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17. Gruppe

Die Halogene (Salzbildner)

Beschreibung:
Ihren Namen erhielt die Gruppe, weil Fluor, Chlor, Brom und Iod mit vielen Metallen typische Salze bilden. Dies hängt damit zusammen, daß den Halogenen nur ein einziges Elektron zur Ausbildung einer Edelgasschale fehlt - sie stellen gewissermassen das Komplementär zu den Alkalimetallen dar. So verwundert es auch nicht weiter, daß diese Stoffgruppe neben den Alkalielementen bzw. den Edelgasen die wohl homogenste Gruppe im PSE darstellen. Viel schwächer ausgeprägt als in den links benachbarten Gruppen des p-Blocks, ist die Zunahme des metallischen Charakters von oben nach unten. Selbst Astat und Ununseptium sind "nur" halbmetallische Elemente, bei welchen in der Dampfphase (bei Astat nachgewiesen, bei Uus vermutlich) Moleküle der Zusammensetzung X2 auftreten. Ab dem Iod zeigen die Halogene immerhin einen Metallglanz und treten auch in positiven Oxidationsstufen auf. Fluor ist das am stärksten oxidierend wirkende Element überhaupt, und sieht man von den Edelgasfluoriden Krypton(II)fluorid (und wenn dargestellt auch von Argon(II)fluorid) einmal ab, das stärkste bekannte Oxidationsmittel überhaupt. So kommt Fluor stets als negativ polarisierter Part, bzw. anionisch in seinen Verbindungen vor. Chlor und Brom sind chemisch ähnlich nah verwandt, wie etwa Kalium und Rubidium. Beide sind sehr aggressive nichtmetallische Elemente, welche ebenfalls - wenn auch weit schwächer ausgeprägt als beim Fluor - heftig mit anderen Elementen unter Bildung von Verbindungen reagieren, in welchen sie ebenfalls meist negativ polarisiert oder anionisch vorliegen. Für Fluor, Chlor und Brom bildet also die Oxidationsstufe -1 die chemisch stabilste, während für Chlor und Brom die positiven Oxidationsstufen (+1, +3, +5 und +7) starke bis sehr starke Oxidationsmittel darstellen. Erst ab dem Iod stellen die positiven Oxidationsstufen +3 und +5 die stabileren Verbindungen; Iodid (Astatid und Ununseptid)-Anionen sind bereits Reduktionsmittel. Dieses Verhalten macht sich sehr deutlich bemerkbar, wenn man sich die thermolytischen und reduktiven Eigenschaften der Halogenwasserstoffe anschaut: Der Fluorwasserstoff hat keinerlei reduzierenden Eigenschaften; er kann nur elektrochemisch in Fluor und Wasserstoff gespalten werden. Thermisch ist er - ähnlich dem Wasser - selbst oberhalb 2000°C zu verschwindend geringen Anteilen in die Elemente gespalten. Seine Darstellung aus den Elementen erfolgt selbst bei -250°C noch explosionsartig. Der Chlorwasserstoff (Salzsäuregas) wird bereits von starken Oxidationsmitteln (z.B. Kaliumpermanganat, siehe hierzu auch unter der Bild-Information zum Chlor!) zu Chlor reduziert. Immerhin ist auch der Chlorwasserstoff bei 2000°C nur zu einigen wenigen zehntel Prozent in die Elemente zerfallen, und die Darstellung aus den Elementen erfolgt bei Zimmertemperatur in einer Explosion (Chlorknallgas). Bromwasserstoff dagegen ist thermisch nicht mehr so stabil; er zerfällt bereits oberhalb 300°C merklich in die Elemente. Auch wird er bereits von weniger stark oxidierend wirkenden Stoffen - wie etwa konzentrierter Schwefelsäure - zu Brom oxidiert. Man darf HBr daher nicht in Schwefelsäure trocknen. Iodwasserstoff schließlich, kann nur mit Hilfe von Katalysatoren bei erhöhtem Druck und gelinder Temperatur aus den Elementen gewonnen werden, und wird auch von mäßigen Oxidationsmitteln wieder zu Iod oxidiert. Astatwasserstoff ist nur noch unter Luftabschluß stabil, und soweit man dies heute weiß auch nur noch unter hohem Druck bei tiefen Temperaturen aus den Elementen zugänglich. Iodwasserstoff- und Astatwasserstofflösungen in Wasser scheiden an der Luft Iod (bzw. Astat) ab. Für Ununseptiumhydrid (UusH) gilt zu erwarten, dass er diesen Trend fortsetzt, und somit noch stärker sauer und reduzierend wirken müsste. Ein weiterer Trend der Halogene ist die Zunahme der Farbintensität vom hellgelblich gefärbtem Fluorgas über das gelblichgrüne Chlorgas über das rotbraune Brom hin zum violettmetallischen Iod. Astat und Uus besitzen bereits "echten" Metallglanz (bei Letzterem ist dies mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit anzunehmen; bei Astat ist dieser Umstand mittlerweile nachgewiesen worden). Mit den Alkalimetallen bilden ALLE Halogene echte Salze, ebenso mit den Erdalkalimetallen (mit Ausnahme des Berylliums und ab dem Iodid auch nicht mehr mit dem Magnesium). Jedoch bereits mit den Elementen der 3. Hauptgruppe (p1-Block, Erdmetalle oder auch B/Al-Gruppe) ist zu beobachten, wie der ionische Charakter der "Salze" vom Fluorid zum Iodid hin stark abnimmt: Das Aluminiumfluorid ist ein typisches Salz mit hoher Gitterenergie, hohem Schmelz- und Siedepunkt, dessen Lösung den elektrischen Strom (unter Zersetzung zu Aluminium und Fluor) leitet. Das Aluminiumchlorid ist in dieser Hinsicht eine "ambivalente" Verbindung: Im Festzustand kristallisiert es in Form von Aluminium- und Chlorid-Ionen, jedoch oberhalb 183°C sublimiert es zu einem Dampf, welcher aus Al2Cl6-Molekülen besteht, und dem B2Cl6 isoster ist. Aluminiumbromid und -iodid sind auch bei Zimmertemperatur typische Molekülverbindungen mit kovalentem Charakter: Sie werden von Wasser heftig hydrolysiert und haben niedrige Schmelz- und Siedepunkte. Die Halogenide der noch weiter rechts stehenden C/Si-Elemente in der Oxidationsstufe +4 sind schließlich allesamt eher kovalente Verbindungen. Erst ab dem Zinn treten hier in der Oxidationsstufe +2 wieder "echte" Salze auf. Die Bildung von Anionen ist bei keiner anderen Gruppe des PSE so begünstigt, wie bei den Halogenen. Sie ist - neben den Edelgasen - die einheitlichste und gleichsam die am nichtmetallisch geprägteste Elementfamilie.
 

gemeinsame
Elektronen-
Konfiguration:

n s² [(n-1)d¹⁰] n p⁵
(n>1 <=7)

Leichte Homologe

Schwere Homologe

Siedepunkt des Hydrids: +19°C pK-Wert des Hydrids: 3,14 EN-Wert: 4,00

Siedepunkt des Hydrids: -35°C pK-Wert des Hydrids: -9,5 EN-Wert: 2,21

Fluor

Iod

Chlor

Astat

Brom

Ununseptium