Drei Rg werden mit etwa 5 ml Bromwasser gefüllt und mit je einer Spatelspitze Magnesium-, Zink- bzw. Aluminiumpulver vermischt. Schüttle kräftig durch und verfolge die Farbänderung.
Magnesium- und Iodpulver werden vermischt, zu einem flachen Kegel aufgehäuft und ein paar Tropfen Wasser dazugebracht.In der VII. Hauptgruppe des PSE stehen die Elemente Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat. Wie Chlor bilden sie mit Metallen Salze; sie werden deshalb auch »Salzbildner« oder Halogene genannt. Bromwasser ist eine Lösung von braungelbem Brom in Wasser. Wird es mit Metallen geschüttelt, so verschwindet die Gelbfärbung, weil sich Brom mit Metallen verbindet.
| Oxidation: | Mg |  |
Mg2+ + 2e– | |
 |
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| Reduktion: | Br2 | + 2e– | |
2Br– |
| Redoxreaktion: | Mg | + Br2 | |
Mg2+ + 2Br– + 518,30 kJ |
| Magnesiumbromid (MgBr2) | ||||
Halogene: Fluor, Chlor, Brom, IodBestreben der Halogenatome, Elektronden aufzunehmen, sinkt mit steigndem Atomradius.
Das entstandene Magnesiumbromid ist wasserlöslich, so dass nach dieser Reaktion farblose Magnesiumionen und farblose Bromidionen in Wasser vorliegen.
Die heftige Reaktion zwischen Magnesium und Iod beruht ebenfalls auf einer Salzbildung.
| Redoxreaktion: | Mg + | I2 | |
Mg2+ + 2I– + 360,34 kJ |
| Magnesium | Iod | Magnesiumjodid (MgI2) |
Bei der Bildung von Magnesiumchlorid werden 642,74 kJ frei. Vergleicht man die bei der Bildung von MgCl2, MgBr2 und MgI2 freigewordene Wärme, so ist festzustellen, dass die Reaktionsfähigkeit der Halogene mit steigender Atommasse fällt (vgl. Tabelle 23).
| Halogene | Atom- masse (u) |
Atom- radius (nm) |
Aggregat- zustand bei 20°C |
Farbe | Löslichkeit in Wasser |
Allgemeine Reaktions- fähigkeit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlor | 35,5 | 0,09 | gasförmig | gelbgrün |  |
|
| Brom | 79,9 | 0,11 | flüssig | rotbraun | ||
| Iod | 126,9 | 0,13 | fest | grauschwarz |
Formuliere die Umsetzung von Zink und Aluminium in Bromwasser. Anleitung: Zink ist 2-wertig, Aluminium 3-wertig.
Lösungen von Kaliumchlorid, Kaliumbromid und Kaliumjodid (Halogene liegen hier als Ionen vor!) werden mit einigen Tropfen Chloroform versetzt und dann mit Chlorwasser bzw. Bromwasser (Halogene liegen hier elementar vor!) kräftig geschüttelt.
Formuliere in Teilgleichungen die Redoxreaktion zwischen Chloratomen und BromidionenWie Versuch zeigt, ist Chlor und Brom in der Lage, aus Jodidionen elementares Iod zu bilden, das sich dann mit roter Farbe in Chloroform auflöst. Offensichtlich haben Chlor bzw. Brom dem Iod ein Elektron der Außenschale entrissen, wodurch das Jodidion zum Jodatom, das Chloratom bzw. das Bromatom aber zum Chloridion bzw. Bromidion wurde.
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+ |  – |
|
 – |
+ | |
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| Chloratom | Jodidion | Chloridion | Jodatom | ||||||
entsprechend:
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+ | – |
|
 – |
+ | |
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| Bromatom | Jodidion | Bromidion | Jodatom | ||||||
Versuch zeigt weiter, dass Chloratome aus Bromidionen elementares Brom bilden können, andererseits vermag Brom aus Chloridionen kein elementares Chlor freizusetzen.
Die Elektronenformeln zeigen, dass Chlor und Brom Elektronen aufnehmen, die Jodidionen Elektronen an andere Halogenatome abgeben. Nach unserem Verständnis des Redoxvorganges wird also das Jodidion durch Chlor bzw. Brom oxidiert (e-Abgabe), das Chloratom bzw. das Bromatom dabei reduziert (e-Aufnahme).
Entsprechend lassen sich die Reaktionen als Redoxgleichungen formulieren:
| Oxidation: | I | |
I + e– | |
| Reduktion: | Cl | + e– | |
Cl– |
| Redoxreaktion: | I | + Cl | |
I + Cl– |
| Oxidation: | I | |
I + e– | |
| Reduktion: | Br | + e– | |
Br– |
| Redoxreaktion: | I | + Br | |
I + Br– |
Der Atombau läßt dieses Verhalten verstehen. Alle Halogene haben in ihrer Außenschale 7 Elektronen. Wie in jeder Hauptgruppe des PSE nimmt der Atom- bzw. Ionenradius der Elemente mit steigender Atommasse zu (Tabelle 23). Die Folge ist, dass die Anziehung der positiven Kernladung auf die äußerste Elektronenschale mit steigender Masse der Atome schwächer wird. Ein Bromatom zieht deshalb Elektronen stärker an als ein Jodatom, aber schwächer als das Chloratom.
Das Oxidationsvermögen der Halogene sinkt mit der Atommasse.Ähnlichkeit der Eigenschaften steht mit der Ähnlichkeit im Atombau in unmittelbarer Beziehung.
Die weitgehende Ähnlichkeit im chemischen Verhalten bei den Halogenen beruht auf der Übereinstimmung dieser Elemente im Bau der äußersten Elektronenschale. Die Abnahme der allgemeinen Reaktionsfähigkeit mit steigender Atommasse ( = Zunahme des Atomradius) ist damit zu deuten, dass die Anziehung von Elektronen durch den Atomkern um so schwächer wird, je weiter die äußerste Schale vom Kern entfernt ist.
