Vzácné plyny Vzácné plyny Prvek Konfigurace I (kJ/mol) b. v. (°C) He Ne Ar Kr Xe Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 5s2 5p6 6s2 6p6 207813491036 4,2 27,1 87,3 120,3 166,1 208,2 XeF2 XeF4 [Xe+][PtF6–] b.

Download Report

Transcript Vzácné plyny Vzácné plyny Prvek Konfigurace I (kJ/mol) b. v. (°C) He Ne Ar Kr Xe Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 5s2 5p6 6s2 6p6 207813491036 4,2 27,1 87,3 120,3 166,1 208,2 XeF2 XeF4 [Xe+][PtF6–] b.

Slide 1

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 2

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 3

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 4

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 5

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 6

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 7

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 8

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 9

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 10

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 11

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 12

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 13

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 14

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 15

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 16

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 17

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 18

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 19

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 20

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 21

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 22

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 23

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 24

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 25

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 26

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 27

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 28

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 29

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2


Slide 30

Vzácné plyny

Vzácné plyny

1962

Prvek

Konfigurace

I (kJ/mol)

b. v. (°C)

He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn

1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
4s2 4p6
5s2 5p6
6s2 6p6

2360
2078
1519
1349
1169
1036

4,2
27,1
87,3
120,3
166,1
208,2

XeF2
129

XeF4
117

[Xe+][PtF6–]

b. t.

XeF6 + H2O  6 HF + XeO3
XeO3 + OH–  HXeO4–

0,9 % vzd.

XeF6
49

°C

Vzácné plyny
adiční sloučeniny
komplexní
solného typu

H+

2 XeF2 · PF5
Cs[XeF7], Cs2[XeF8]
Na4XeO6 · nH2O
Kr – BaKrO4

H4XeO6

2,1 V

2,4 V

XeO3

2,6 V

XeF6

OH–

HXeO6

3–

0,9 V

HXeO4



1,3 V

Xe
Xe

Xe

Tvary sloučenin vzácných plynů

Tvary sloučenin vzácných plynů

XeF2

XeF4

XeO64–

XeF5–

XeF6

XeF82–

HALO G E N Y

HALO G E NY X
konfigurace s2p5

VII. skupina – 7 elektronů
Prvek

X

Energie
vazby

I

A

b. t. (K) b. v. (K)

F

4,1

155

1695

340

40

85

Cl

2,83

243

1255

356

172

239

Br

2,74

193

1145

242

266

322

I

2,21

151

1010

303

387

258

At



116









Oxidační čísla halogenů
–1

F

0

–1

Cl

0

1

3

4

5

7

–1

Br

0

1

3

4

5

(7)

–1

I

0

1

3



5

7

ionty
kovalentní slouč.
halogenidy
NaCl, HCl, CCl4

kovalentní slouč.
oxidy,
oxokyseliny

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % litosféry
vstup HF
výstup H2

výstup F2 výstup H2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
výroba HF, freonů CCl2F2, teflon
Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

HF / KF
elektrolyt

ocelová
katoda (–)

uhlíková
anoda (+)

Fluor a Chlor
F2 – světle zelený plyn – 0,08 % membrána
litosféry
Cl2

CaF2 (fluorid, kazivec), Na3AlF6 kryolit
přívod
výroba HF, freonů
CCl2F2, teflon

H2

solanky

35 %
NaOH (aq)

Výroba: elektrolýza směsi KHF2 + HF

Cl2 – žlutozelený plyn – 0,19 % NaCl, KCl
Cl2 ; chlorace, soli, PVC
Výroba: zpracování NaCl – elektrolýza
použitá
Příprava:
solanka
Na+
MnO2 + 4 HCl  MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

Zřěděný
NaOH (aq)

(+) + 2 Katoda
2 KMnO4 + 16 HCl  Anoda
2 MnCl
KCl + (–)
5 Cl2 + 8 H2O
2

Brom, Jod a Astat
Br2 – červená kapalina – 0,01 % ; KBr, KBrO3
Výroba: mořská voda pH 3,5 + Cl2
2 KBr + Cl2  2 KCl + Br2
Příprava:
5 Br– + BrO3– + 6 H+  3 H2O + 3 Br2

I2 – fialové až černé krystaly

10–4 % v chilském ledku IO3–
Výroba:
2 IO3– + 5 HSO3–  3 HSO4– + 2 SO42– + H2O + I2
Příprava:
2 KI + Cl2 (Br2)  I2 + 2 KCl

At2

209 Bi

+  

211At

(7,5 h)

