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Halogene

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Halogene

Nimmst du gerade im Chemieunterricht das Periodensystem durch, aber verstehst noch nicht genau was Halogene eigentlich sein sollen? Dann ist dieser Artikel das Richtige für dich. Besonders die ersten vier Elemente der Halogene spielen eine wichtige Rolle in der Chemie, deshalb erklären wir dir, was Halogene sind, welche Eigenschaften sie besitzen, wie du sie nachweisen und wo du sie überall finden kannst. Am Ende findest du noch eine kurze Zusammenfassung über die wichtigsten Inhalte des Kapitels. Das Thema gehört erweitert zum Unterthema Periodensystem.

Was sind Halogene?

Halogene sind die Elemente der 7. Hauptgruppe des Periodensystems. Zu der Gruppe der Halogene gehören Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Iod (I), sowie Astat (As). Wenn Halogene mit Metallen reagieren bilden sich Salze, was ihnen auch den Namen Halogene (griechisch: "Salzbildner") einbrachte.

Die Halogene gehören allesamt zu den Nichtmetallen.

Quelle: Gerd Altmann via Pixabay (edited)

Die Eigenschaften von Halogenen

Halogene sind sehr reaktionsfreudige Elemente, da sie bereits sieben Außenelektronen besitzen. Damit fehlt ihnen nur ein Valenzelektron um die Valenzschale voll zu besetzen und damit einen stabilen Zustand, also eine Edelgaskonfiguration zu erreichen.

Die Halogene sind aus diesem Grund auch sehr instabil, weshalb sie in der Natur nur in Verbindungen vorkommen. Sie treten meist in Form von zweiatomigen Molekülen auf, z.B. F2 und Cl2.

Dazu habt ihr von eurem Chemielehrer bestimmt schon einmal den Merksatz ‚HONClBrIF – der Brief vom Onkel‘ vorgeschlagen bekommen, um euch die betreffenden Elemente besser einprägen zu können.

Von Fluor zu Iod ändern sich die Eigenschaften der Halogene:

  • Die Wasserlöslichkeit und die Reaktionsfähigkeit nehmen mit steigender Ordnungszahl ab.
  • Die Dichte, der Schmelz- und der Siedepunkt nehmen dagegen zu.
  • Im Normalzustand sind Fluor und Chlor somit gasförmig, Brom ist flüssig und Iod ist ein Feststoff.
  • Auch die Farbigkeit der Halogene nimmt von Fluor zu Iod hin zu.

Eigenschaften, Verwendung und Vorkommen von Halogenen

Fluor

  • Schwach gelbgrün, gasförmig und sehr giftig
  • Das Halogen Fluor ist das elektronegativste und damit reaktionsfreudigste Element.
  • Es wird zur Herstellung von fluorhaltigen Verbindungen eingesetzt, z.B. Antihaftbeschichtung von Pfannen u. a. Teflon.
  • Natürlich lässt sich Fluor in Flussspat (CaF2) und Kryolith oder als Fluorapatit in Knochen und im Zahnschmelz finden.

Chlor

  • Grünliche Farbe, ebenfalls gasförmig und giftig
  • Das Halogen Chlor wird zur Synthese organischer Produkte eingesetzt. Wichtige anorganische Verbindungen mit Chlor sind außerdem z.B. Salzsäure und Chloride. Es wird außerdem als Bleich- und Desinfektionsmittel eingesetzt.
  • In der Natur findet man Chlor in Kochsalz (NaCl) und vielen anderen Salzen, vor allem aber im Meerwasser.

Brom

  • Braune Farbe, flüssig und ätzend
  • Die hauptsächliche Nutzung von Brom bezieht sich auf Bleich- und Desinfektionsmittel, aber auch als Unkraut- und Insektenvernichtungsmittel.
  • Natürlich lässt sich Brom häufig gemeinsam mit Chloriden im Meerwasser und Salzen finden.

