Wasserstoffhalogenide

Wasserstoffhalogenide (HX) sind Verbindungen, die aus einem Wasserstoffatom und einem Halogenatom X bestehen (X = F, Cl, Br, I; At ist selten verwendet). Zu den häufigsten Vertretern gehören HF, HCl, HBr und HI. In der Gasphase liegen HX als diatomische Moleküle vor; in Lösung verhalten sie sich als Hydrohalide und weisen je nach Halogen unterschiedliche Säurestärken auf. HF ist dabei die Ausnahme: Die Verbindung zeigt in Wasser eine vergleichsweise schwache Säure.

Die H–X-Bindung variiert stark: HF besitzt die stärkste Bindung, während die H–I-Bindung am schwächsten ist. Diese Bindungsstärke korreliert mit den Eigenschaften der Verbindungen in Gasphase und Lösung. Typische Bindungsenthalpien liegen grob bei HF ca. 565 kJ/mol, HCl ca. 431, HBr ca. 366 und HI ca. 299 kJ/mol.

In wässriger Lösung verhalten sich HCl, HBr und HI als starke Säuren und dissoziieren nahezu vollständig. HF ist dagegen eine vergleichsweise schwache Säure (pKa ca. 3,2); seine geringe Dissoziation beruht auf der starken H–F-Bindung und der Tendenz zur Wasserstoffbrückenbildung. In organischen Lösungsmitteln kann HF eine deutlich höhere Säurestärke zeigen.

Herstellung erfolgt industriell teils durch Reaktionen von Halogenen mit Wasserstoff oder durch Verarbeitung von Salzen: HCl entsteht aus Cl2 mit H2 oder durch Reaktion von NaCl mit konzentrierter Schwefelsäure; HF wird aus Calciumfluorid mit Schwefelsäure gewonnen. HBr und HI lassen sich ebenfalls durch Reaktionen von Wasserstoff mit Br2 bzw. I2 herstellen. Anwendungen umfassen Salzsäure (HCl) in der Industrie, HF zum Glasätzen und in der Keramik, sowie HBr und HI als Reagenzien in der organischen Synthese; HI dient außerdem als starkes Reduktionsmittel.

Sicherheit: Alle Wasserstoffhalogenide sind stark korrosiv und reizend. HF erfordert besondere Vorsichtsmaßnahmen und Kalziumgluconat bei Exposition; auch HCl, HBr und HI führen zu schweren Haut- und Augenverletzungen. Der Umgang erfolgt unter geeigneten Schutzmaßnahmen und Abzug.