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HALOGÈNES

Caractère oxydant ; halogénures

Dans leurs réactions avec les autres éléments et leurs composés, les halogènes manifestent généralement un fort caractère électronégatif, c'est-à-dire une tendance marquée à leur arracher des électrons pour former des ions F, Cl, Br ou I. C'est le fluor qui possède cette propriété au plus haut degré, le caractère électronégatif des halogènes plus lourds diminuant progressivement. Les réactions sont particulièrement violentes avec les éléments métalliques comme le sodium, le magnésium, le fer, qui brûlent dans les halogènes gazeux en formant des halogénures :

Les halogénures des métaux très réducteurs comme les alcalins (sodium, potassium) ou les alcalino-terreux (magnésium, calcium) sont des solides blancs bien cristallisés, aux points de fusions élevés, et dont les structures sont constituées d'un agrégat tridimensionnel d'anions et de cations liés par des forces électrostatiques. Les éléments de transition donnent également des halogénures ioniques, mais seulement aux degrés d'oxydation peu élevés ; leurs colorations dépendent à la fois de la nature de l'ion métallique et de l'halogène qui lui est associé.

Les halogénures des métaux sont généralement solubles dans l'eau, sauf les fluorures de plomb et des alcalino-terreux, les iodures PbI2 et HgI2, et les halogénures d'argent AgCl, AgBr et AgI, dont la formation constitue un critère d'identification des halogènes ; en revanche, le fluorure d'argent AgF est très soluble.

Clusters - crédits : Encyclopædia Universalis France

Clusters

Un aspect curieux et moderne de la chimie des halogénures a fait l'objet de recherches intensives : il s'agit des clusters. Dans certains halogénures d'éléments de transition lourds (tels Nb6Br12, Re3Cl9), l'élément de transition semble être à un degré d'oxydation bas, quelquefois fractionnaire (comme dans Nb6F15 et Ta6I14). En réalité, l'étude détaillée des structures cristallines a révélé que les atomes métalliques se réunissaient par 3 ou 6 en constituant des grappes (traduction de l'anglais clusters) par l'intermédiaire de liaisons directes rappelant celles observées dans les métaux eux-mêmes ; des atomes d'halogènes établissent des liaisons supplémentaires constituant avec le groupe d'atomes métalliques un gros cation (fig. 1).

Ces composés sont solubles et recristallisables dans les solutions aqueuses acides, mais sont oxydés par l'eau en solution alcaline avec dégagement de dihydrogène.

Beaucoup de non-métaux réagissent également avec les halogènes ; l'arsenic pulvérulent, par exemple, s'enflamme spontanément dans le dichlore :

Structures d'halogénures - crédits : Encyclopædia Universalis France

Structures d'halogénures

Les halogénures formés sont moléculaires, et de ce fait présentent des températures d'ébullition relativement basses ; on doit admettre que le transfert d'électron de l'élément sur l'halogène n'est pas total et que les liaisons qui s'établissent sont d'un type covalent et dirigé ; la géométrie des molécules dépend étroitement du nombre d'électrons de l'élément et des orbitales atomiques dont il dispose (fig. 2).

Ces composés sont attaqués par l'eau avec formation d'halogénure d'hydrogène, réactions d'hydrolyse souvent violentes dès la température ordinaire :

L'action du dihydrogène sur les halogènes conduit à la formation d'halogénures d'hydrogène, composés gazeux d'odeur acide :

la comparaison des conditions de réaction permet d'apprécier les réactivités des halogènes : spontanée et explosive avec le fluor, même aux basses températures, elle doit être amorcée dans le cas du chlore, par exemple à l'aide d'un rayonnement ultraviolet ; avec le brome elle devient plus difficile et nécessite un chauffage au-dessus de 600 0C ; quant à l'iode, il donne lieu à une réaction[...]

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Écrit par

  • : professeur de chimie organique à la faculté des sciences de Marseille
  • : maître de conférences à la faculté des sciences du Mans

Classification

Pour citer cet article

Jacques METZGER et Robert de PAPE. HALOGÈNES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Abondances dans la nature - crédits : Encyclopædia Universalis France

Abondances dans la nature

Halogènes : propriétés physiques - crédits : Encyclopædia Universalis France

Halogènes : propriétés physiques

Clusters - crédits : Encyclopædia Universalis France

Clusters

Autres références

  • ALCÈNES ou OLÉFINES

    • Écrit par Jacques METZGER
    • 3 640 mots
    • 4 médias
    En solvant polaire et en l'absence d'initiateur de réactions radicalaires, le chlore, le brome et l'iode s'additionnent sur les alcènes. La molécule électrophile d'halogène forme avec l'alcène un complexe halogénonium que l'ion halogénure nucléophile attaque dans une stéréochimie ...
  • ALCYNES

    • Écrit par Jacques METZGER
    • 3 301 mots
    • 5 médias
    Le chlore, le brome et l'iode se fixent sur les alcynes en donnant le dihalogénoéthylénique trans. La réaction est toutefois plus lente qu'avec les alcènes, comme le montre l'addition du brome sur le penten-4 yne-1 :
    L'ajout d'une seconde molécule d'halogène peut se poursuivre dans...
  • ASTATE

    • Écrit par Universalis, Bernard PIRE
    • 564 mots

    Élément chimique de symbole At et de numéro atomique 85, l'astate (du grec astatos, instable) a autrefois été appelé ékaiode (car ses propriétés chimiques se rapprochent de celles de l'iode, l'halogène qui le précède dans le tableau périodique) et alabame. Les Anglo-Saxons le nomment...

  • ATMOSPHÈRE - Chimie

    • Écrit par Marcel NICOLET
    • 3 553 mots
    • 5 médias
    La famille des halogènes n'a été introduite que tout récemment en chimie atmosphérique. Il s'agit du fluor, du chlore, du brome et de l'iode. On peut appliquer le cycle catalytique (6) avec un atome tel que le chlore, Cl, en présence de son monoxyde, ClO. On a, en effet :
  • Afficher les 14 références

Voir aussi