• :00Jours
  • :00Heures
  • :00Min
  • 00Seg
Une nouvelle ère de l'apprentissage commenceS'inscrire gratuitement
Se connecter Inscription gratuite
L'appli tout-en-un pour réviser
4.8 • +11k évaluations
Plus de 3 millions de téléchargements
Télécharger
|
|

Halogène

Si tu étudies le tableau périodique groupe par groupe en cours de chimie, tu tomberas vers la fin sur le septième groupe principal. Dans le septième groupe principal se trouvent les halogènes, qui jouent un rôle important en chimie.Mais, c'est quoi un halogène ?Pour en savoir plus sur les halogènes et leurs propriétés, consulte ce résumé de cours.Ce résumé de cours est…

Content verified by subject matter experts
Free StudySmarter App with over 20 million students
Mockup Schule

Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.

Halogène

Halogène
Illustration

Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken

Jetzt kostenlos anmelden

Nie wieder prokastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Jetzt kostenlos anmelden
Illustration

Si tu étudies le tableau périodique groupe par groupe en cours de chimie, tu tomberas vers la fin sur le septième groupe principal. Dans le septième groupe principal se trouvent les halogènes, qui jouent un rôle important en chimie.

Mais, c'est quoi un halogène ?

Pour en savoir plus sur les halogènes et leurs propriétés, consulte ce résumé de cours.

  • Ce résumé de cours est une introduction aux halogènes.
  • Tout d'abord, nous verrons l'halogène dans le tableau périodique.
  • Nous examinerons les propriétés des halogènes et les tendances des propriétés.
  • Nous décrirons ensuite quelques-unes des réactions chimiques des halogènes.
  • Nous verrons comment tu peux tester la présence d'ions halogénures dans les composés.
  • Enfin, nous terminerons notre résumé de cours par les utilisations des halogènes.

Halogène : Tableau périodique

Les halogènes se composent du fluor, du chlore, du brome, de l'iode, de l'astate et de le tennesse.

Les halogènes sont un groupe d'éléments qui se trouvent dans le groupe \( 7 \) du tableau périodique.

Selon l'UICPA, le groupe \( 7 \) est le groupe des métaux de transition contenant le manganèse, le technétium, le rhénium et le bohrium. Mais lorsque la plupart des gens font référence aux groupes dans le tableau, ils omettent les métaux de transition. Par groupe \( 7 \) , on entend donc le groupe qui se trouve en deuxième position à droite dans le tableau périodique, les halogènes.

Halogène, groupe 17 groupe 7 halogènes dans le tableau périodique, StudySmarterFig.1- Groupe 7 ou groupe 17 ? Il est parfois plus facile de les appeler "les halogènes

Propriétés des halogènes

Les halogènes sont tous des non-métaux. Ils montrent de nombreuses propriétés typiques des non-métaux.

  • Ils sont de mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité ;
  • Ils forment des oxydes acides ;
  • À l'état solide, ils sont ternes et cassants. Ils se subliment facilement ;
  • Ils présentent des points de fusion et d'ébullition bas ;
  • Ils présentent des valeurs d'électronégativité élevées. En fait, le fluor est l'élément le plus électronégatif du tableau périodique ;
  • Ils forment des anions, qui sont des ions avec des charges négatives. Les quatre premiers halogènes forment généralement des anions avec une charge de \( -1 \) , ce qui signifie qu'ils ont gagné un électron ;
  • Ils forment également des molécules diatomiques.

Halogène, molécule de chlore diatomique, StudySmarterFig.2- Molécule de chlore diatomique, composée de deux atomes de chlore.

Les ions constitués d'atomes d'halogène sont appelés halogénures. Les composés ioniques constitués d'ions halogénures sont appelés sels d'halogénures.

Par exemple, le sel de chlorure de sodium est constitué d'ions sodium positifs et d'ions chlorure négatifs.

Halogène, atome de chlore et ion chlorure, StudySmarterFig.3- Un atome de chlore, à gauche, et un ion chlorure, à droite.

Tendances des propriétés

La réactivité et l'électronégativité diminuent à mesure que l'on descend dans le groupe, tandis que le rayon atomique et les points de fusion et d'ébullition augmentent. La capacité d'oxydation diminue à mesure que l'on descend dans le groupe, tandis que la capacité de réduction augmente.

