HALOGÊNIOS - GRUPO 17HALOGÊNIOS - GRUPO 17

“GERADORES DE SAIS”

FLÚOR, CLORO, BROMO, IODO, ASTATO

ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA NOX

FLÚORCLOROBROMOIODOASTATÍNIO

F9Cl17Br35I53At85

He2Ne10Ar18Kr36Xe54

2s2 2p5

3s2 3p5

3d104s24p5

4d105s25p5

4f145d106s26p5

-1-1,1,3,5,7,6-1,1,3,4,5,6

1- OCORRÊNCIA DOS ELEMENTOSOCORRÊNCIA DOS ELEMENTOS

9F CaF2 (Fluorita), Na3AlF3 (Criolita), [3(Ca(PO4)2.CaF2] (fluorapatita)

17Cl

35Br

85At

53I

NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 (água do mar e salgemas)

NaBr, KBr (água do mar e salgemas)

NaIO3, iodetos alcalinos

Produto da série radioativa

2- CARACTERÍSTICAS DO GRUPO2- CARACTERÍSTICAS DO GRUPO

Configuração eletrônica na camada de valência

ns2np5

•Adquirir um elétron

•Compartilhar par de elétrons

• compostos covalentes (HCl, IF3, F2)

•íon x-1

•Compostos iônicos

COVALÊNCIACOVALÊNCIA

•Flúor sempre monovalente, NOX = -1

•Cloro•Bromo

•Iodo

Podem atingir valências mais elevadas

Quais são essas valências?

Porque?

•Cloro•Bromo•Iodo

•Monovalentes•Trivalentes

•Pentavalentes

•Heptavalentes

Nox:-1, +1, +3, +5, +7

EXEMPLOS: ClF, BrF3, IF5, IF7, ClO3-, BrO3

-

Todos formam moléculas diatômicas

Cl2, Br2, I2

Nesse sentido ocorre a diminuição da energia de ligação

E quanto a molécula F2?

•O F2 apresenta uma energia de ligação inferior a do Cl2 e a do Br2. Isto se deve a repulsão entre os pares de elétrons nãoligantes.

Cl2, Br2, F2, I2

F F

•Pequena distância internuclear•Maior repulsão entre os pares de e- não ligantes

•Baixa energia de ligação da molécula F2

•Explica a alta reatividade do flúor

Poder oxidante

F2, Cl2, Br2, I2

•Diminui com o aumento do número atômico•Exemplos:Cl2 (aq) + 2Br -

(aq) 2 Cl- (aq) + Br2 (aq)

•A obtenção do bromo está baseada na oxidação do íon Br - (água do mar) a Br2 pela ação do cloro.

•Halogênio de baixo número atômico oxidará íon haleto de número atômico maior.

3- Reatividade dos Halogênios3- Reatividade dos Halogênios

F2 Cl 2 Br2 I2

Neste sentido diminui a reatividadequímica

Flúor

•Muito reativo

•Reage com todos os outroselemento, exceto: He, Ne e Ar

•Cu, Mg, Al, Ni, Fe, forma película passivadora

• O F2 ataca o vidro e o quartzo (desloca o oxigênio)

Cloro

•Menos reativo que o flúor

•Reage facilmente com metais dos grupos 1 e 2 e com o alumínio

•C, O, N, a reação é difícil

Bromo e Iodo •Comportamento químico semelhante ao do cloro, porém menos reativo

4- Obtenção dos Elementos4- Obtenção dos Elementos

Flúor•Obtenção é difícil porque é muito reativo

•CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HFKF + HF K[HF2]

HF + K[HF2] eletrólise

1/2 H2 +1/2 F2

CUIDADOS ESPECIAIS:

•O HF é tóxico e ataca o vidro

•O HF é mau condutor de eletricidade, adiciona-se ao meio de eletrólise hidrogenodifluoreto de potássio

KHF2

•O meio deve ser anidro, é feito a destilação do meio

•Os produtos da eletrólise, H2 e F2, devem ser mantidos separados

APLICAÇÕES

•Preparação do AlF3 e Na3[AlF6]

•Preparação do UF6(g) para separação dos isótopos de urânio através do processo de difusão gasosa

•Preparação de fluoropolímeros PTFE (Teflon)

•Fabricação do SF6 (dielétrico)

•Obtenção de agentes de fluoretação: ClF3, BrF3, IF5, SbF5

CLORO

•Pode ser obtido através de dois métodos principais:

Eletrólise de solução aquosa de NaCl (água do mar)

NaCl + H2O eletrólise NaOH + 1/2 H2 + 1/2 Cl2

Eletrólise do NaCl fundido

NaCl eletrólise Na + 1/2 Cl2

EM LABORATÓRIO:

4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O

APLICAÇÕES

•Compostos organocloradosMeCl; EtCl; 1,2dicloroetano; Cloreto de vinila

•Alvejante

•Compostos Inorgânicos Ex: NaOCl, ClO2, NaClO3

BROMO

•Obtido a partir da água do mar e lagos salgados

Cl2 + 2Br - 2Cl - + Br2

•Baseia-se na oxidação do íon Br - a Br2 pela ação do Cl2 em solução aquosa

APLICAÇÕES

• Preparação de compostos orgânicos bromadosEx: 1,2-dibromoetano, MeBr, EtBr, dibromocloropropano

•Fabricação de tecidos resistentes à chama tris(dibromopropil)fosfato : (Br2C3H5O)3PO

•Fabricação de emulsões fotográficas (AgBr)

•Fabricação do KBr, usado como anti-convulsivo na epilepsia

IODO

•Pode ser obtido apartir do iodato de sódio (NaIO3) que existe como impureza no salitre do chile, nitrato de sódio (NaNO3).

