永野裕之のBlog

永野数学塾塾長、永野裕之のBlogです。

語呂合わせと徹底理解で攻略する高校無機化学(17族ハロゲン篇)

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 『語呂合わせ徹底理解で攻略する高校無機化学』、初日の今日は17族ハロゲン篇です。

※本記事は、『永野数学塾塾長日記』に掲載していたものを再編集したものです。

ハロゲン(17族)

ハロゲンというのは下記の元素周期表において右から2 列目(17 族)の

F(フッ素)、Cl(塩素)、Br(臭素)、I(ヨウ素At(アスタチン

のことですが最後のAt(アスタチン)は知らなくても大丈夫です。

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次の表にハロゲン単体の性質をまとめておきます。特に赤字になっているところがテストに出題されるので、要注意です!    

ハロゲン単体の性質

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ハロゲン単体はがよく聞かれます。基本的に周期表の下にいくほど濃い色になりますが、フッ素と塩素は有色の気体としても有名です。高校数学でおさえておきたい有色の気体は他に、二酸化窒素(NO2:赤褐色)オゾン(O3:淡青色)がありますが、まとめて語呂合わせで覚えてしまいましょう。

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※1 塩素は水に一部反応して
  \rm Cl_2 + H_2O \longrightarrow HCl + HClO となる。
  \rm HClO(次亜塩素酸)の酸化力が強いので、漂白・殺菌作用がある。 

※2 ヨウ素\rm H_2Oには溶けないが、次の反応によりヨウ化カリウム水溶液には溶けて、褐色のヨウ化カリウム水溶液(ヨウ素溶液)になる。
  \rm I_2 + I^- \longrightarrow I_3{}^-

※3 昇華をする物質としては、ヨウ素ドライアイス\rm CO_2ナフタレンを押さえておきたい。

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ハロゲンの酸化力(反応性)

ハロゲンは周期表の上にあるものほど反応性が激しくなります。一般に周期表の右上にいくほど電気陰性度(電子を引きつける力)は強くなりますが、電子を引きつける力が強いということは、それだけ酸化力が強いということです。

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ハロゲン化水素

次はハロゲンと水素の化合物、すなわちハロゲン化水素です。ここで電気陰性度が極端に強いフッ素だけは仲間はずれになっていることに注意です。 

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※ フッ素は電気陰性度が大変高いために陰性が強く、陽イオンであるHを強く引きつける。これにより分子間に水素結合が働き、弱酸になったり沸点が高くなったりする。またガラスの主成分はSiO2である。    

 

ハロゲン化銀

ハロゲンと銀の化合物(ハロゲン化銀)についても見ておきましょう。

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ハロゲン化銀は、水やアンモニア水やチオ硫酸ナトリウム水溶液への溶解性も重要です。 表にまとめておきましょう。

《ハロゲン化銀の溶解性》

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※1 周期表の下にいくほどAg との電気陰性度の差が小さくなり、共有結合性が増すので溶け難い。

※2 チオ硫酸ナトリウムには錯イオン [Ag(S2O3)2]3 を作り可溶。

※3 AgCl はアンモニア水を過剰に加えると溶ける。 ↓ はハロゲン化銀の沈殿実験。

 

 

フッ素の特異性

とにかく、フッ素はハロゲンの中で特殊なので、特異性をまとめておきます。

  • HF沸点が異常に高い(分子間に水素結合を生じるから)。
  • HFの水溶液は弱酸。他のハロゲン化水素の水溶液は強酸。
  • HFガラス(SiO2)を侵す
  • CaF2水に溶けない。他のハロゲンのカルシウム塩は溶ける。
  • AgF水に溶ける。他のハロゲン化銀は水に溶けない。

 

塩素の製法

ハロゲンの製法の内、特によく出題されるのが塩素の製法です。 塩素の製法には2つあります。

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↑ 洗気瓶の順序は超頻出問題です。また、反応式はしっかりと作れるようにしましょう。  

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塩化物イオンによる沈殿

最後に水に不溶の塩化物を確認しておきましょう。 語呂合わせで覚えちゃって下さい(^_-)-☆

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練習問題

さあ、それではここまでのことを踏まえて問題をやってみましょう。

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 解答は⇒こちら

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 解答はこちら

 

以上です!お疲れ様でした!! またお会いしましょう(^_-)-☆