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HALOGÈNES

Composés oxygénés

À cause de leur caractère électronégatif, les halogènes présentent dans les halogénures le degré d'oxydation formel — 1 ; ils sont susceptibles d'acquérir des degrés d'oxydation positifs si on les associe à un élément plus électronégatif qu'eux-mêmes, comme l'oxygène. Cette remarque ne s'applique pas au fluor, le plus électronégatif de tous les éléments, mais seulement au chlore, au brome et à l'iode, dont les principaux degrés d'oxydation positifs sont : I, III, IV, V et VII, ce dernier correspondant à la mobilisation de la totalité des électrons de valence.

Ions, hypoalite et parapériodate - crédits : Encyclopædia Universalis France

Ions, hypoalite et parapériodate

Les espèces oxydées sont électriquement neutres – comme le bioxyde de chlore ClO2 (ClIV), le pentoxyde d'iode I2O5 (IV) – ou ce sont des ions négatifs (fig. 3) – comme l'ion chlorate ClO3 (CIV) ou l'ion paraperiodate IO65– (IVII). Ces anions sont associés à des cations alcalins, alcalino-terreux ou à Ag+ dans des composés salins, ou bien à des protons dans les acides correspondants, HClO3 et H5IO6.

Sauf I2O5, les oxydes d'halogènes sont de formation endoénergétique ; leur préparation à partir des éléments exige donc un apport d'énergie qui peut être fourni par l'effluve électrique (O2F2, BrO2). Certains anhydrides d'acides, tels Cl2O7 et I2O5, sont obtenus en déshydratant les acides correspondants, HClO4 et HIO3. Mais le plus souvent on a recours aux nombreuses réactions de dismutation que subissent les degrés d'oxydation intermédiaires ; les halogènes eux-mêmes se dismutent en solution basique :

avec X = Cl, Br, et
réactions qui sont d'ailleurs totalement inversées en milieu acide, ce qui justifie les considérations précédentes sur la solubilité de ces halogènes dans l'eau. Le bioxyde de chlore ClO2 est préparé, sous la forme d'un gaz jaune-vert, par action d'acide sulfurique concentré sur le chlorate de potassium KClO3 ; l'acide HClO3 libéré primairement se décompose sous l'action de l'acide sulfurique :

On utilise aussi l'action des halogènes sur les oxydants forts comme les chlorates ou l'acide nitrique :

Instables, les oxydes d'halogènes se décomposent avec explosion sous l'effet d'un choc ou d'un léger chauffage ; ce sont des oxydants puissants, de même que les oxyacides qu'ils forment et leurs sels. Les chlorates alcalins comme KClO3 libèrent leur oxygène par chauffage brutal à 500 0C en laissant un résidu de chlorure alcalin et forment avec le soufre et le carbone des mélanges détonant au choc ; l'anhydride iodique I2O5 oxyde le monoxyde de carbone dès 70 0C, réaction utilisée pour doser ce dernier dans les mélanges gazeux :

L'instabilité des sels oxyhalogénés est surtout importante pour les composés de degrés d'oxydation intermédiaires, qui manifestent une forte tendance à la dismutation par simple chauffage. Si le chauffage est conduit avec précautions, le dernier terme des dismutations avant la décomposition totale en oxygène et halogénure est le composé de degré d'oxydation VII (perchlorate ou paraperiodate), qui se révèle ainsi le moins instable :

Les acides correspondants, l'acide perchlorique HClO4 et l'acide paraperiodique H5IO6, présentent également une certaine stabilité. Le premier ne manifeste pas son caractère oxydant à froid et en solution aqueuse ; celle-ci, par exemple, réagit sur un métal réducteur comme le zinc uniquement par ses protons :

l'acide perchlorique est d'ailleurs un acide très fort complètement dissocié dans l'eau.

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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