Halogener

Elementene er 5: Fluor, klor, brom, jod og gjentatt

Hva er halogener?

De halogener De er ikke -metalliske elementer som tilhører gruppe VIIA eller 17 av det periodiske bordet. De har høye elektroniske elektronegativiteter og tilhørigheter, som har stor innvirkning på den ioniske karakteren til deres bindinger med metaller. Ordet 'halogenos' er av gresk opprinnelse og betyr "salter av salter". 

Halogenene er fluor (F), klor (CL), brom (BR), jod (I) og det radioaktive og flyktige elementet Ástato (AT). De er så reaktive at de reagerer med hverandre for å danne diatomiske molekyler: f₂, Cl₂, Br₂, Yo₂ og på₂.

Disse molekylene er preget av å ha lignende strukturelle egenskaper (lineære molekyler), selv om de er med forskjellige fysiske tilstander.

Hva er utseendet til halogener?

I det nedre bildet vises tre halogener. Fra venstre mot høyre: Klor, brom og jod. Verken fluor eller janteat kan lagres i glassbeholdere, siden sistnevnte ikke motstår korrosiviteten. Legg merke til hvordan de organoleptiske egenskapene til halogener endres når gruppen deres er avstammet til jodelementet.

Halogens utseende. Kilde: Kilde: av w. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)], via Wikimedia Commons

Fluor er en gass av gulaktige toner; Klor også, men gulgrønn; Bromo er en mørk rødlig væske; Jodet, et svart fast stoff med fiolett visos; Og astat, et mørkt og lyst metallisk fast stoff.

Halogenene er i stand til å reagere med nesten alle elementene i det periodiske bordet, selv med noen edle gasser (som Xenon og Kripton). Når de gjør det, kan de oksidere atomer til sine mest positive oksidasjonstilstander, noe som gjør dem til kraftige oksidasjonsmidler.

På samme måte gir de spesifikke egenskaper til molekyler når noen av atomene deres er koblet eller erstattet. Disse typer forbindelser kalles haluros. Haluro utgjør faktisk den viktigste naturlige kilden til halogener, og mange av dem er oppløst i havet eller er en del av et mineral; Slik er tilfellet med fluor (CAF₂).

Både halogener og haluros har et bredt spekter av bruksområder, fra industrielle eller teknologiske, for å bare fremheve smaken av visse matvarer, som perle -saltet (natriumklorid) gjør (natriumklorid).

Fysiske og kjemiske egenskaper til halogener

Atomvekter

Fluor (F) 18,99 g/mol; Klor (CL) 35,45 g/mol; Bromo (BR) 79,90 g/mol; Jod (I) 126,9 g/mol og Astato (AT) 210 g/mol.

Fysisk tilstand

F gass; Gassformig CL; Væske; Jeg er solid og solid.

Farge

F, blek gulslift; CL, blekgrønn; Br, rødbrun; I, Violet og AT, Metallic Black * * (antatt)

Fusjonspunkter

F -219,6º C; Cl -101,5º C; Br -7,3º C; I 113,7º C og ved 302 ºC.

Kokende poeng

F -118.12º C; Cl -34,04º C; BR 58,8º C; I 184,3 º C og ?Ved 337 ºC.

Tetthet ved 25 ºC

F- 0,0017 g/cm³; Cl- 0,0032 g/cm³; Br- 3,102 g/cm³; I- 4.93 g/cm³ og at- 6,2-6,5 g/cm³

Vannløselighet

Cl- 0,091 mmol/cm³; Br- 0,21 mmol/cm³ og i- 0,0013 mmol/cm³.

Ioniseringsenergi

F- 1.681 kJ/mol; Cl- 1.251 kJ/mol; Br- 1.140 kJ/mol; I- 1 008 kJ/mol og at- 890 kJ/mol.

Elektronegativitet

F- 4.0; Cl- 3.0; 2,8; I- 2,5 og AT- 2,2.

Halogenene har 7 elektroner i valenslaget sitt, derav deres store aviditet for å vinne et elektron. Halogener har også høy elektronegativitet på grunn av deres små atomradioer og den store attraksjonen som kjernen på elektronene i Valencia utøver.

Kan tjene deg: Masshandlingslov

Reaktivitet

Halogener er svært reaktive, noe som deretter vil forklare toksisiteten deres. I tillegg oksiderer de midler.

Den synkende rekkefølgen på reaktivitet er: f> cl> b> i> at.

Stat i naturen

På grunn av deres store reaktivitet er ikke halogenatomer frie, men danner aggregater eller som diatomiske molekyler knyttet sammen med kovalente bindinger.

Molekylære strukturer

Halogener eksisterer ikke i naturen som elementære atomer, men som diatomiske molekyler. Imidlertid har de alle til felles en lineær molekylær struktur, og den eneste forskjellen ligger i lengden på koblingene og i deres intermolekylære interaksjoner.

