Przeczytaj

bg‑azure

Wybrane dane dotyczące fluorowców

symbol	konfiguracja skrócona	promień atomowy $[pm]$	elektroujemność (skala Paulinga)	wzór jonu prostego	konfiguracja elektronowa jonu	promień jonowy $[pm]$
$F$	$[He] 2 s^{2} 2 p^{5}$	$64$	$4,0$	$F^{-}$	$[Ne]$	$136$
$Cl$	$[Ne] 3 s^{2} 3 p^{5}$	$99$	$3,0$	${Cl}^{-}$	$[Ar]$	$181$
$Br$	$[Ar] 4 s^{2} 3 d^{10} 4 p^{5}$	$114$	$2,8$	${Br}^{-}$	$[Kr]$	$196$
$I$	$[Kr] 5 s^{2} 4 d^{10} 5 p^{5}$	$133$	$2,5$	$I^{-}$	$[Xe]$	$219$

Wszystkie fluorowce dążą do uzyskania trwałych konfiguracji elektronowych gazów szlachetnych, chętnie przyłączają elektron, tworząc jedno ujemne aniony. Najtrwalszym stopniem utlenienia tych pierwiastków jest stopień $- I$ . Spośród nich fluor jest najbardziej aktywnym pierwiastkiem. W związkach występuje wyłącznie właśnie na $- I$ stopniu utleniania. Łączy się bezpośrednio z większością pierwiastków. Wyjątek stanowią azot, hel i argon. Z wieloma substancjami fluor reaguje gwałtownie, a nawet wybuchowo, np. z wodorem czy z wodą, z której wypiera tlen.

Przykład 1

Zastanów się, jak zapisać równania reakcji fluoru z wodorem i z wodą?

RxqLsSW7MXYv9

Uwaga! Kwas fluorowodorowy trawi szkło – reaguje ze szkłem.

Chlor reaguje bezpośrednio z wieloma pierwiastkami: z wodorem tworzy chlorowodór (reakcja wymaga inicjacji przy pomocy promieniowania), z metalami – chlorki. Niepolarność chloru sprawia, że jest on słabo rozpuszczalny w wodzie. Mimo to, można uzyskać roztwór chloru w wodzie zwany wodą chlorową. W temperaturze pokojowej w wodzie chlorowej zachodzi powolna reakcja chloru z wodą z wytworzeniem $HCl$ i $HClO$ .

{Cl}_{2} + H_{2} O \to HCl + HClO

W podobny sposób reaguje brom, chociaż jego właściwości utleniające są słabsze. Rozpuszczając brom w wodzie uzyskujemy wodę bromowąwoda bromowawodę bromową.

Właściwości utleniające maleją wraz ze wzrostem masy atomowej fluorowca.

Dla zainteresowanych

Ze względu na duże różnice w wartościach elektroujemności fluorowce tworzą między sobą różne związki - tym chętniej, im dalej są od siebie położone w układzie okresowym. Przykładowo:

${IF}_{5}$ – pentafluorek jodu;
${IF}_{7}$ – heptafluorek jodu;
${BrF}_{3}$ – trifluorek bromu;
${ClF}_{3}$ – trifluorek chloru (jest produkowany i stosowany jako reagent fluorujący);
$ICl$ – chlorek jodu;
$IBr$ – bromek jodu.

R1XqbfB3vWD7m

Ilustracja przedstawia model kulkowy cząsteczki heptafluorku jodu. Atom jodu reprezentuje fioletowa kulka, a atom fluoru złota. Atom jodu jest połączony z 7 atomami fluoru: pięć z nich znajduje się w jednej płaszczyźnie, poziomej, a dwa z nich wystają prostopadle do płaszczyzny jeden w górę, drugi w dół. — Heptafluorek jodu (hybrydyzacja $s p^{3} d^{3}$ , bipiramida pentagonalna). Fioletowa kula - atom jodu, żółte kule - atomy fluoru.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RDWlOuFtiPhDw

Ilustracja przedstawia model kulkowy cząsteczki pentafluorku jodu. Atom jodu reprezentuje fioletowa kulka, a atom fluoru złota. Atom jodu jest połączony z pięcioma atomami fluoru: cztery z nich znajdują się w jednej płaszczyźnie, poziomej, a jeden wystaje prostopadle do płaszczyzny w górę. — Struktura pentafluorku jodu (hybrydyzacja $s p^{3} d^{2}$ , piramida kwadratowa). Fioletowa kula - atom jodu, żółte kule - atomy fluoru.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RHAzuwiqH6hSX

Ilustracja przedstawia model kulkowy cząsteczki trifluorku bromu. Atom bromu reprezentuje czerwona kulka, a atom fluoru złota. Atom bromu jest połączony z trzema atomami fluoru: wszystkie atomu znajdują się w jednej płaszczyźnie, a cząsteczka ma kształt litery T. — Trifluorek bromu ${BrF}_{3}$ (hybrydyzacja $s p^{3} d$ , kształt litery T). Czerwona kula - atom brom, żółte kule - atomy fluoru.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład 2

Uzgodnij równania reakcji zachodzących podczas trawienia szkła. Czy są to procesy utleniania‑redukcji?

{CaSiO}_{3} + HF \to {CaF}_{2} + {SiF}_{4} + H_{2} O

{Na}_{2} {SiO}_{3} + HF \to NaF + {SiF}_{4} + H_{2} O

{SiO}_{2} + HF \to {SiF}_{4} + H_{2} O

RuVr6DYihhU8T

Ciekawostka

RYfhwtSouW6JN

Ilustracja przedstawia narysowany portret Antoniego Hanna. Jest to młody mężczyzna z bokobrodami, wysokim czołem i ostrym nosem, ubrany w koszulę i okryty szalem. — Polski chemik i grafik, Antoni Hann, na początku $XIX$ wieku jako pierwszy użył gazowego fluorowodoru do wytrawiania rysunków na szkle.
Źródło: dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, domena publiczna.

Słownik

hybrydyzacja

model tworzenia hipotetycznych mieszanych orbitali atomowych umożliwia określenie kształtu cząsteczki

woda chlorowa

roztwór $1 {dm}^{3}$ wody o temperaturze $25 ° C$ , w którym rozpuszczono $2,3 {dm}^{3}$ chloru odmierzonego w warunkach normalnych

woda bromowa

wodny roztwór bromu

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1987, s. 562‑586.

Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1. Podręcznik, Warszawa 2002, s. 335‑345.

Kałuża B., Kamińska F., Chemia. Podręcznik. Część 1. Zakres rozszerzony, Warszawa 2013, s. 295‑336.

Litwin M., Styka‑Wlazła Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna. Część 1. Podręcznik dla liceum, Warszawa 2004, s. 296‑306.

Wprowadzenie

Symulacja interaktywna

Wybrane dane dotyczące fluorowców

Słownik

Bibliografia