ハロゲン 化 水素 沸点。 HF(フッ化水素)が弱酸の理由、分子量と沸点の関係 -ハロゲンに関連する様々な疑問にお答えしますー

【理論化学】分子結晶・HFが弱酸である理由・ハロゲン化水素の酸性度を簡単に解説!高校化学選択をしている受験生や高校生は必見!

ハロゲン 化 水素 沸点

初めの洗気びんには〔 水 〕が入っていて, Cl 2に混ざってくる水に溶解しやすい 〔 塩化水素 HCl 〕ガスを吸収させる。 次の洗気びんには〔 濃硫酸 〕が入っていて,混入する〔 水 〕を吸収する。 また,塩素は空気よりも 重いので〔 下方置換 〕で集める。 工業的には塩化ナトリウム水溶液の電気分解で得られる。 臭素やヨウ素も塩素と同様の反応で得られる。 【単体の性質】 17 族元素のハロゲンは価電子(最外殻電子)が〔 7 〕個であり,〔 1 〕価の陰イオンになりやすい。 すなわち,ハロゲンの単体は電子を受け取りやすいので,酸化力があり,〔 漂白 〕・〔 殺菌 〕作用を示す。 塩素や臭素を水に溶かした溶液を塩素水や臭素水という。 デンプン水溶液にヨウ素の溶液を加えると青色になる。 この反応は〔 ヨウ素デンプン反応 〕と呼ばれ,ヨウ素やデンプンの検出に使われる。 フッ素と塩素は〔 気 〕体でそれぞれ淡黄,黄緑,臭素は〔 液 〕体で赤褐色,ヨウ素は〔 固 〕体で黒紫である。 この順で最外殻がより内側になるので,より電子を引き付けるから。 これは, Cl 2の方が酸化力が強いためで,この逆の反応は起こらない。 同様に,次の反応が起こるかどうかを考えることができる。 また I 2は反応しない。 ヨウ化カリウム KI水溶液には, I -と結 合して I 3 -(三ヨウ化物イオン)となって溶解する。 【塩素のオキソ酸とその塩】 塩素のオキソ酸(分子中に酸素原子を含む酸)には,塩素原子の酸化数が異なるものがあり, 酸化数が小さいほど,酸化力が〔 強 〕い。 次亜塩素酸は〔 水溶液 〕中でのみ存在し,酸化力が強いので,〔 漂白 〕剤や〔 殺菌 〕剤に利用される。 湿った水酸化カルシウムに塩素を通じると,さらし粉〔 CaCl ClO ・ H 2O 〕ができる。 これを水に溶かすと,〔 CaCl 2 〕と〔 Ca ClO 2 〕の混合水溶液と同じ水溶液になる。 このことから,さらし粉はこの 2つの塩からなる複塩であることが分かる。 さらし粉から CaCl 2の成分を除いた Ca ClO 2・ 2H 2Oを主成分とするものを 〔 高度さらし粉 〕といい,消毒・殺菌剤や漂白剤として利用されている。 フッ化水素以外のハロゲン化水素は常温常圧で無色の〔 気 〕体で水に溶けやすい。 フッ化水素は常温常圧で,〔 液 〕体である。 その他,フッ化水素は他のハロゲン化水素と次のような性質に違いが見られる。 一般に,分子構造が同じような物質では,分子量の大きなものほど,〔 ファンデルワールス力 〕が大きくなるので,沸点が高くなる。 しかし,ハロゲン化水素の中でフッ化水素は,最も分子量が小さいにもかかわらず,沸点が高い。 これはフッ化水素だけが分子間で〔 水素結合 〕するためである。

