今日は17族元素について勉強します。17族元素はハロゲンと総称されていますが,Haloはギリシャ語で「造塩」,genは「素」の意味です。NaClなどの塩をつくる素になっているという意味でしょうか。身近なところでは,塩素が水道水の消毒に使われており,ヨウ素はうがい薬(イソジンガーグル)などに使われています。 ハロゲン原子の価電子は7個でしたね。したがって,1価の陰イオンになりやすいのです。 今日の学習内容は,次の通りです。 (1)ハロゲン元素 (2)ハロゲンの単体 (3)ハロゲンの化合物 では,ハロゲン元素からはじめましょう。 ![]() |
11 ハロゲンの単体と化合物 (1) ハロゲン元素 F fluorine 蛍石(CaF2) Cl chlorine 黄緑(ギリシャ語) Br bromine 臭い(ギリシャ語) I iodine すみれ色(ギリシャ語) 価電子が7個→1価の陰イオンになりやすい 電子を受け取りやすい→還元されやすい(酸化作用) |
ハロゲンの単体は,2原子分子からなり,有色・有毒です。融点・沸点は原子番号が大きいほど高くなります。有色の気体の例はそれほど多くないので,きちんと色を覚えてきましょう。フッ素は淡黄色の気体です。 塩素は黄緑色の気体です。塩素は酸化マンガン(IV)に濃塩酸を加えて熱するか,さらし粉に塩酸を加えて発生させます。 臭素は赤褐色の液体です。 ヨウ素は黒紫色の固体です。ヨウ素溶液をしていますね。デンプンの検出に使います。実は,ヨウ素は水には溶けにくいのす。ヨウ素溶液とは,ヨウ素をヨウ化カリウム水溶液に溶かしたものなのです。 I− + I2 → I3− ![]() ハロゲンの単体では,酸化力に差があること,漂白・殺菌作用があることが重要です。酸化力は原子番号が小さいほど強くなっています。 ![]() |
(2) ハロゲンの単体 <塩素の製法> MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O +Cl2 CaCl(ClO)・H2O + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + Cl2 <酸化力> X2 + 2e− → 2X− X原子は還元された Cl2 + 2e− → 2Cl− 2I− → I2 + 2e− すなわち 2I− + Cl2 → I2 + 2Cl− 酸化力の強さ F2>Cl2>Br2>I2 <漂白作用・殺菌作用> HClOの強い酸化作用 Cl2 + H2O → HCl + HClO HClO + H+ + 2e− → H2O + Cl− 酸化数+1 酸化数−1 酸化数減少→還元された=相手を酸化した(酸化作用) |
ハロゲンの化合物では,ハロゲン化水素,塩素酸塩,さらし粉,ハロゲン化銀などが代表的なものです。塩酸は,ハロゲン化水素の一種である塩化水素の水溶液です。濃塩酸は約37%で,12mol/l です。塩化水素は,工業的には,水素と塩素を反応させてつくります。実験室では,塩化ナトリウムに濃硫酸を加えて加熱してつくります。このとき,硫酸水素ナトリウムNaHSO4ができることに注意して下さい。硫酸ナトリウムNa2SO4ではありませんよ。塩化水素は水に溶けやすく,下方置換法で捕集します。 フッ化水素HFは,ガラスを溶かす性質があるので,目盛りをつけるのに使われます。 ![]() 塩素酸塩の一種である塩素酸カリウムは,加熱すると酸素を発生するので,実験室で酸素を発生させるときに使われます。また,さらし粉は,酸化剤・漂白剤・殺菌剤としてよく使われます。 ハロゲン化物の塩は,一般には水に溶けやすいものが多いですが,銀塩は溶けにくいのです。銀塩には感光性があり,光が当たると分解して銀が析出します。 |
(3) ハロゲンの化合物 <ハロゲン化水素> NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl <塩素酸塩> 2KClO3 → 2KCl + 3O2 触媒としてMnO2を使用 <さらし粉> CaCl(ClO)・H2O + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + Cl2 <ハロゲン化銀> Ag+ + X− → AgX↓ 水に溶けにくい AgCl:白色,AgBr:淡黄色,AgI:黄色 |
ハロゲンは反応性が高く,身近なところでよく使われています。塩素系漂白剤には次亜塩素酸塩などがよく使われています。これに強い酸を作用させると,塩素が大量に発生するので危険です。「混ぜるな危険」という表示を見たことはありませんか?![]() また,水に溶けにくい塩化物は,塩化銀AgClと塩化鉛PbCl2の2種類だけと覚えておいてかまいません。塩化鉛は熱湯に溶けるので,塩化銀と区別することができます。 では,今日の学習内容の確認です。 1.ハロゲンの原子の価電子は何個ですか?→7個 2.ハロゲンの単体で,室温で液体であるのは何ですか?→臭素 3.塩素を実験室で発生させるには,酸化マンガン(IV)に何を加えて加熱しますか?→濃塩酸 4.ハロゲンの単体で酸化力の強いものから順に並べると?→F2>Cl2>Br2>I2 5.塩素が水に溶けると,その一部は水と反応して何ができますか?→塩化水素HClと次亜塩素酸HClO 6.ハロゲン化水素で,ガラスを溶かすものは何ですか?→フッ化水素HF 7.塩化銀,臭化銀,ヨウ化銀の色はそれぞれ何色ですか。→塩化銀;白色,臭化銀;淡黄色,ヨウ化銀;黄色 |