還元反応}という. 基準の塩素酸{HClO3}\ より{O}が1個少ない{HClO₂}を亜}塩素酸,\ 2個少ない{HClO}を次}亜}塩素酸という.  塩素\ {Cl₂}の実験的製法の図 濃塩酸 {(-6.2,-1)}[w]{ 濃塩酸 {(-6.2,-2)}[w]{ {MnO₂} {(-0.3,-2.5)}[n]{ 水 {(-0.3,-2.5)}[s]{ {HCl}を除く {(3.8,-2.5)}[n]{ 濃硫酸 {(3.8,-2.5)}[s]{ 水分を除く {(7.2,-2.5)}[n]{ 下方}置換}  原理} 加熱すると,\ {Cl₂},\ H₂Oに加えて揮発性をもつ{HCl}も発生する.     まず,\ 水に通すことで,\ 水に可溶な{HCl}を除去する.     次に,\ 乾燥剤である濃硫酸でH₂Oを除去し,\ {Cl₂}\ を下方置換で得る.     後で水に通すと最終的に水分が取り除けないので,\ 必ず\ 水\ → 濃硫酸の順で通す. 臭素 {Br₂}   $水に少し溶けて,\ 臭化水素と次亜臭素酸が発生.  {Br₂ + H₂O <=> HBr}+{HBrO}$   水素とは高温ならば反応する.  {H₂ + Br₂ 2HBr}  { $ヨウ素\ {I}{₂}$   デンプン水溶液と反応すると青紫色となる(ヨウ素デンプン反応).   水素とは高温でも平衡状態になる.  $H₂ + {I}{₂ {2H}{I}$   水に溶けないが, ヨウ化カリウム水溶液には溶け}褐色の溶液(ヨウ素溶液)となる.    {三ヨウ化物イオン 褐色)
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