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恋する化学〜好きになれば理解は早い〜

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At は人工的に 1940 年に作られた。 放射性があり,天然に極僅かしか存在しない。 それで,普通 At を除いた 4 元素についてハロゲンを論じる事が多い。 ハロゲンという言葉はギリシア語の Halo 塩 と gen 素 から造られたもので,造塩元素の意味をもつ。 それぞれの元素名の由来は,フッ素 fluorine が蛍石 fluorite ,塩素 chlorine が単体の色 ギリシア語の黄緑 chloros ,臭素 bromine が単体の臭い ギリシア語の悪臭 bromos ,ヨウ素 iodine が単体蒸気の色 ギリシア語のスミレ色 ioeides ,アスタチン astatine が放射性による不安定さ ギリシア語の不安定 astatine である。 植物の灰からは平均 0. 1 %程見出され,哺乳動物の歯に 0. 3 %含まれている。 フッ素は,フランスの H. Moissan によって初めて単体として取り出された。 彼は, 1886 年,液体フッ化水素にフッ化カリウムを溶解し,白金イリジウムの容器と電極を使って電気分解を行い,フッ素の遊離に成功した。 その後, W. Argo は, 1919 年にフッ化カリウムの溶融塩電解でこれを取り出している。 フッ素は淡黄色の気体で激しい刺激臭があり,空気よりも重い。 電気陰性度最大で,殆どの元素と室温で反応する。 水とは激しく反応し, HF と 0 2 の他 0 3 や H 2 O 2 , OF 2 等が生じる。 2 塩素 1774 年,スウェーデンの化学者シェーレ K. 現在では塩化ナトリウム水溶液の電気分解で製造されている。 塩素は天然には単体として存在しないが,化合物としては Na , K , Mg , Ca 等の金属化合物として広く多量に存在し,その種類は非常に多い。 海水は塩素の宝庫だが,岩塩には NaCl の他, CaSO 4 , CaCl 2 , MgCl 2 , KCl 等を含んでいるものが多い。 液体は淡黄色,固体は黄白色である。 3 臭素 臭素はフランスの化学者 A. Balard によって 1924 年に発見された。 塩素に比べると存在量が少なく,海水中には僅か 0. 015 %しか含まれていない。 工業的には,海水のにがり中にある臭化物を塩素で酸化して製造する。 5 % ,臭素水になる。 4 ヨウ素 ヨウ素は 1811 年にフランスの B. Courtois によって発見された。 これに iodine と命名したのは Gey—Lussac である。 ヨウ素は動物・植物・鉱物の 3 界を通じて広く分布しているが,その存在量は非常に少なく地殻の 0. 0001 %,海水には 0. 001 %含まれているに過ぎない。 海草の灰の中には 1 %程度存在している。 ヨウ素の一般的な製法は,塩素によるヨウ化物の酸化である。 固体は黒紫金属光沢,液体は赤色,気体は紫色で,昇華し易い。 1 以下である。 HF の電離度が小さいのは H - F の結合エネルギーが大きい事と, HF 分子間に水素結合が働き,会合分子 HF n n は 2 〜 6 が生じる事による。 フッ化水素やフッ化水素酸は,ガラスや陶磁器の成分である二酸化ケイ素 SiO 2 や,ケイ酸カルシウム CaSiO 3 と反応するので,ガラスに文字や目盛を刻むのに利用される。 2 塩化水素 天然には火山の噴出ガス中に存在する。 また,ヒトの胃液中にも塩酸として存在する。 かなり液化し易い気体である。 湿った空気中で発煙し,水によく溶けて塩酸となる。 