Vlastnosti halogenů
oxidační schopnost
2 F2 + SiO2  SiF4 + O2

4 F2 + H2S  2 HF + SF6
Br2 + H2S  2 HBr + S
2 F2 + 2 H2O  4 H+ + 4 F – + O2
X2 + H2O  HX + HOX

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

CaF2 + H2SO4  2 HF + CaSO4
KHF2  HF + KF
NaCl + H2SO4  HCl + NaHSO4
NaBr + H3PO4  HBr + NaH3PO4
(2 HBr + H2SO4  Br2 + SO2 + 2 H2O)
PBr3 + H2O  H3PO3 + 3 HBr
H2S + I2  2 HI + S

Halogenovodíky HX
H2
H2
H2
H2

+
+
+
+

F2  2 HF
Cl2  2 HCl
Br2  2 HBr
I2  2 HI

b. v.

aq.

19,5 °C
– 85 °C
– 67 °C
– 36 °C

40 %
38 %, 20 %
48 %

redox vlastnosti HX
ox. H; Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2
red. 2 HI + H2O2  2 H2O + I2
acidobasické vlastnosti

HCl  HI
(vel. hal.)

Halogenidy MX
halogenidy – binární sloučeniny (mimo N, O, H)

Iontové – 1., 2., 3. skupina NaF — NaI (nereaguje s H2O)
Kovalentní – molekulové SF6, PCl5, TiCl4
přechodné kovy, lanthanoidy;
– hydráty – např. NiCl2 · 6 H2O – [Ni(H2O)6]2+ + 2 Cl–
iontový charakter
– bezvodé – vazba M—X – kovalentní charakter
vrstevnaté struktury CdI2 (hydrolýza); polymerní charakter

Příprava halogenidů
Ca + 2 HBr  CaBr2 + H2

(kovy + HX)

MgO + 2 HCl  MgCl2 + H2O

(MO + HX)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2
(sůl, CO32– + HX)
AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3
sraženina

Ti + 2 Cl2  TiCl4

S + 3 F2  SF6

(kov + X2)

(nekov + X2)

2 Fe + 3 Br2  2 FeBr2

Al2O3 + 3 C + 3 Cl2  2 AlCl3 + 3 CO

SiO2 + 2 C + 2 Cl2  SiCl4 + 2 CO

CoCl2 · 6H2O + 6 SOCl2  CoCl2 + 6 SO2 + 12 HCl

Sloučeniny halogenů
sloučeniny interhalové (interhalogeny):
ClF, BrF, IF, BrCl, ICl, IBr – podobnost jako X2
ClF + H2O  HF + HOCl
BrF3 + KF  K[BrF4]
BrF5; ICl3; IF3; IF5; IF7

IF5  IF4+ + IF6–

ClF3

IF7

BrF5

Sloučeniny halogenů
XY
ClF

XY3

XY5

XY7

b.v. –100 °C ClF3
b.v. 12 °C ClF5 b.v. –13 °C
bezbarvý
bezbarvý
bezbarvý

BrF* b.v. –20 °C BrF3 b.v. 126 °C BrF5
světle hnědý

b.v. 41 °C
bezbarvý

žlutý

(IF3)n roz. –28 °C IF5

IF*

žlutý

b.v. 105 °C IF7
subl. 5 °C
bezbarvý
bezbarvý

b.v. 5 °C
červenohnědý

BrCl*
ICl

IBr

pevná látka I2Cl6 m.p. 101 °C
červená
jasně žlutý

pevná látka
černá

* velmi nestabilní

Polyhalogenidy

KI + I2  ( I5– ...... I9–)
tendence k polyhal. F < Cl < Br < I
velké ionty Cs+
geometrie – téměř lineární

OXIDY halogenů
Oxidy – 19

F – OF2 ,

– většina nestálé

fluorid kyslíku, silné fluorační činidlo

2 F2 + 2 OH–  2 F – + OF2 + H2
2% NaOH
přebytek OF2 + 2 OH–  O2 + 2 F – + H2O

Oxidy chloru Cl
Cl2O – b.v. 275 K (kap.) plyn
– exploduje, lomená molekula, kovalentní vazba