Halogènes : Élément chimique

Au début de ce résumé de cours, nous avons dit que le groupe des halogènes contenait six éléments. Mais cela dépend de la personne à qui l'on s'adresse. Les quatre premiers éléments sont connus sous le nom d'halogènes stables. Il s'agit du fluor, du chlore, du brome et de l'iode. Le cinquième élément est l'astate, un élément extrêmement radioactif. Le sixième est l'élément artificiel tennesse, et tu comprends plus tard pourquoi certains ne l'incluent pas dans le groupe. Examinons maintenant les éléments individuellement, en commençant par le fluor.

Fluor

Le fluor est le plus petit et le plus léger des éléments du groupe. Il présente le numéro atomique \( 9 \) et se présente sous la forme d'un gaz jaune pâle à température ambiante.

Le fluor est l'élément le plus électronégatif du tableau périodique. Cela en fait également l'un des éléments les plus réactifs. Cela s'explique par le fait qu'il s'agit d'un très petit atome. Les halogènes ont tendance à réagir en gagnant un électron pour former un ion négatif. Tout électron entrant est fortement attiré par le noyau du fluor en raison de la petite taille de l'atome de fluor. Cela signifie que le fluor réagit facilement. En fait, le fluor forme des composés avec presque tous les autres éléments. Il peut même réagir avec le verre ! Nous le stockons dans des conteneurs spéciaux utilisant des métaux tels que le cuivre, car ils forment une couche protectrice de fluor sur leur surface.

Le nom du fluor vient du verbe latin fluo-, qui signifie "couler", ce qui reflète ses origines. À l'origine, le fluor était utilisé pour abaisser le point de fusion des métaux. Dans les années \( 1900 \) , il a été utilisé dans les réfrigérateurs sous la forme de CFC, ou chlorofluorocarbones, qui sont désormais interdits en raison de leur effet nocif sur la couche d'ozone. De nos jours, le fluor est ajouté au dentifrice et entre dans la composition du Teflon™.

Pour en savoir plus sur les CFC, consulte le résumé de cours "Destruction de la couche d'ozone".

Teflon™ est le nom de marque du composé polytétrafluoroéthylène, un polymère constitué de chaînes d'atomes de carbone et de fluor. Les liaisons \( C-C \) et \( C-F \) sont extrêmement solides, ce qui signifie que le polymère ne réagit pas avec grand-chose d'autre. Il est également extrêmement glissant, ce qui explique qu'il soit souvent utilisé dans les poêles antiadhésives. En fait, le polytétrafluoroéthylène présente le troisième coefficient de frottement le plus faible de tous les solides connus, et il est le seul matériau auquel un gecko ne peut pas adhérer !

Chlore

Le chlore présente un numéro atomique de \( 17 \) et est un gaz vert à température ambiante. Son nom vient du mot grec chloros, qui signifie "vert".

Le chlore présente une électronégativité assez élevée, derrière l'oxygène et son proche cousin le fluor. Il est également extrêmement réactif et ne se trouve jamais à l'état naturel.

Comme nous l'avons mentionné précédemment, les points de fusion et d'ébullition augmentent à mesure que l'on descend dans le groupe du tableau périodique. Cela signifie que le chlore présente des points de fusion et d'ébullition plus élevés que le fluor. Cependant, il présente une électronégativité, une réactivité et une énergie de première ionisation plus faibles.

Nous utilisons le chlore à des fins très diverses, de la fabrication des matières plastiques à la désinfection des piscines. Cependant, il ne s'agit pas seulement d'un élément pratique et utile. Il est essentiel à la vie de toutes les espèces connues. Mais l'excès d'une bonne chose peut être néfaste, et c'est exactement le cas du chlore. Le chlore gazeux est hautement toxique et a été utilisé pour la première fois comme arme pendant la Première Guerre mondiale.

Jette un coup d'œil aux réactions du chlore pour observer comment nous utilisons le chlore dans la vie de tous les jours.

Brome

L'élément suivant est le brome. Le brome est un liquide rouge foncé à température ambiante et présente un numéro atomique de \( 35 \) .

Le seul autre élément liquide à température et pression ambiantes est le mercure, qui est utilisé dans les thermomètres.

Comme le fluor et le chlore, le brome n'est pas présent librement dans la nature, mais forme d'autres composés. Ceux-ci comprennent les organobromés, qui sont couramment utilisés comme retardateurs de flammes. Plus de la moitié du brome produit chaque année dans le monde est utilisée de cette manière. Comme le chlore, le brome peut être utilisé comme désinfectant. Toutefois, le chlore est préféré en raison du coût plus élevé du brome.