2IO3- + 5HSO3

- I2 + 3HSO4- + 2SO4

-2 + H2O

•Oxidação do íon I- pela ação do Cl2

2I- + Cl2 2Cl- + I2

Salmouras

APLICAÇÕES

•Preparação de compostos orgânicos iodados Ex: CH3I, CHI3

•Preparação de compostos químicos inorgânicos EX: NaI, AgI, KI

•Pigmento para tinta

•Iodo radioativo para quimioterapia

ASTATO

•Não ocorre na natureza

•Cerca de vinte isótopos foram obtidos artificialmente

•Semelhante ao iodo

5-PRINCIPAIS COMPOSTOS5-PRINCIPAIS COMPOSTOS

5.1- HALETOS DE HIDROGÊNIO

A) HF FLUORETO DE HIDROGÊNIO

HFHF HClHCl HBrHBr HIHI

OBTENÇÃO

1) CaF2 H2SO4 + +CaSO4 2 HF

2) KHF2 KF + HF

PROPRIEDADESPROPRIEDADES

O HF é muito tóxico

Deve ser manuseadoem capela

A molécula H-F é fortemente polarizada

Interações por PONTES DE HIDROGÊNIO

Formação de “agregados” de moléculas

HF .....HF DIMERO, (HF)2 na temperaturaambiente

EM SOLUÇÃO AQUOSA

Ácido fluorídrico

HF H2O H3O+ F-+ + = 10%

É UM ÁCIDO FRACO

Como trata-se de um ácido fraco, as reações com osmetais, bases são menos importantes do que para osdemais hidretos do grupo.

O HF ataca a sílica e silicatos, é o único ácidocapaz de ataca-los.

SiO2 + 4HF SiF4 + 2 H2O

Único sal de silício maisestável que a sílica

Na2SiO3 + 6HF SiF4 + 2NaF + 3H2O

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

Fabricação de clorofluorcarbonetos ( FREONS)Fluídos refrigerantesPropelentes de aerossóis

Fabricação AlF3 (criolita sintética) empregadana obtenção eletrolítica do alumínio

Processamento do urânio

Gravação de vidros, limpar aço e fabricar fluoretos

B) CLORETO DE HIDROGÊNIOHCl

OBTENÇÃOOBTENÇÃO

1) Reação Direta

H2 + Cl2 2HCl

EOcorre com absorção

de luz ou calor

Utiliza os subprodutos da preparação dasoda cáustica

O mecanismo envolvido é o dos radicais livres

2) Método do “Salt Cake”

Um método apropriado para o laboratório,antigamente era usado na indústria

NaCl + H2SO4NaHSO4 + HCl

INSOLÚVEL

NaCl + NaHSO4 Na2SO4 + HCl

excesso Vendido como subprodutopara fabricação de papel evidro

No Lab usa-se NH4Cl

3) Pode-se obter HCl impuro, como um subproduto,a partir da industria orgânica .

CH2 CH2

Cl Cl

CH2 CH

Cl

+ HCl

Exemplo:

1,2-dicloroetano cloreto de vinila

Atualmente é a maior fonte de HCl

PROPRIEDADESPROPRIEDADES

1)É solúvel em água Ácido clorídrico

HCl + H2O H3O++ Cl- = 92%

É um ácido forte

Comércio: “Ácido muriático” (24%)

2) Sendo um ácido forte reage facilmente com metais, bases, óxidos metálicos e sais de ácidos fracos (carbonatos, sulfitos e sulfetos) formando cloretos metálicos.

3) Solução concentrada de HCl e HNO3, ÁGUA RÉGIA, ataca Au e Pt.

HCl HNO3 Au AuCl3 NO H2O+ + + 2+3

H[AuCl4]

HCl (excesso)

ácido cloro aurico

HCl HNO3 Pt PtCl4 NO H2O12 4 3 3 4 8+ + + +

APLICAÇÕES

É um ácido forte, barato, estável, com sais geralmente solúveis, e portanto, depois doH2SO4, é o ácido mais importante.

Obtenção da glicose

Amido + H2O GlicoseHCl

Obtenção de cloretos metálicos

Limpeza de metais antes da solda ou galvanização

C) Brometo de hidrogênio HBr

Iodeto de hidrogênio HI

OBTENÇÃOOBTENÇÃO

1) Reação Direta

H2 + Br2 2HBr

H2 + I2 2HI

2) Reação de brometos e iodetos alcalinos com o ácido fosfórico

KBr + H3PO4 KH2PO4 + HBr

KI+ H3PO4 KH2PO4 + HI

Ácido não oxidante

3) Hidrólise de brometo e iodeto de fósforo

PBr3 + 3H2O H3PO3 + 3HBr

PI3 + 3H2O H3PO3 + 3HI

4) Reação do Br2 ou do I2 com SO2 ou H2S

X2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HX

X = Br ou IX2 + H2S S + HX

PROPRIEDADESPROPRIEDADES

1) Em água Ácido BromídricoÁcido Iodídrico

HBr + H2O H3O+ + Br- = 93%

= 95%HI + H2O H3O+ + I-

Ácidos fortes

2) Reagem com metais, bases, óxidos metálicos e sais de ácidos fracos formando brometos ou iodetos metálicos

3) Podem ser oxidados por H2O2, O2 e Cl2

2HX + H2O2 X2 + 2H2O

2HX +1/2 O2 X2 + H2O

2HX +Cl2 X2 + 2HCl

Agente redutor

X=Br ou I

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

Não são tão utilizados como o HCl. Sãoutilizados principalmente para preparaçãodo AgBr e AgI nas películas sensíveis dosfilmes.