X-X lineære molekyler (x₂) De er preget av å være ustabile, fordi begge atomene sterkt tiltrekker paret av elektroner til dem. Fordi? Fordi de ytre elektronene opplever en veldig høy effektiv kjernefysisk belastning, Zef, Zef. En stor zef, mindre vil være avstanden til X-X-lenken.

Når gruppen går ned, blir Zef svakere og stabiliteten til disse molekylene øker. Dermed er den synkende rekkefølgen på reaktivitet: f₂> Cl₂> Br₂> I₂. Imidlertid er det inkongruøst å sammenligne ostate med fluor, siden det er ukjent isotop.

Intermolekylære interaksjoner

På den annen side mangler molekylene et dipolmoment, og er apolar. Dette faktum er ansvarlig for sine svake intermolekylære interaksjoner, hvis eneste latent kraft er spredning eller London, som er proporsjonalt med atommasse og molekylært område.

På denne måten det lille molekylet av f₂ har ikke nok masse eller elektroner til å danne et fast stoff. I motsetning til jeg₂, Jodmolekylet, som likevel fortsetter å være et fast stoff som gir fra seg lilla damper.

Bromo representerer et mellomliggende eksempel mellom begge ender: BR -molekyler₂ De samhandler nok til å vises i flytende tilstand.

Restet, sannsynligvis på grunn av den voksende metalliske karakteren, presenterer seg ikke som på₂ Men som atomer med at atomer som danner metallkoblinger.

Når det gjelder fargene (gul-gul grønn-rød-ut-mudad-negro), er den mest passende forklaringen basert på molekylær orbital teori (TOM). Energiavstanden mellom den siste fulle molekylære orbitalen, og den neste av større energi (antienlace), overskrides ved absorpsjon av et foton med stadig større og større bølgelengder.

Haluros

Halogener reagerer på å danne haluros, enten det er uorganisk eller organisk. De mest kjente er hydrogenhalogenider: hydrogenfluorid (HF), hydrogenklorid (HCl), hydrogenbromid (HBR) og hydrogenjodid (HI).

Alle av dem oppløst i vann genererer syreoppløsninger; så sur, at HF ​​kan nedbryte enhver glassbeholder. I tillegg vurderes startmaterialer for syntese av ekstremt sterke syrer.

Det er også de så -kallede metallhalogenidene, som har kjemiske formler som er avhengige av metall Valencia. For eksempel har alkaliske metallerhalogenider MX -formel, og blant dem er: NaCl, natriumklorid; KBR, kaliumbromid; CSF, cesiumfluorid; og lii, litiumjodid.

Alkalinootrous metaller, overgangsmetaller eller metaller i P -blokken, har en MX -formel_n, N er den positive metallbelastningen. Dermed er noen eksempler på dem: FECL₃, jernholdig triklorid; Mgbr₂, magnesiumbromid; Alf₃, Aluminium trifluoruro; og Cui₂, Cupric jodid.

Kan tjene deg: Kaliumsulfat (K2SO4): Struktur, egenskaper, bruksområder, syntese

Imidlertid kan halogener også danne koblinger med karbonatomer; Derfor kan de blande seg inn i den komplekse verdenen av organisk kjemi og biokjemi. Disse forbindelsene kalles organiske halogenider, og er generelt kjemisk formel, og er x noen av halogenene.

Bruker/halogenapplikasjoner

Klor

I bransjen

-Bromo og klor brukes i tekstilindustrien for å bleke og behandle ull, og dermed unngå krympingen din når du blir våt.

-Det brukes som en Ditritus -desinfeksjonsmiddel og for rensing av drikkevann og bassenger. I tillegg brukes klor -avledede forbindelser i vaskerier og i papirindustrien.

-Finn bruk i produksjonen av spesielle batterier og klorerte hydrokarboner. Det brukes også i behandlingen av kjøtt, grønnsaker, fisk og frukt. Også klor fungerer som et bakteriedrepende middel.

-Det brukes til å rengjøre og avskjedige skinn, og til å bleke cellulose. Tidligere ble nitrogentriklorid brukt som blender og mel balsam.

-Fosfengass (COCL₂) Det brukes i en rekke industrielle synteseprosesser, så vel som i fremstilling av militære gasser. Fosfan er veldig giftig og er ansvarlig for mange dødsfall i første verdenskrig, der gass ble brukt.

-Denne gassen finnes også i insektmidler og fumiganter.

-NaCl er et veldig rik salt som er vant til å krydre mat og i bevaring av storfe og fuglekjøtt. I tillegg brukes det i kroppslige rehydratiseringsvæsker, både oralt og intravenøst.

I medisin

-Halogenatomer som binder seg til medisiner gjør dem mer lipofile. Dette gjør at medisiner kan gå gjennom lettere cellemembraner som løses opp i lipidene som danner det.

-Kloren formidles i det indre av nevronene i sentralnervesystemet gjennom ioniske kanaler knyttet til nevrotransmitteren GABA -reseptorer, og gir dermed en beroligende effekt. Dette er virkningsmekanismen til flere angst.

