Halogenwasserstoffe

Halogenwasserstoffe sind chemische Verbindungen, die aus den entsprechenden Halogenen mit Wasserstoff gebildet werden. Die allgemeine Summenformel lautet HX, wobei X für das Halogen steht. Ihre wässrigen Lösungen nennt man Halogenwasserstoffsäuren. Die Trivialnamen Salzsäure für Chlorwasserstoffsäure und Flusssäure für Fluorwasserstoffsäure sind jedoch wesentlich vertrauter.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Alle Halogenwasserstoffe sind unter Standardbedingungen farblose, stechend riechende Gase. Ihre Siede- und Schmelztemperaturen wachsen mit steigender Ordnungszahl des Halogens. Eine Ausnahme bildet dabei der Fluorwasserstoff, der in Folge starker intermolekularer Wechselwirkungen durch Wasserstoffbrückenbindungen von dieser Tendenz deutlich abweicht. Während Fluorwasserstoff selbst noch im gasförmigen Zustand als Hexamer auftritt, liegen alle anderen Halogenwasserstoffe monomer vor. Die Dissoziationsenthalpien der H-X-Bindung steigen, die Bindungslängen nehmen ab mit fallender Ordnungszahl.

Chemische Eigenschaften

Halogenwasserstoffe sind klassische Brønstedsäuren: Sie dissoziieren in wässriger Lösung in Halogenid-Anionen (X⁻) und Protonen; letztere liegen als hydratisierte Oxonium-Kationen (H₃O⁺) vor, werden aber meistens vereinfacht mit H⁺ bezeichnet. Die pK_s-Werte der Halogenwasserstoffe fallen mit wachsender Periode des Halogens stark ab, wobei man einen besonders starken Sprung zwischen der Chlorwasserstoff- und der Fluorwasserstoffsäure zu verzeichnen hat. Letztere ist nur noch eine schwache Säure. Die Säurestärke nimmt also mit sinkender Dissoziationsenthalpie zu, und nicht wie zu erwarten wäre, mit der steigenden Elektronegativität des Halogens. Eine weitere auffällige Tendenz ist die Zunahme der Reduktionskraft der Halogenwasserstoffe und -säuren mit steigender Ordnungszahl. Iodwasserstoff(säure) wird in der Tat auch als Reduktionsmittel eingesetzt. Mit Aminen reagieren Halogenwasserstoffe zu Hydrohalogeniden.

Überblick über wichtige Eigenschaften der Halogenwasserstoffe

Verbindung	Schmelztemperatur	Siedetemperatur	Bindungslänge	Dissoziationsenthalpie	pKs-Wert
Fluorwasserstoff	−83,4 °C	19,5 °C	0,917 Å	574 kJ/mol	3,19
Chlorwasserstoff	−114,0 °C	−85,0 °C	1,274 Å	428 kJ/mol	−6,1
Bromwasserstoff	−82,8 °C	−66,7 °C	1,414 Å	362 kJ/mol	−8,9
Iodwasserstoff	−50,8 °C	−35,4 °C	1,609 Å	294 kJ/mol	−9,3

Konkrete Halogenwasserstoffe

Detailliertere Angaben über Eigenschaften, Verwendung, Sicherheitshinweisen etc. sind – außer für das Astat-Derivat – unter den konkreten Halogenwasserstoffen bzw. -säuren zu finden:

• Fluorwasserstoff und Flusssäure (Fluorwasserstoffsäure)
• Chlorwasserstoff und Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure)
• Bromwasserstoff und Bromwasserstoffsäure
• Iodwasserstoff und Iodwasserstoffsäure

Astatwasserstoff

Astat tritt als radioaktives, zumal sehr kurzlebiges Zwischenglied von Zerfallsreihen auf und kommt in der Natur somit nur in verschwindend geringer Menge vor. Entsprechend knapp ist der Kenntnisstand um die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Astats und folglich des Astatwasserstoffs. Bekannt ist lediglich, dass die Reduktionskraft des Letzteren größer ist als die des Iodwasserstoffs, was den Gruppentrend erwartungsgemäß bestätigt.

Literatur

• Riedel, Janiak: Anorganische Chemie, 7. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 409 ff., ISBN 978-3-11-018903-2.

Halogenwasserstoffe und zugehörige Säuren

Halogenwasserstoffe: Fluorwasserstoff | Chlorwasserstoff | Bromwasserstoff | Iodwasserstoff | Astatwasserstoff

Halogenwasserstoffsäuren: Flusssäure | Salzsäure | Bromwasserstoffsäure | Iodwasserstoffsäure