ハロゲン単体の反応（酸化力・水素・水など）

ハロゲン単体の酸化力の強さを調べる実験

• あるハロゲン化物イオンX^ーが含まれる水溶液に、別のハロゲンの単体Y₂を加える。
• このとき、もしY₂がX₂よりも陰イオンになりやすければ、つまりY₂の酸化力がX₂よりも強ければ、Y₂が電子を受け取ってY^ーとなり、X^ーが電子を放出してX₂となる。

\[ \mathrm{2X^{-}+Y_{2}→X_{2}+2Y^{-}} \]

• この理論の正確性を確かめるために実際に実験をしてみると、次のような反応が起こるのを確認できる。

\[ \begin{align}&\mathrm{2Cl^{-}+F_{2}→Cl_{2}+2F^{-}・・・①}\\
&\mathrm{2Br^{-}+Cl_{2}→Br_{2}+2Cl^{-}・・・②}\\
&\mathrm{2I^{-}+Br_{2}→I_{2}+2Br^{-}・・・③}\end{align} \]

• この実験から、ハロゲンの単体の酸化力に関して、①式からF₂＞Cl₂であることが、②式からCl₂＞Br₂であることが、③式からBr₂＞I₂であることがわかった。結論としてハロゲンの単体の酸化力は次の通りになる。

\[ \mathrm{F_{2}>Cl_{2}>Br_{2}>I_{2}} \]

• 周期表（覚え方・語呂合わせ・族や周期の見方など）にあるように、周期表上で上にある元素ほど電気陰性度が大きいため、その点からも電子を受け取る力＝酸化力がこのようになるのは理解できるはずである。

ハロゲンの単体と水の反応

• 酸化力の大きいハロゲンの単体ほど水H₂Oと激しく反応する。ヨウ素I₂はほとんど反応しない。

\[ \begin{align}&\mathrm{2H_{2}O+2F_{2}→O_{2}+4HF・・・(※)}\\
&\mathrm{H_{2}O+Cl_{2}→HCl+HClO}\\
&\mathrm{H_{2}O+Br_{2}⇄HBr+HBrO}\\
&\mathrm{I_{2}はほとんど反応しない} \end{align}\]

• フッ素F₂は非常に酸化力が強いため水から電子e^ーを奪う。

\[ \begin{align}&\mathrm{F_{2}+2e^{-}→2F^{-}・・・①}\\
&\mathrm{2H_{2}O→O_{2}+4H^{+}+4e^{-}・・・②} \end{align}\]

• ①式×2+②式で(※)式の化学反応式をつくることができる。フッ素を水に通じると酸素O₂が発生するというのは必ず覚えておこう。
• ちなみに、塩素Cl₂・臭素Br₂と水との反応は自己酸化還元反応の1種である。
• 参考：自己酸化還元反応（原理・例・反応式など）
• ヨウ素は水と反応しにくく、また無極性分子のため水にはほとんど溶けない。
• しかし、ヨウ化カリウムKI水溶液には、次の反応により三ヨウ化物イオンI₃^ーを形成して溶けることができる（この反応は酸化還元反応ではない）。

\[ \mathrm{I_{2}+KI→KI_{3}} \]