化学と本の巻~nao blog~

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化学の巻↓ 無機化学(高校)

ハロゲン(周期表の17属) について[フッ素、塩素、臭素、ヨウ素]

投稿日:12月 30, 2020 更新日:

ハロゲンの単体はすべて2個の原子からなる分子だにゃ。臭素はフッ素と塩素は気体で臭素は液体、ヨウ素は固体だにゃ!臭素より原子番号の小さいものは気体、原子番号の大きいものは固体だにゃ!。

・ハロゲンとは?

周期表の17族に属するF,Cl,Br,I,Atの5種類の元素をハロゲンといいます。単体はいずれも二原子分子で有色・有毒です。融手や沸点は原子番号が大きいほど高いです。多くの元素と化合してハロゲン化物をつくります。ハロゲンの酸化力が強いです。酸化力が強いということは電子を奪う力が強いということです。ハロゲンの酸化力は原子番号が大きくなるにつれて弱くなります。

F2  > Cl2 > Br2  >I2

・水素、銀、カルシウムとの化合物について

フッ素との化合物だけが他のハロゲン化合物と違う性質を示すことに注意しましょう。

・フッ素とその仲間達

(フッ素F2)フッ素はハロゲン単体の中で反応する相手の物質から電子を奪い取る能力が最も強く酸素から電子を奪い取ることができる。水にフッ素を吹き込むと酸素が発生する。

2F2+2H2O → 4HF+O2

フッ化水素HF)フッ化水素はハロゲン化水素の中で唯一の弱酸である。しかしガラスの成分のSiO2を溶かすことができる。

SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O   *H2SiF6ヘキサフルオロケイ酸

またフッ化水素の作りかたはホタル石(主成分CaF2)に濃硫酸を加え加熱することでつくる。

CaF2+H2SO4 →2HF +CaSO4

・Cl,Br,Iとその仲間達

塩素)塩素は水道水の殺菌などの漂白に利用される。塩素を湿った青リトマス紙に触れさせると一度赤くなった後、脱色されていく。リトマス紙が赤くなる原因はHCl,その後脱色されていく原因はHClO(次亜塩素酸)である。

Cl2+H2O ⇄ HCl+HClO(次亜塩素酸)

次亜塩素酸の酸化剤としての反応式がテストで問われるときがあるにゃ!

次に塩素の酸化力はヨウ素や臭素よりも大きいので塩素がI,Brから電子を奪い取ることでI2やBr2の単体ができることを覚えておきましょう。

臭素)臭素は非金属の中で唯一常温で液体の単体であり赤褐色である。

ヨウ素)ヨウ素は常温で黒紫色の固体である。水にはほぼ溶けないですがヨウ化カリウム水溶液には良く溶けかつ褐色の溶液(ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液)になる。理由はヨウ化カリウムの電離で生じたヨウ化物イオンがヨウ素単体と結合してI3-となりヨウ素が溶液中に溶け込んでいるからです。

I2+I⇄I3(三ヨウ化物イオン)

ヨウ化カリウムとデンプン水溶液をしみ染みこませたろ紙に塩素あるいはオゾンを触れさせるとヨウ素が生じヨウ素デンプン反応が起こるので青く変色します。

またヨウ素は加熱すると固体から直接気体になり冷やすと結晶を生じる。

さらし粉)CaCl(ClO)・H2O

まずはさらし粉の化学反応式を覚えましょう。

Ca(OH)2+Cl2→CaCl(ClO)・H2Oこの反応は次にように段階的におぼえましょう。(1)塩素に水を加えHCl+HClOにする(2)電離させる(3)HとOHをくっつけてH2Oに残りのイオンで塩をつくる。

さらし粉には漂白殺菌作用があります。理由はさらし粉には次亜塩素酸イオンを含んでいるからで有機物である色素やばい菌から電子を奪い取り漂白殺菌する作用があります。

さらし粉に塩酸を加えると塩素が生じることも覚えましょう。

・演習問題

問題()に当てはまる語句を答えよ

ハロゲンの単体は有色、有毒で室温では二つは気体で1つは液体、残る一つは固体である。この中で水との反応は(1)の単体が最も激しく、この場合には酸素が発生する。(2)の単体は水に少しとけ漂白作用や殺菌作用を示す。(3)は室温で赤褐色の液体で水との反応は(2)より弱い。

塩素は水に少しとけ、その一部が水とは濃して塩化水素と(4)を生じる。生じた(4)は分解しやすいが強い酸化作用があるために漂白剤や殺菌剤として使われる。

弱酸として作用するハロゲン化水素の水溶液の名称と書け。(5)

  1. フッ素
  2. 塩素
  3. 臭素
  4. 次亜塩素酸
  5. フッ化水素酸

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