Карактеристике, структуре и употреба халогена

Тхе халогена то су неметални елементи који припадају групи ВИИА или 17 периодне табеле. Имају електронегативности и високе електронске афинитете, који у великој мери утичу на јонски карактер њихових веза са металима. Реч "халогени" је грчког порекла и значи "формирање соли". 

Али, шта су то халогени? Флуор (Ф), хлор (Цл), бром (Бр), јод (И) и радиоактивни елемент и ефемерни астат (Ат). Они су тако реактивни да реагују међусобно да формирају дијатомејске молекуле: Ф₂, Цл₂, Бр₂, И₂ анд Ат₂. Ови молекули имају карактеристике сличне структуре (линеарне молекуле), иако са различитим физичким стањима.

На горњој слици приказана су три халогена. С лева на десно: хлор, бром и јод. Ни флуор ни астатин се не могу складиштити у стакленим посудама, јер се оне не одупиру корозивности. Обратите пажњу на то како се органолептичка својства халогена мијењају док се спуштате кроз групу до елемента јода.

Флуор је гас са жућкастим тоновима; такође хлор, али жућкасто-зелен; бром је тамно црвенкаста течност; јод, црна крутина са љубичастим призвуком; и астатине, тамне и сјајне металне чврсте масе.

Халогени могу да реагују са скоро свим елементима периодног система, чак и са неким племенитим гасовима (као што су ксенон и криптон). Када то ураде, они могу оксидовати атоме до њихових позитивнијих оксидационих стања, претварајући их у моћне оксидационе агенсе.

Они такође дају специфична својства молекулима када везују или замењују неке од својих атома. Ови типови једињења се називају халиди. У ствари, халиди су главни природни извор халогена, а многи од њих су растворени у мору или су део минерала; такав је случај са флуоритом (ЦаФ₂).

И халогени и халиди имају широк спектар примена; од индустријске или технолошке, да једноставно нагласимо укус одређене хране као и камену со (натријум хлорид).

Индек

• 1 Физичка и хемијска својства
• 2 Молекуларне структуре
  • 2.1 Интермолекуларне интеракције
• 3 Халурос
• 4 Усес
  • 4.1 Хлор
  • 4.2 Бром
  • 4.3 Јод
  • 4.4 Флуор
  • 4.5 Астатус
• 5 Референце

Физичке и хемијске особине

Атомске тежине

Флуор (Ф) 18.99 г / мол; Хлор (Цл) 35.45 г / мол; Бром (Бр) 79.90 г / мол; Јод (И) 126.9 г / мол и Астин (Ат) 210 г / мол,

Физичко стање

Ф газно; Цл гасеоус; Бр текућина; Чврста и чврста Ат.

Боја

Ф, бледо жуто-браон; Цл, бледо зелена; Бр, црвенкасто-браон; И, љубичаста и Ат, металик црна * * (претпоставља се)

Тачке топљења

Ф -219,6 ° Ц; Цл -101,5 ° Ц; Бр -7.3 ° Ц; И 113.7º Ц и 302º Ц.

Боилинг поинтс

Ф -118,12 ° Ц; Цл -34,04 Ц; Бр 58,8 ° Ц; И 184.3º Ц и? 337º Ц.

Густина на 25 ° Ц

Ф-0,0017 г / цм³; Цл - 0,0032 г / цм³; Бр - 3.102 г / цм³; И- 4.93 г / цм³ и Ат- 6,2-6,5 г / цм³

Растворљивост у води

Цл - 0.091 ммол / цм³; Бр - 0,21 ммол / цм³ и И - 0.0013 ммол / цм³.

Ионизациона енергија

Ф-1681 кЈ / мол; Цл - 1.251 кЈ / мол; Бр - 1,140 кЈ / мол; И-1,008 кЈ / мол и Ат-890 кЈ / мол.

Електронегативност

Ф- 4.0; Цл-3.0; Бр- 2.8; И- 2,5 и Ат-2,2.

Халогени имају 7 електрона у њиховој валентној љусци, па стога и њихову велику похлепу да би добили електрон. Такође, халогени имају високу електронегативност због малих атомских полупречника и велике привлачности нуклеуса на валентне електроне..

Реактивност

Халогени су високо реактивни, што би објаснило њихову токсичност. Поред тога, они су оксидациона средства.

Редослед смањења реактивности је: Ф> Цл> Бр> И> Ат.

Природа државе

Због своје високе реактивности халогени атоми нису у природи слободни; али они формирају агрегате или као дијатомејске молекуле повезане ковалентним везама.

Молекуларне структуре

Халогени не постоје у природи као елементарни атоми, већ као двоатомски молекули. Међутим, сви они имају заједничко да имају линеарну молекуларну структуру, а једина разлика лежи у дужини њихових веза и њиховим интермолекуларним интеракцијама..

Линеарни молекули Кс-Кс (Кс₂) карактеришу нестабилност, јер оба атома снажно привлаче пар електрона према њима. Зашто? Зато што њихови спољни електрони доживљавају веома високо ефективно нуклеарно пуњење, Зеф. Што је већи Зеф, мања је удаљеност Кс-Кс везе.

Како се спушта кроз групу, Зеф слаби и стабилност ових молекула се повећава. Према томе, редослед пада реактивности је: Ф₂> Цл₂> Бр₂> И₂. Међутим, неприкладно је упоређивати астат са флуором, јер је непознатих изотопа довољно стабилан због своје радиоактивности.