2 Cl2 + 2 HgO  HgO · HgCl2 + Cl2O
Cl2O + H2O  2 HOCl (anhydrid HOCl)

Cl2O3 – identifikován

Oxidy chloru Cl
ClO2 – plynný

T > 170 K expl.
– paramagnetický, oxidační činidlo

3 KClO3 + 2 H2SO4  2 ClO2 + HClO4 + 3 KHSO4 + H2O

2 KClO3 + 2 H2SO4 + H2C2O4 
 2 ClO2 + 2 CO2 + KHSO4 + 2 H2O
2 ClO2 + OH–  ClO2– + ClO3– + H2O

Cl2O6

ClO2 + O3 + O2  Cl2O6
tmavě červená kapalina, méně explozivní

Cl2O7 – nejstálejší – olejovitá kapalina
2 KClO4 + H2SO4  Cl2O7 + K2SO4

Oxidy halogenů (Br, I)
Br –

méně stálé než oxidy chloru

Br2O – analogie Cl2O
BrO2 – analogie ClO2

I
I2O5 – stálý do 350 K, krystalický
2 HIO3  I2O5 + H2O
I2O7 ?

Oxokyseliny halogenů (1)
I

HClO

III

HClO2

V
VII

HBrO

HIO

HClO3

HBrO3

HIO3

HClO4

HBrO4

HIO4
(H5IO6)

HFO kyselina „fluorová“
reakcí F2 s ledem při 0 °C
fluorace ledu
Stálá v neutrálním či alkalickém prostředí.
V kyselém oxiduje vodu na H2O2

Oxokyseliny halogenů (2)
HXO  HOX , HOI pK ~ 8
2 X2 + 2 HgO + H2O  HgO · HgCl2 + 2 HOX
Cl2 + H2O  HCl + HClO

Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl

3 OX–  XO3– + 2 X–
Cl – 385 K
Br – 325 K
I – 280 K
.
NaOCl , Ca(Cl)(ClO)

20 °C

Oxokyseliny halogenů (3)
HXO2 – pouze HClO2
ClO2 + H2O  HClO2 + HClO3
2 ClO2 + H2O2  2 HClO2 + O2

Oxokyseliny halogenů (4)
HXO3 – pyramida

HClO3, HBrO3 – aq. roztok (pKA - 2)
HIO3 – bílé krystaly
I2 + HNO3  HIO3 (100 %)

příprava ze solí – iontoměniče

Ba(ClO3)2 + H2SO4  2 HClO3 + BaSO4
.

KClO3 – travex

3 Cl2 + 6 KOH  KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

4 KClO3  3 KClO4 + KCl
2 KClO3  KCl + 3 O2
KBrO3 + 5 KBr + 3 H2SO4  3 Br2 + 3 H2O + 3 K2SO4
ClO3– , BrO3– strukturní typ NaCl

NaIO3 – CsCl

Oxokyseliny halogenů (5)
HXO4 – tetraedr
HClO4 – pKA ~ –11 HClO4 · H2O (70 %)
Zn + 2 HClO4  Zn(ClO4)2 + H2
nekoordinuje se
KClO4 + H2SO4  HClO4 1 - 3 kPa
.

HBrO4 – rozpad

83SeO 3–
4

HIO4 ....... H5IO6
18 NaOH + I2 + Cl2  Na2H3IO6 + 14 NaCl + 6 H2O

Kinetika oxidace vzrůstá v řadě

ClO4–  BrO4–  IO4–

N E / V

Oxokyseliny halogenů (6)

Oxidační číslo N

Deriváty kyselin – flourid-oxidy
odvozené z HXO3

X
Cl
Br

I

odvozené z HXO4

XO2F

XOF3

XO3F

XO2F3

ClO2F

ClOF3

ClO3F

ClO2F3

bezbarvý
plyn

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn

bezbarvý
plyn



BrO2F

BrOF3

BrO3F

bezbarvá
kapalina

bezbarvá
kapalina

bezbarvý
plyn





IO2F

IOF3

IO3F

(IO2F3)n

IOF5

bezbarvé
krystaly

bezbarvá
jehličky

bezbarvé
krystaly

žlutá
pevná látka

XOF5

bezbarvá
kapalina

Halogen-oxidy halogenů FnXOm
patří k nim: fluorid-oxidy, fluorid-peroxidy, fluoridy perchlorylů,
trifluorid-oxidy, trifluorid-peroxidy a deriváty kyselin

F

Cl

Br

I

FXO

FClO





FXO2

FClO2

FBrO2

FIO2

FClO3

FBrO3

FIO3

F3 XO

F3ClO

F3BrO

F3IO

F3 XO2

F3ClO2



F3IO2

FXO3



XOClO3

FOClO3

ClOClO3

BrOClO3

IOClO3

XOSO2F

FOSO2F

ClOSO2F

BrOSO2F

IOSO2F

XONO2

FONO2

ClONO2

BrONO2

IONO2