Iode

L'iode est le plus lourd des halogènes stables, avec un numéro atomique de \( 53 \) . Il se présente sous la forme d'un solide gris-noir à température ambiante et fond en produisant un liquide violet. Son nom vient du grec iodes, qui signifie "violet".

Les tendances décrites plus haut dans l'objet se poursuivent lorsque l'on descend dans le tableau périodique jusqu'à l'iode. Par exemple, l'iode présente un point d'ébullition plus élevé que le fluor, le chlore et le brome, mais une électronégativité, une réactivité et une énergie de première ionisation plus faibles. Il est cependant un meilleur agent réducteur.

Astate

Nous en arrivons maintenant à l'astate. C'est là que les choses commencent à devenir un peu plus intéressantes.

L'astate présente un numéro atomique de \( 85 \) . Il s'agit de l'élément naturel le plus rare de la croûte terrestre, que l'on trouve principalement dans les résidus de la désintégration d'autres éléments. Il est très radioactif, son isotope le plus stable présent une demi-vie d'un peu plus de huit heures !

On n'a jamais réussi à isoler un échantillon d'astate pure, car elle se vaporiserait immédiatement sous l'effet de sa propre radioactivité. C'est pourquoi les scientifiques se présentent comme des devinettes sur la plupart des propriétés de l'astate. Ils prévoient qu'il suit les tendances montrées par le reste du groupe et lui attribuent donc une électronégativité et une réactivité inférieures à celles de l'iode, mais des points de fusion et d'ébullition plus élevés. Cependant, l'astate montre également des propriétés uniques. Il se situe à la frontière entre les métaux et les non-métaux, ce qui a présenté un débat sur ses caractéristiques.

Par exemple, les halogènes deviennent de plus en plus sombres au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe - le fluor est un gaz pâle tandis que l’iode est un solide gris. Certains chimistes prédisent donc que l'astate est un gris noir foncé. D'autres le considèrent plutôt comme un métal et prédisent qu'il est brillant, lustré et qu'il s'agit d'un semi-conducteur. Dans les composés, l'astate se comporte parfois un peu comme l'iode et parfois un peu comme l'argent. Pour toutes ces raisons, elle est souvent mise de côté lorsqu'on parle des halogènes.

Halogène, astate configuration électronique, StudySmarterFig.4- Configuration électronique de l'astate

Si un élément n'existe pas assez longtemps pour être observé, peut-on dire qu'il existe vraiment ? Comment pouvons-nous donner une couleur à un matériau que nous ne pouvons pas observer ?

Tennesse

Le tennesse est le dernier membre des halogènes, mais certains ne la considèrent pas du tout comme un membre à part entière. Le tennesse présente un numéro atomique de \( 117 \) et est un élément artificiel, ce qui signifie qu'elle n'est créée qu'en faisant entrer en collision deux noyaux plus petits.

Il en résulte un noyau plus lourd qui ne dure que quelques millisecondes. Une fois de plus, c'est un élément un peu difficile à comprendre !

Les chimistes prévoient que le tennesse présente un point d'ébullition plus élevé que les autres halogènes, suivant la tendance observée dans le reste du groupe, mais qu'elle ne forme pas d'anions négatifs. La plupart des gens le considèrent comme une sorte de métal post-transition plutôt que comme un véritable non-métal. C'est pourquoi on exclut souvent le tennesse du groupe \( 7 \) .

Halogène, configuration électronique du tennesse StudySmarterFig.5- Configuration électronique du tennesse

Halogène : Réaction chimique

Les halogènes participent à de multiples types de réactions, en particulier le fluor, qui est l'un des éléments les plus réactifs du tableau périodique. Rappelons que la réactivité diminue au fur et à mesure que l'on descend dans le groupe.

Les halogènes peuvent :

  • Déplacer d'autres halogènes. Un halogène plus réactif déplace un halogène moins réactif d'une solution aqueuse, ce qui signifie que l'halogène plus réactif forme des ions et que l'halogène moins réactif est produit sous sa forme élémentaire. Par exemple, le chlore déplace les ions iodure pour former des ions chlorure et un solide gris, l'iode.
  • Réagir avec l'hydrogène. Il se forme un halogénure d'hydrogène.
  • Réagir avec les métaux. Il se forme un sel d'halogénure métallique.
  • Réagir avec l'hydroxyde de sodium. Il s'agit d'un exemple de réaction de disproportionnément. Par exemple, la réaction du chlore avec l'hydroxyde de sodium produit du chlorure de sodium, du chlorate de sodium et de l'eau.
  • Réagir avec des alcanes, du benzène et d'autres molécules organiques. Par exemple, la réaction du chlore gazeux avec l'éthane dans une réaction de substitution de radicaux libres produit du chloroéthane.