Iod

  • Grauschwarz und fest
  • Es wird zur Herstellung von Arzneimitteln und Desinfektionsmitteln eingesetzt. Zudem ist Iod auch in Halogenlampen zu finden.
  • Das Halogen Iod findet man in natürlicher Form als Iodide vor allem bei den Meereslebewesen, insbesondere bei Algen oder in der Schilddrüse des menschlichen Körpers.

Astat

  • Radioaktiv, fest und sehr instabil
  • Da Astat sehr schnell zerfällt gibt es kaum Untersuchungen dazu
  • Es entsteht durch den Zerfall radioaktiver Elemente und ist nur in Spuren zu finden

Halogene 'in a nutshell'

Fluor

Chlor

Brom

Iod

Astat

Kürzel

F

Cl

Br

I

As

Farbe

schwach gelbgrün

grünlich

braun

grauschwarz

radioaktiv, daher keine zuordnungsbare Farbe

Aggregatzustand

gasförmig

gasförmig

flüssig

fest

fest + sehr instabil

Die Gewinnung von Halogenen

Besonders häufig werden die Halogene durch eine Elektrolyse aus Natriumsalzen gewonnen. Fluor wird aufgrund seines großen Redox-Potentials hauptsächlich durch elektrochemische Vorgänge hergestellt. Bei der Elektrolyse von Fluor verwendet man Fluorwasserstoff und Kaliumfluorid:

Zur Gewinnung von Chlor wird häufig die Chloralkali-Elektrolyse eingesetzt. Dabei geschieht eine Oxidation einer Natriumchlorid-Lösung (NaCl) zu Wasser und Chlorgas:

Die anderen Halogene lassen sich zusätzlich auch durch chemische Vorgänge herstellen. Eine Möglichkeit ist die Gewinnung von Brom und Iod durch Chlorgas (Cl) aus Bromid- und Iodid-Lösungen:

Der Halogennachweis

Wenn du herausfinden möchtest, welche Halogene in einem Salz vorhanden sind, kannst du einen Halogennachweis durchführen.

Die bekannteste Methode ist die Beilsteinprobe. Dabei wird ein Kupferdraht am Ende zu einer Öse geformt. Wenn er nun in eine Flamme gehalten wird, kann eine grünliche Färbung entstehen. Das bedeutet, dass halogenhaltige Verbindungen vorhanden sind.

Neben der Beilsteinprobe, kann auch eine Silbernitratprobe angewendet werden. Dabei kannst du auch herausfinden, um welche Art von Halogen es sich handelt.

Bei der Silbernitratprobe werden die Salze in Wasser aufgelöst und Salpetersäure hinzugefügt. Bei Zugabe von Silbernitratlösung wird sich die Mischung schließlich weiß färben, da sich die Lösung mit den Ionen verbindet. Dabei entstehen Silbersalze. Je nachdem wie stark dieser Vorgang abläuft kann man die Konzentration der Halogenverbindungen abschätzen. Die Färbung gibt dagegen vor, um welche Art von Halogen es sich handelt:

  • Weiß bedeutet Chlorid (AgCl)
  • Hellgelb bedeutete Bromid (AgBr)
  • Gelber Niederschlag bedeutet Iodid (AgI)

Halogene – Das Wichtigste auf einen Blick

  • Halogene sind die Elemente der 7. Hauptgruppe.
  • Sie gehören zu den Nichtmetallen.
  • Halogene besitzen sieben Außenelektronen und sind daher sehr reaktionsfreudig.
  • Sie treten in der Natur immer als zweiatomige Moleküle auf, z.B. F2 und Cl2.
  • Die Gewinnung der Halogene geschieht durch Elektrolyse oder durch die Zugabe von Oxidationsmitteln.
  • Wenn du Halogene nachweisen willst, kannst du dies durch die Beilsteinprobe oder durch die Silbernitratprobe erreichen.
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