Gruppe 17 – die Salzbildner, denen ein Elektron zur Zufriedenheit fehlt
Fluor, Chlor, Brom, Iod und Astat benötigen genau ein weiteres Elektron, um ihre Außenschale zu vervollständigen, und sie nehmen es sich von fast allem. Dieser zielstrebige Appetit macht sie zu den reaktivsten Nichtmetallen in der Tabelle – und ist der Grund, warum Ihr Wasser sicher trinkbar ist.
Im Periodensystem hervorgehoben
Jedes Mitglied
Was sie definiert
Ein Elektron fehlt bis zur Elektronenkonfiguration eines Edelgases, daher bilden sie mit großer Begeisterung −1-Ionen. „Halogen“ bedeutet Salzbildner: Kombiniert man eines mit einem Metall, erhält man ein Salz, von dem Tafelsalz nur das bekannteste ist.
Fluor ist das elektronegativste Element überhaupt und reagiert mit nahezu allem, einschließlich Glas und Wasser. Chlor ist aggressiv, Brom weniger, Iod mild genug, um in einer Apotheke verkauft zu werden. Mit jedem Schritt nach unten ist das aufgenommene Elektron weiter vom Atomkern entfernt.
Alle kommen als X₂-Moleküle vor, und die Gruppe durchläuft bei Raumtemperatur jeden Aggregatzustand: Fluor und Chlor sind Gase, Brom ist eines von nur zwei flüssigen Elementen, Iod und Astat sind fest.
Periodische Trends
Innerhalb der Gruppe: Der Atomradius wächst, Elektronegativität und Reaktivität sinken, und Schmelz- und Siedepunkte steigen, da schwerere Moleküle einander stärker anziehen. Halogene verdrängen einander in Lösung in einer festen Reihenfolge – Chlor zieht Bromid aus einem Bromidsalz, aber Brom kann Chlorid nicht verdrängen.
In der Welt
PTFE (Teflon), Kältemittel, Urananreicherung sowie Fluorid in Zahnpasta und Trinkwasser — eine Maßnahme, die Karies drastisch verringerte.
Wasserdesinfektion, PVC, Bleichmittel und ein großer Teil der gesamten Industriechemie. Die Chlorierung von Trinkwasser ist wohl die einzelne Maßnahme im öffentlichen Gesundheitswesen, die je umgesetzt wurde und die meisten Leben gerettet hat.
Flammschutzmittel, landwirtschaftliche Chemikalien und fotografische Emulsionen, obwohl viele Verwendungen eingeschränkt wurden.
Antiseptika, Kontrastmittel und – entscheidend – Nahrungsergänzung. Jodsalz beseitigte in weiten Teilen der Welt Kropf und durch Jodmangel verursachte Hirnschäden.
Nur für Forschungszwecke. Es ist das seltenste natürlich vorkommende Element auf der Erde.
Handhabung
Als Klasse die unmittelbar gefährlichsten Nichtmetalle. Fluorgas reagiert heftig mit fast allem, und Flusssäure durchdringt die Haut schmerzlos und greift Knochen an. Chlorgas war 1915 die erste in großem Maßstab eingesetzte Chemiewaffe und stellt weiterhin eine ernsthafte industrielle Gefahr dar. Brom verursacht tiefe Verätzungen. Iod ist dagegen in niedriger Konzentration sicher genug, um damit eine Wunde abzutupfen.
Wissenswertes
Häufige Fragen
Zwei Gründe wirken zusammen. Sein kleines Atom bedeutet, dass ein eintreffendes Elektron sehr nahe am Atomkern landet, was energetisch äußerst günstig ist. Außerdem ist die F–F-Bindung in gasförmigem Fluor ungewöhnlich schwach – die beiden Atome mit ihren vielen freien Elektronenpaaren stoßen sich ab –, sodass nur sehr wenig Energie erforderlich ist, um das Molekül zu spalten, bevor es etwas anderes angreift.
Bei den für die Fluoridierung von Wasser verwendeten Konzentrationen von etwa 0,7 mg/L gibt es umfangreiche Belege für die Sicherheit, und die Verringerung von Karies ist gut dokumentiert. Fluorid ist in deutlich höheren Dosen giftig, und natürlich fluoridreiches Grundwasser in Teilen Indiens und Afrikas verursacht tatsächlich eine Skelettfluorose. Die Dosis ist entscheidend.
Es besitzt kein stabiles Isotop, und sein langlebigstes Isotop hat eine Halbwertszeit von 8,1 Stunden. Das einzige Astat auf der Erde entsteht kontinuierlich in Spurenmengen als Zwischenprodukt in den Zerfallsreihen von Uran und Thorium und zerfällt so schnell, wie es entsteht. Die besten Schätzungen gehen davon aus, dass zu jedem Zeitpunkt insgesamt weniger als 30 Gramm in der gesamten Erdkruste vorhanden sind.
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