- Fizička i kemijska svojstva
- Atomske težine
- Psihičko stanje
- Boja
- Tališta
- Točke ključanja
- Gustoća pri 25 ° C
- Topnost u vodi
- Ionizirajuća energija
- Elektronegativnost
- Reaktivnost
- Stanje u prirodi
- Molekularne strukture
- Intermolekularne interakcije
- halogenidi
- Prijave
- Klor
- U industriji
- U medicini
- Drugi
- Brom
- Jod
- Fluor
- Astatus
- Reference
Su halogeni nisu metalni elementi pripadaju skupini VIIA ili 17 periodičkog sustava. Imaju elektronegativnosti i visoke elektroničke afinitete, što uvelike utječe na ionski karakter njihovih veza s metalima. Riječ "halogeni" grčkog je porijekla i znači "tvorci soli".
Ali koji su to halogeni? Fluor (F), klor (Cl), brom (Br), jod (I) te radioaktivni i efemerni element astatin (At). Tako su reaktivne da reagiraju međusobno tako da tvore dvoatomski molekule: F 2, Cl 2, Br 2, i 2, i na 2. Za ove molekule je karakteristično da imaju slična strukturna svojstva (linearne molekule), iako s različitim fizikalnim stanjima.
Izvor: Autor W. Oelen, putem Wikimedia Commons
Na gornjoj slici prikazana su tri halogena. S lijeva na desno: klor, brom i jod. Ni fluor, ni astatin ne mogu se čuvati u staklenim posudama, jer se ovi ne odupiru korozivnosti. Primijetite kako se organoleptička svojstva halogena mijenjaju kako se silazi s grupom na element jod.
Fluor je plin s žućkastim nijansama; klor također, ali zelenkasto-žut; brom je tamnocrvena tekućina; jod, crna kruta tvar s ljubičastim tonovima; i astatin, tamna, sjajna metalna kruta tvar.
Halogeni mogu reagirati s gotovo svim elementima periodičke tablice, čak i s nekim plemenitim plinovima (poput ksenona i kriptona). Kada to učine, oni mogu oksidirati atome do njihovih najpozitivnijih oksidacijskih stanja, pretvarajući ih u moćna oksidacijska sredstva.
Oni također daju specifična svojstva molekulama kada vežu ili zamjenjuju neke od svojih atoma. Ove vrste spojeva nazivaju se halogenidi. U stvari, halogenidi su glavni prirodni izvor halogena, a mnogi od njih su otopljeni u moru ili su dio minerala; takav je slučaj s fluoritom (CaF 2).
Halogeni i halogenidi imaju širok raspon upotrebe; od industrijskih ili tehnoloških do jednostavnog isticanja okusa određene hrane poput kamene soli (natrijev klorid).
Fizička i kemijska svojstva
Atomske težine
Fluor (F) 18,99 g / mol; Klor (Cl) 35,45 g / mol; Brom (Br) 79,90 g / mol; Jod (I) 126,9 g / mol i Astate (At) 210 g / mol,
Psihičko stanje
Plinovita faza; Cl plin; Tekući br; Čvrsta i Na čvrstom.
Boja
F, blijedo žuto-smeđe; Cl, blijedozelena; Br, crvenkasto-smeđa; Ja, ljubičasta i At, metalik crna * * (pretpostavlja se)
Tališta
F -219,6 ° C; Cl -101,5 ° C; Br -7,3 ° C; I 113,7º C i Na 302º C.
Točke ključanja
F -118,12 ° C; Cl -34,04 ° C; Br 58,8 ° C; I 184,3º C i? Na 337º C.
Gustoća pri 25 ° C
F 0,0017 g / 3; Ci 0.0032 g / 3; Br 3,102 g / cm 3; L- 4,93 g / cm 3 i prisutno 2.6.-5.6. g / 3
Topnost u vodi
Cl 0.091 mmol / cm 3; Br 0.21 mmol / cm 3 i I- 0.0013 mmol / cm 3.