-HCL er til stede i magen, der den griper inn og skaper et reduserende miljø som favoriserer matbehandling. I tillegg aktiverer HCl pepsinet, et enzym som begynner hydrolyse av proteinene, et stadium før tarmabsorpsjonen av proteinmaterialet.

Andre

-Saltsyre (HCL) brukes til å rengjøre badene, i undervisnings- og forskningslaboratorier og i mange bransjer.

-PVC (polyvinylklorid) er en vinylkloridpolymer som brukes i klær, gulv for gulv, elektriske kabler, fleksible rør, rør, oppblåsbare strukturer og takfliser. I tillegg brukes klor som mellomledd i utdyping av andre plastmaterialer.

-Klor brukes i bromekstraksjon.

-Metylklorid oppfyller en bedøvelsesfunksjon. Det brukes også i utdyping av visse silikonpolymerer og i ekstraksjon av fett, oljer og harpikser.

-Kloroform (Chcl₃) er et løsningsmiddel som brukes i mange laboratorier, spesielt i organiske og biokjemiske kjemilaboratorier, fra undervisning, til forskere.

-Og til slutt, med hensyn til klor, brukes trikloretylen til å avfalle metalldeler.

Brom

-Bromo brukes i gullgruveutvinningsprosessen og ved boring av olje- og gassbrønner. Det brukes som forbrenningshemmere i plast- og gassindustrier. Bromo isolerer oksygenbrannen som får den til å slå seg av.

Kan tjene deg: natriummetabisulfite (Na2S2O5): Struktur, egenskaper, bruksområder, risiko

-Det er en mellomledd i fremstilling av hydrauliske væsker, kjølemedier og avfuktere og tilberedt for å forme håret. Kaliumbromid brukes til fremstilling av plater og fotografiske papirer.

-Kaliumbromid brukes også som antikonvulsiv, men på grunn av muligheten for at salt kan forårsake nevrologiske dysfunksjoner, er bruken redusert. I tillegg er en annen av dens vanlige bruksområder som en pille for faste prøver av infrarød spektroskopi.

-Bromoforbindelser er til stede i medisiner brukt i lungebetennelsesbehandling. På samme måte er bromforbindelser integrert i medisiner som brukes i testene som utføres i behandlingen av Alzheimers sykdom.

-Bromo brukes til å redusere forurensning av kvikksølv i elektriske anlegg som bruker kull som drivstoff. Det brukes også i tekstilindustrien for å lage forskjellige fargestoffer.

-Metylbrominat ble brukt som plantevernmiddel for fumigering av jord og hjem, men dens skadelige effekt på ozon har begrenset bruken.

-Halogenlamper er glødende og aggregatet av små mengder brom og jod tillater en reduksjon i størrelsen på pærene.

Jod

-Jod griper inn i funksjonen til skjoldbruskkjertelen, reguleringshormonet for kroppsmetabolisme. Skjoldbruskkjertelen hemmeligheter hormonene T3 og T4, som utøver deres handling på deres hvite organer. For eksempel forårsaker hormonell virkning på hjertemuskelen en økning i blodtrykk og hjerterytme.

-På samme måte brukes jod i identifiseringen av tilstedeværelsen av stivelse. Silver Yoduro er et reagens som brukes i åpenbaringen av fotografiene.

Fluor

-Noen fluorforbindelser tilsettes tannpastaer for å forhindre karies utseende. Fluorderivater er til stede i flere bedøvelsesmidler. I legemiddelindustrien innlemmer de fluor i medisiner for å studere mulige forbedringer på deres virkning på kroppen.

-Fluorhorinsyre brukes til å registrere glass. Også i produksjonen av haloner (brannslukningsgasser, for eksempel yngel). En fluorforbindelse brukes i aluminiumelektrolyse for å oppnå dens rensing.

-Antirreflejantes belegg inneholder en fluorforbindelse. Dette brukes i fremstilling av plasmaskjermer, flate skjermer og mikroelektromekaniske systemer. Fluor er også til stede i leiren som brukes i litt keramikk.

Gjenta

Det antas at RESTate kan bidra til jod i reguleringen av funksjonen til skjoldbruskkjertelen. Også den radioaktive isotopen (²¹⁰At) har blitt brukt i kreftstudier hos mus.

Referanser

1. Encyclopedia of Health and Safety på jobb. Halogener og dens forbindelser. [PDF]. Tatt fra:
2. arbeid.Gob.er
3. Kjemi librettexts. Gruppe 17: Generelle egenskaper til halogener. Hentet fra: Chem.Librettexts.org
4. Wikipedia. (2018). Halogen. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. Jim Clark. (Mai 2015). Atomiske og fysiske egenskaper til Group 7 -elementene (Halogenene). Hentet fra: Chemguide.co.Storbritannia
6. Whitten, k. W., Davis, r. OG., Peck, m. L. Og Stanley, G. G. Kjemi (2003), 8. ed. Cengage Learning.
7. Gjenstander. Halogener. Hentet fra: elementer.org.er
8. Brun, laurbær. (24. april 2017). Halogenegenskaper. Scienting. Gjenopprettet fra: Scienting.com