アンモニアに会うと塩化アンモニウムの白煙を生じる。 市販の塩酸は,約 37 %,密度 1. そして,これより濃度が大きくても小さくても,塩酸の沸点は下がる。 この 20. 24 %以上の濃度の塩酸を濃塩酸と呼んでいる。 塩酸は代表的な強酸で,その電離度は約 1 である。 塩化水素の工業的製法では,塩素と水素を直接化合させる。 化学的性質も塩化水素によく似ている。 酸素を加えて熱すると水と臭素を生じ,オゾンとは爆発的に化合する。 また,過酸化水素により酸化されて臭素を遊離する。 液体は光によって容易に分解してヨウ素を析出する。 化学的性質は塩化水素や臭化水素と殆ど同じだが,これらに比べると最も酸化され易く,強い還元剤となる。 酸素との加熱または光の作用によって水とヨウ素を生じる。 フッ素とは極めて激しく反応してヨウ素のフッ化物を生じ,塩素とは直ちに反応して塩化水素とヨウ素になる。 臭素とも塩素と同様に反応する。 参考実験 フッ化水素の性質 【目的】 市販のフッ化水素酸を用いて,そのガラスを浸す性質を確かめる。 【準備】 フッ化水素酸,ガラス板,ろうそく,筆,鉛筆,へら,着火器具 【操作】 1 ろうそくを用いてガラス板の表面をろうで覆う 薄くてよい。 2 鉄筆またはシャープペンシルの先で,ガラス板の表面のろうをひっかくようにして,字や絵を書く。 3 筆にフッ化水素酸をつけ, 2 でつけた溝をなぞる。 2 〜 3 回操り返すとよい。 4 ヘラ等を用いて,ガラス板の表面のろうを削り落とす。 【実験上の注意】 操作 3 はドラフト内等通風のよい場所で行う。 【結果】 フッ化水素酸に触れたところはガラスが浸されるので,これを利用して字や絵が書ける。 急熱や,有機物または可燃性物質が存在すると打撃等により爆発する。 Li , Mg , Ca の塩は潮解性で, Na 塩にも少し潮解性がある。 一般に水溶性だが, K , Ag の塩は溶解度が小さい。 酸化剤になるが,次亜塩素酸よりは弱い。 酸性溶液中では強い酸化剤となる。 622V 酸性で還元剤と反応させると,爆発性の二酸化塩素 ClO 2 が発生する。 ClO 2 はリグニン等の着色物質を分解する性質があり,パルプの漂白剤に用いられる。 主な用途は,紙パルプ工業,亜塩素酸塩製造,過塩素酸塩製造,除草剤,酸化剤等である。 KClO 3 は,他の塩素酸塩に KCl を加えて複分解するか, KCl 水溶液の電解で製造される。 用途としては,マッチ,煙火,火工品の製造や医薬 うがい薬,収れん剤 等がある。 カルキ,クロル石灰等とも呼ばれ,有効塩素量 35 〜 37 %で漂白剤,殺菌剤,消毒剤等に用いられている。 さらし粉は過去大量に使用されていたが,不安定である事,沈殿物が生じ易い事等不便な点があり,近年は高度さらし粉やさらし液に置き換えられている。 高度さらし粉は,濃い石灰乳に塩素ガスを通じて析出する Ca ClO 2 をろ別したものである。 さらし液は,石灰乳に塩素ガスを通じたもので,液体として用いられる。 これらは,チオ硫酸ナトリウム,アンモニア,シアン化カリウムに,どれも錯イオンをつくって溶ける。 溶解性は AgCl > AgBr > Ag I であり, AgCl はよく溶けるが, Ag I は殆ど溶けない。 70 1. 05 1. 55 1. 93 2. 4 3. 6 5. 31 0. 53 0. 97 1. 35 1. 80 2. 93 4. 77 7. 67 0. 80 0. 97 1. 07 1. 17 1. 40 1. 64 1. 92 2. 56 3. 23 本サイトに掲載された記事や画像の無断転載を禁じます。 Copyright C 2009 SHINKOSHUPPANSHA KEIRINKAN CO. ,LTD. All rights reserved.