Ionizirajuća energija
F- 1,681 kJ / mol; Cl-1 251 kJ / mol; Br - 1,140 kJ / mol; I- 1.008 kJ / mol i At- 890 kJ / mol.
Elektronegativnost
F- 4.0; Cl-3,0; Br- 2,8; I- 2.5 i At- 2.2.
Halogeni imaju 7 elektrona u svojoj valentnoj ljusci, otuda i njihova velika žarkost da dobiju elektron. Također, halogeni imaju veliku elektronegativnost zbog malih atomskih radijusa i velike privlačnosti koju jezgro vrši na valentne elektrone.
Reaktivnost
Halogeni su vrlo reaktivni, što bi onda objasnilo njihovu toksičnost. Pored toga, oni su oksidanti.
Smanjujući redoslijed reaktivnosti je: F> Cl> Br> I> At.
Stanje u prirodi
Zbog velike reaktivnosti, atomi halogena u prirodi nisu slobodni; radije se nalaze u agregatima ili kao dijatomske molekule povezane kovalentnim vezama.
Molekularne strukture
Halogeni u prirodi ne postoje kao elementarni atomi, već kao dijatomske molekule. Međutim, svima je zajedničko to što imaju linearnu molekularnu strukturu, s tim što je jedina razlika duljina njihovih veza i njihove međumolekularne interakcije.
Linearna molekula XX (X 2), naznačen time što su nestabilna jer oba atoma jako privlače par elektrona prema njima. Zašto? Zbog njegovih vanjskih elektrona dolazi do vrlo učinkovitog nuklearnog naboja, Zef. Što je Zef veći, to je manja udaljenost veze XX.
Kako neko kreće niz grupu, Zef postaje slabiji i stabilnost tih molekula se povećava. Dakle, smanjuje redoslijed reaktivnosti: F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2. Međutim, neprimjereno je uspoređivati astatin s fluorom, jer su zbog njegove radioaktivnosti nepoznati dovoljno stabilni izotopi.
Intermolekularne interakcije
S druge strane, njegovim molekulama nedostaje dipolni trenutak, te su apolarne. Ta je činjenica odgovorna za njegove slabe međumolekularne interakcije, čija je jedina latentna sila rasipanje ili londonska sila, proporcionalna atomskoj masi i molekularnom području.
Na taj način, mala molekula F 2 nema dovoljno mase ili elektrona da se dobije čvrsti. Za razliku od I 2, molekula joda koja ostaje kruta tvar koja ispušta ljubičaste pare.
Brom predstavlja posredni primjer između dviju krajnosti: Molekule Br 2 međusobno djeluju dovoljno da se pojave u tekućem stanju.
Astatin se vjerojatno, zbog sve većeg metalnog karaktera, ne pojavljuje kao At 2, već kao At atoma koji tvore metalne veze.
S obzirom na njegove boje (žuto-zelenkasto-žuto-crveno-ljubičasto-crna), najprikladnije objašnjenje temelji se na teoriji molekularne orbite (TOM). Energetska udaljenost između posljednje pune molekularne orbitale i sljedeće s najvećom energijom (anti-veza) prevladava se apsorpcijom fotona s povećanjem valnih duljina.
halogenidi
Halogeni reagiraju na formiranje halogenida, bilo anorganskih ili organskih. Najpoznatiji su halogenidi vodika: fluorovodik (HF), klorovodik (HCl), bromovodik (HBr) i vodikov jodid (HI).
Sve one otopljene u vodi stvaraju kisele otopine; toliko kisela da HF može razgraditi bilo koji stakleni spremnik. Nadalje, smatraju se polaznim tvarima za sintezu ekstremno jakih kiselina.