Voici l'équation de la réaction de déplacement entre le chlore et les ions iodure :

$$ Cl_2 + 2I^- \rightarrow 2Cl^- + I_2 $$

Les ions halogènes peuvent également réagir avec d'autres substances. Ils peuvent

  • Réagir avec l'acide sulfurique pour former une série de produits.
  • Réagir avec une solution de nitrate d'argent pour former des sels d'argent insolubles. C'est l'une des façons de tester les halogénures, comme tu pourras l'observer ci-dessous.
  • Dans le cas des halogénures d'hydrogène, ils se dissolvent en solution pour former des acides. Le chlorure, le bromure et l'iodure d'hydrogène forment des acides forts, tandis que le fluorure d'hydrogène forme un acide faible.

Halogénures : Test

Pour tester les halogénures, nous pouvons effectuer une simple réaction en éprouvette.

  1. Dissous un composé d'halogénure dans une solution.
  2. Ajoute quelques gouttes d'acide nitrique. Celui-ci réagit avec les impuretés qui pourraient donner un résultat faussement positif.
  3. Ajoute quelques gouttes de solution de nitrate d'argent et note tes observations.
  4. Pour tester davantage ton composé, ajoute une solution d'ammoniaque. Là encore, note tes observations.

Avec un peu de chance, tu devrais obtenir les résultats suivants :

Halogène, testant les halogénures résultats, StudySmarterFig.6- Un tableau montrant les résultats du test des halogénures

Le test fonctionne parce que l'ajout de nitrate d'argent à une solution aqueuse d'ions halogénures forme un halogénure d'argent. Le chlorure, le bromure et l'iodure d'argent sont insolubles dans l'eau et partiellement solubles si l'on ajoute différentes concentrations d'ammoniaque. Cela nous permet de les différencier.

Utilisations des halogènes

Les halogènes présentent une myriade d'utilisations différentes dans la vie quotidienne. Nous en avons déjà évoqué quelques-unes ci-dessus, mais voici d'autres exemples :

  • Le fluor est un ion essentiel pour la santé animale et contribue à renforcer les dents et les os. Il est parfois ajouté à l'eau potable et on le trouve couramment dans le dentifrice. La plus grande utilisation industrielle du fluor se trouve dans l'industrie de l'énergie nucléaire, où il est utilisé pour fluorer le tétrafluorure d'uranium,
  • La majeure partie du chlore est utilisée pour fabriquer d'autres composés. Par exemple, le 1,2-dichloroéthane est utilisé pour fabriquer le plastique PVC. Mais le chlore joue également un rôle important dans la désinfection et l'assainissement.
  • Le brome est utilisé comme retardateur de flamme et dans certains plastiques.
  • Les composés d'iode sont utilisés comme catalyseurs, colorants et compléments alimentaires.

Halogène - Points Clés

  • Les halogènes constituent un groupe du tableau périodique systématiquement appelé groupe \( 17 \).
  • Il se compose du fluor, du chlore, du brome, de l'iode, de l'astate et du tennesse.
  • Les halogènes montrent généralement de nombreuses propriétés typiques des non-métaux. Ils sont de mauvais conducteurs et présentent des points de fusion et d'ébullition bas.
  • Les ions halogènes sont appelés halogénures et sont généralement des ions négatifs avec une charge de -1.
  • La réactivité et l'électronégativité diminuent au fur et à mesure que l'on essaie de descendre dans le groupe, tandis que le rayon atomique et les points de fusion et d'ébullition augmentent.
  • Le fluor est l'élément le plus électronégatif du tableau périodique.
  • Les halogènes participent à toute une série de réactions. Ils peuvent réagir avec d'autres halogènes, l'hydrogène, les métaux, l'hydroxyde de sodium et les alcanes.
  • Les halogénures peuvent réagir avec l'acide sulfurique et la solution de nitrate d'argent.
  • Tu peux tester la présence d'ions halogénures en solution en utilisant des solutions acidifiées de nitrate d'argent et d'ammoniaque.
  • Les halogènes présentent de nombreuses utilisations dans la vie quotidienne, de la désinfection à la production de polymères en passant par les colorants.