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高等学校化学I/非金属元素の単体と化合物/ハロゲン

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水素化物の分類 [ ] 水素化物は分子状化合物、塩類似水素化物 saline hydride および金属類似水素化物 metallic hydride またはその中間の水素化物に分類される。 との水素化物は塩類似水素化物である。 遷移金属元素では、、、、、、、、、、の各水素化物が金属類似水素化物であることが分かっている。 第13族から第17族元素の水素化物は、、を抜いて分子状化合物である。 また、、、、、はどちらでもない中間的な化合物である。 分子状水素化物 [ ] 分子状水素化物は共有結合性水素化物とも呼ばれる。 分子状水素化物の中には、水素原子がほぼ電気的中性であるものもあれば、陽性・陰性に傾いているものもある。 水素原子がほぼ電気的中性の場合、その水素化物分子にはたらく分子間力はのみとなるため、低沸点の化合物となる。 水素原子が正電荷を帯びた水素化物の場合には、それゆえ生じた双極子に起因する分子間力(プロトン性架橋)が生じるため、高い沸点と融点をもつ。 塩類似水素化物 [ ] 塩類似水素化物はイオン性水素化物とも呼ばれる。 反応性の高い白色固体であり、金属陽イオンと水素化物イオン(H -)から成る。 金属類似水素化物 [ ] 特定の遷移金属は金属類似水素化物を形成する。 金属類似水素化物は、高圧下で金属と水素を加熱することによって合成できるものが多い。 金属類似水素化物の中には、水素を効率的に貯蔵し、加熱することによって再度水素ガスとして取り出せるような性質を持つものがあり()、水素自動車への応用が期待されている。 典型元素の水素化物 [ ] おもな元素水素化物を示す。 化学式 IUPAC組織名 慣用名 元素群 物性 BH 3 borane Boron hydride として存在。 ジボラン以外にも各種のボランがある。 比重 0. 555 の無色の気体。 CAS登録番号 74-82-8。 記事 に詳しい。 比重 0. 597。 無色の気体。 CAS登録番号 7884-41-7。 記事 に詳しい。 0 の無色の液体。 CAS登録番号7732-18-5。 記事 に詳しい。 比重 0. 無色の液体または気体。 無色の気体。 CAS登録番号 7803-51-2。 無色の気体。 無色の気体。 水溶液は。 無色の気体。 CAS登録番号 7784-42-1。 0、無色の気体。 のような芳香をもち、がある。 無色の気体。 記事 に詳しい。 無色の気体。 TlH 3 thallium trihydride PbH 4 plumbane lead hydride BiH 3 ビスムタン bismuthane bismuthine 、 水素化ビスマス bithmuth hydride 出典: by ACD Lab. Inc. 他 金属の水素化物 [ ] 主な金属の水素化物を示す。 :( LiH)• :(BeH 2)• :(NaH)• :(MgH 2)• : KH• :(CaH 2)• :(RbH)• :(SrH 2) 性質 [ ] 典型元素の水素化合物 [ ] の水素化物は、のに特有の性質を示す(詳細は下に示す各元素族水素化物の項に詳しい)。 - 1H, , , , , ,• - , , , , ,• - , , , ,• - , , , ,• - , , , ,• - , , , ,• 金属の水素化物は水と容易に反応して水素を発生する。 これらは水素化物イオンを持たないため、水素化物とは呼ばない。 との水素化合物はと呼ばれ、が弱酸である他は全て強酸である。 また、との水素化合物はであり中に多くの種類が産出する。 エネルギー源としての水素化物 [ ] に入りから石油へとエネルギー構造転換が起こった結果、水素化物であるが人類のエネルギー消費の大半を担うようになった。 である石油資源の枯渇は当初より問題視されていたが、の今日においても、炭化水素がエネルギーシステムにおける役割には依然として非常に大きいものがある。 実際以降より炭化水素の代替となるエネルギーシステムが種々研究開発されてきたがいまだ決定的なものは見出されていない。 などエネルギーシステムの一部では、、などの代替エネルギーの利用が進んではいるが、輸送など広く利用され経済性とポータビリティの両立が必要なエネルギーシステムにおいては、炭化水素の代替となるエネルギーシステムはいまだ見出されていない。 一部では、次世代のエネルギーシステムとしてが脚光を浴びている。 水素であればのエネルギー源としても利用可能であるし、の様に電力を発生させることも可能である。 また、原子力、太陽光、風力のような巨大な発生装置と固定化されたエネルギー配給システムに依存しなくても良いという長所を持つため、水素エネルギーシステムは経済性やポータビリティーの面で次世代のエネルギーシステムの有力候補と考えられている。 しかしながら、現在の技術においてはポータビリティの面で水素は炭化水素を凌ぐものとはみなされていない。 ポータビリティを満足するには、体積エネルギー密度、重量エネルギー密度の両方を満たす必要がある。 水素の重量エネルギー密度そこガソリンの三倍程度であるが、体積エネルギー密度では炭化水素に及ばないため、貯蔵に大きな体積を必要とする。 現在の技術レベルで最もエネルギー密度が大きくなるであっても、ガスや石油などの炭化水素のエネルギー密度に比べて4分の1程度でしかない。 固体水素も存在が、必要な・が極端に過ぎる為、現在の技術では製造も保管も困難である。 したがって、現在考えられている経済的に引き合う水素エネルギーシステムは、水素をエネルギー媒体とするのではなく、メタンから合成されるなど炭化水素を基盤として利用することが検討されている。 しかしそのようなエネルギーシステムでは炭化水素エネルギーシステムと同義であることから、金属水素化物など水素源となりうる新規の水素化物が検討されている。 脚注 [ ] [].

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