Postoje i takozvani metalni halogenidi, koji imaju kemijske formule koje ovise o valenciji metala. Na primjer, halogenidi alkalnih metala imaju formulu MX, a među njima su: NaCl, natrijev klorid; KBr, kalijev bromid; CsF, cezij fluorid; i LiI, litijev jodid.
Hali zemnoalkalijskih metala, prijelaznih metala ili metala p bloka imaju formulu MX n, gdje je n pozitivni naboj metala. Tako, neki primjeri tih su: FeCl 3, željezni triklorid; MgBr 2, magnezijev bromid; AlF 3, aluminij trifluorid; i CuI 2, kubarski jodid.
Međutim, halogeni mogu također tvoriti veze s ugljikovim atomima; prema tome, oni mogu upasti u složeni svijet organske kemije i biokemije. Ti se spojevi nazivaju organski halogenidi i imaju opću kemijsku formulu RX, a X je bilo koji od halogena.
Prijave
Klor
U industriji
-Brom i klor koriste se u tekstilnoj industriji za izbjeljivanje i obradu vune, čime se izbjegava njeno skupljanje kada je mokra.
-Koristi se kao dezinficijens ditritusa i za pročišćavanje vode za piće i bazena. Pored toga, spojevi dobiveni iz klora koriste se u praonicama i papirnoj industriji.
- Nalazi se u proizvodnji posebnih baterija i kloriranih ugljikovodika. Također se koristi u preradi mesa, povrća, ribe i voća. Također, klor djeluje kao baktericidno sredstvo.
-Koristi se za čišćenje i odvajanje kože i izbjeljivanje celuloze. Dušikov triklorid prethodno se koristio kao izbjeljivač i sredstvo za brašno.
-Fosfenski plin (COCl 2) se koristi u brojnim postupcima industrijske sinteze, kao i u proizvodnji vojnih plinova. Fosfen je vrlo toksičan i odgovoran je za brojne smrti u Prvom svjetskom ratu, gdje se koristio plin.
-Ovaj plin nalazi se i u insekticidima i fumigantima.
-NaCl je vrlo obilna sol koja se koristi za začinjavanje hrane i za očuvanje stoke i peradi. Osim toga, koristi se u tjelesnim rehidracijskim tekućinama, oralno i intravenski.
U medicini
-Hatome halogena koji se vežu na lijekove čine ih lipofilnijima. To omogućava lijekovima da lakše prelaze stanične membrane, otapajući se u lipidima koji je čine.
-Hlorin difundira u neurone središnjeg živčanog sustava kroz ionske kanale povezane s receptorima za neurotransmiter GABA, stvarajući tako sedativni učinak. Ovo je mehanizam djelovanja nekoliko anksiolitika.
-HCl je prisutan u želucu, gdje intervenira stvarajući reducirajuće okruženje koje pogoduje preradi hrane. Nadalje, HCl aktivira pepsin, enzim koji pokreće hidrolizu proteina, fazu prije crijevne apsorpcije proteinskog materijala.
Drugi
Klorovodična kiselina (HCl) koristi se u čišćenju kupaonica, u nastavnim i istraživačkim laboratorijima i u mnogim industrijama.
-PVC (polivinilklorid) je polimer vinil-klorida koji se koristi u odjeći, podnim pločicama, električnim kablovima, fleksibilnim cijevima, cijevima, napuhavajućim konstrukcijama i krovnim pločicama. Uz to, klor se koristi kao intermedijar u proizvodnji drugih plastičnih materijala.
-Klor se koristi za ekstrakciju broma.
-Metil-klorid obavlja funkciju anestezije. Koristi se i u proizvodnji određenih silikonskih polimera i u ekstrakciji masti, ulja i smola.
-Kloroformu (CHCl 3) je otapalo koje se koristi u mnogim laboratorijima, posebno u kemijskim i biokemijskim laboratorijima, od nauka istraživanja.
-I na kraju, što se tiče klora, trikloretilen se koristi za odmašćivanje metalnih dijelova.