Questions fréquemment posées en Halogène

Un produit halogène est un élément qui se trouve dans le groupe 17 du tableau périodique. 

  • C'est un non-métal qui a tendance à former des anions avec une charge de -1 ; 
  • Il présente un point de fusion et d'ébullition bas, est de mauvais conducteurs et est terne et cassant.

Les halogènes sont des produits chimiques toxiques et combustibles pouvant nuire à la santé et à l'environnement.

  • Le fluor présente un effet nocif sur la couche d'ozone.
  • Le chlore gazeux est hautement toxique et a été utilisé pour la première fois comme arme pendant la Première Guerre mondiale.

Les halogènes se trouvent dans les piscines (chlore et brome), l'eau potable (chlore et fluor), le sel de table (chlore) et le dentifrice (fluor). Outre l'astate, le corps humain contient des traces d'halogènes, qui sont considérés comme essentiels pour la santé.

Évaluation finale de Halogène

Halogène Quiz - Teste dein Wissen

Question

Prévois la couleur et l'état physique de l'astate à température ambiante.

Montrer la réponse

Réponse

Brun foncé-noir, solide.

Montrer la question

Question

Nomme les cinq halogènes.

Montrer la réponse

Réponse

Fluor, chlore, brome, iode, astate.

Montrer la question

Question

Les halogènes forment des molécules _______.

Montrer la réponse

Réponse

diatomiques

Montrer la question

Question

Lesquelles des tendances suivantes augmente au fur et à mesure que l'on essaie de descendre dans le groupe 17 du tableau périodique ?

Montrer la réponse

Réponse

Point d'ébullition.


Montrer la question

Question

Lequel des halogènes suivants présente le plus grand rayon atomique ?

Montrer la réponse

Réponse

Iode

Montrer la question

Question

Lequel des halogènes suivants est le plus électronégatif ?

Montrer la réponse

Réponse

Fluor

Montrer la question

Question

L'enthalpie d'affinité du premier électron du fluor est inférieure à celle du chlore. Explique pourquoi.

Montrer la réponse

Réponse

En général, les enthalpies d'affinité électronique diminuent au fur et à mesure que l'on essaie de descendre dans le groupe. Cependant, le fluor présente une affinité électronique inférieure à celle du chlore parce qu'il s'agit d'un atome si petit et si dense, et que ses autres électrons de la sous-couche 2p repoussent l'électron entrant.

Montrer la question

Question

Lequel des halogènes suivants présente le point d'ébullition le plus élevé ?

Montrer la réponse

Réponse

Astate

Montrer la question

Question

Les halogènes sont _____ dans l'eau et ______ dans les solvants organiques.

Montrer la réponse

Réponse

Peu soluble, soluble.


Montrer la question

Question

Le fluor est relativement peu réactif. 

Montrer la réponse

Réponse

Faux

Montrer la question

Question

Comment utilise-t-on les halogènes ?

Montrer la réponse

Réponse

Comme désinfectant, dans les ampoules électriques, dans les médicaments, dans le dentifrice.

Montrer la question

Question

Qu'observe-t-on lorsque l'on mélange de l'iode et du chlorure de sodium ?


Montrer la réponse

Réponse

Aucune réaction observable.

Montrer la question

Question

La réaction entre un métal et un halogène forme ______.

Montrer la réponse

Réponse

sel.

Montrer la question

Question

Le tennesse est un élément ............. .

Montrer la réponse

Réponse

artificiel

Montrer la question

AUTRES THÈMES LIÉS Halogène
60%

des utilisateurs ne réussissent pas le test de Halogène ! Réussirez-vous le test ?

lancer le quiz

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

94% of StudySmarter users achieve better grades.

Sign up for free!

94% of StudySmarter users achieve better grades.

Sign up for free!

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

Free physique-chimie cheat sheet!

Everything you need to know on . A perfect summary so you can easily remember everything.

Access cheat sheet

Complète tes cours avec des thèmes et sous-thèmes disponibles pour chaque matière!

Inscris-toi gratuitement et commence à réviser !

StudySmarter: la seule application d’apprentissage qu’il te faut pour tout savoir.

Inscris-toi ici gratuitement
Illustration