Brom
-Brom se koristi u procesu vađenja zlata i u bušenju naftnih i plinskih bušotina. Koristi se kao sredstvo za usporavanje gorenja u industriji plastike i plina. Brom izolira vatru od kisika uzrokujući ga da ugasi.
- Posrednik je u proizvodnji hidrauličkih tekućina, sredstava za hlađenje i odvlaživanje i pripravaka za oblikovanje kose. Kalijev bromid koristi se u proizvodnji fotografskih ploča i papira.
-Kalijev bromid koristi se i kao antikonvulziv, ali zbog mogućnosti da sol može izazvati neurološke disfunkcije njegova upotreba je smanjena. Uz to, još jedna od njegovih uobičajenih primjena je čip za mjerenje čvrstih uzoraka iz infracrvene spektroskopije.
-Bromovi spojevi prisutni su u lijekovima koji se koriste za liječenje upale pluća. Pored toga, bromovi spojevi su ugrađeni u lijekove koji se koriste u ispitivanjima koja su provedena za liječenje Alzheimerove bolesti.
-Brom se koristi za smanjenje zagađenja žive u elektranama koje kao ugljen koriste ugljen. Također se koristi u tekstilnoj industriji za stvaranje različitih boja u boji.
-Metil brom korišten je kao pesticid za ispiranje tla i kućanstva, ali njegov štetni učinak na ozon ograničio je njegovu upotrebu.
-Halogene žarulje su sa žarnom niti, a dodavanje male količine broma i joda omogućava smanjenje veličine žarulja.
Jod
-Jod je uključen u funkcioniranje štitne žlijezde, regulatornog hormona tjelesnog metabolizma. Štitna žlijezda izlučuje hormone T3 i T4, koji djeluju na njene ciljne organe. Na primjer, hormonsko djelovanje na srčani mišić uzrokuje porast krvnog tlaka i brzine otkucaja srca.
-Jod se koristi i za prepoznavanje prisutnosti škroba. Srebrni jodid je reagens koji se koristi u razvoju fotografija.
Fluor
-Neki dio fluoridnih spojeva dodaje se pastama za zube kako bi se spriječile šupljine. Derivati fluorida prisutni su u raznim anesteticima. U farmaceutskoj industriji, fluorid je ugrađen u lijekove kako bi se proučila moguća poboljšanja njegova učinka na tijelo.
-Hidrofluorna kiselina se koristi za jetkanje stakla. Također u proizvodnji halona (plinovi za gašenje požara, poput freona). Fluorski spoj koristi se u elektrolizi aluminija za postizanje pročišćavanja.
-Anti reflektivni premazi sadrže fluor. Koristi se u proizvodnji plazma ekrana, ravnih ekrana i mikroelektromehaničkih sustava. Fluor je prisutan i u glini koja se koristi u nekim keramikama.
Astatus
Smatra se da astatin može pomoći jodu u regulaciji rada štitne žlijezde. Također, njegov radioaktivni izotop (210 At) se koristio u istraživanjima raka na miševima.
Reference
- Enciklopedija zdravlja i sigurnosti na radu. Halogeni i njihovi spojevi., Preuzeto:
- employment.gob.es
- Kemija LibreTexts. Skupina 17: Opća svojstva halogena. Preuzeto sa: chem.libretexts.org
- Wikipedia. (2018.). Halogen. Preuzeto sa: en.wikipedia.org
- Jim Clark. (Svibanj 2015.). Atomska i fizička svojstva elemenata grupe 7 (Halogeni). Preuzeto sa: chemguide.co.uk
- Whitten, KW, Davis, RE, Peck, ML i Stanley, GG Chemistry (2003), 8. izd. Cengage Learning.
- Elementi. halogeni Preuzeto sa: elements.org.es
- Brown, Laurel. (24. travnja 2017.). Halogene karakteristike. Sciencing. Oporavilo od: sciaching.com