Интермолекуларне интеракције

С друге стране, њиховим молекулима недостаје диполни моменат, који је аполаран. Ова чињеница је одговорна за његове слабе интермолекуларне интеракције, чија је једина латентна сила дисперзија или Лондон, који је пропорционалан атомској маси и молекуларној површини..

На овај начин, мали молекул Ф₂ нема довољно масе или електрона да формира чврсту масу. За разлику од мене₂, молекула јода, који, међутим, остаје чврста твар која даје паре љубичасте боје.

Бром представља средњи пример између оба краја: Бр молекула₂ довољно су у интеракцији да се прикажу у течном стању.

Астатус се вероватно због свог повећаног металног карактера не представља као Ат₂ али као атоми који формирају металне везе.

Што се тиче боја (жуто-жуто-зелено-црвено-љубичасто-црна), најприкладније објашњење се заснива на теорији молекуларне орбите (ТОМ). Енергетска раздаљина између последње пуне молекуларне орбите и следеће највеће енергије (анти-бонд), превазиђена је апсорпцијом фотона са све већим таласним дужинама.

Халурос

Халогени реагују у облику халида, било да су неоргански или органски. Најпознатији су водоник халогениди: водоник флуорид (ХФ), хлороводоник (ХЦл), бромоводоник (ХБр) и водоник јодид (ХИ)..

Сви они растворени у води стварају киселе растворе; тако да киселина може да деградира било који стаклени контејнер. Поред тога, полазни материјали се разматрају за синтезу екстремно јаких киселина.

Постоје и такозвани метални халиди који имају хемијске формуле које зависе од валенције метала. На пример, халогениди алкалних метала имају формулу МКС, и они обухватају: НаЦл, натријум хлорид; КБр, калијум бромид; ЦсФ, цезијум флуорид; и ЛиИ, литијум јодид.

Халиди земноалкалних метала, прелазних метала или метала блока п, имају формулу МКС_н, где је н позитиван набој метала. Дакле, неки од њих су: ФеЦл₃, фериц трихлорид; МгБр₂, магнезијум бромид; АлФ₃, алуминијум трифлуорид; и ЦуИ₂, цуприц јодиде.

Међутим, халогени могу такође да формирају везе са атомима угљеника; према томе, они могу да се мешају у сложени свет органске хемије и биохемије. Ова једињења се називају органски халиди и имају општу хемијску формулу РКС, где је Кс било који од халогена.

Усес

Хлор

У индустрији

-Бром и хлор се користе у текстилној индустрији за бељење и третирање вуне, чиме се спречава скупљање када је влажан.

-Користи се као дезинфекционо средство за дитритус и за пречишћавање воде за пиће и базена. Осим тога, једињења која се добијају из хлора се користе у праоницама и индустрији папира.

-Пронаћи употребу у производњи специјалних батерија и клорираних угљоводоника. Користи се и за прераду меса, поврћа, рибе и воћа. Такође, хлор делује као бактерицидно средство.

-Користи се за чишћење и дестанизацију коже, као и за бељење целулозе. Некада је коришћен азотни трихлорид као средство за избјељивање и брашно.

-Гас фосфена (ЦОЦл₂) се користи у бројним индустријским процесима синтезе, као иу производњи војних гасова. Фосфена је врло отровна и одговорна је за бројне смрти у Првом свјетском рату, гдје је кориштен плин.

-Овај гас се такође налази у инсектицидима и фумигантима.

-НаЦл је веома богата сол која се користи за обрађивање хране и конзервирање стоке и живинског меса. Осим тога, користи се у текућинама за рехидрацију тијела, и орално и интравенозно.

Ин медицине

-Атоми халогена који се везују за лекове чине их више липофилним. Ово дозвољава лековима да лакше прелазе ћелијске мембране које се растварају у липидима који га формирају.

-Хлор се дифундује у неуроне централног нервног система кроз јонске канале везане за ГАБА рецепторе неуротрансмитера, стварајући седативно дејство. То је механизам деловања неколико анксиолитика.

-ХЦл је присутан у желуцу, где интервенише стварајући редукциону средину која погодује преради хране. Поред тога, ХЦл активира пепсин, ензим који иницира хидролизу протеина, пре интестиналне апсорпције протеинског материјала..

Отхерс

-Хлороводонична киселина (ХЦл) се користи у чишћењу купатила, у наставним и истраживачким лабораторијама иу многим индустријама.

-ПВЦ (поливинил хлорид) је полимер винил хлорида који се користи у одећи, подним плочицама, електричним кабловима, цревима, цевима, конструкцијама за напухавање и цреповима. Поред тога, хлор се користи као посредник у производњи других пластичних материјала.

-Хлор се користи у екстракцији брома.

-Метил хлорид служи као анестетик. Такође се користи у производњи одређених силиконских полимера и екстракцији масти, уља и смола.

-Хлороформ (ЦХЦл₃) је растварач који се користи у многим лабораторијама, посебно у лабораторијама органске хемије и биохемије, од наставе до истраживачког.

-И на крају у погледу хлора, трихлоретилен се користи за одмашћивање металних делова.

Бром

-Бром се користи у процесу експлоатације злата и бушењу нафтних и гасних бушотина. Користи се као успоривач сагоревања у индустрији пластике и гаса. Бром изолује ватру са кисеоником, узрокујући да се гаси.

-Посредује у производњи хидрауличних течности, расхладних течности и одвлаживача и препарата за обликовање косе. Калијум бромид се користи у производњи плоча и фото папира.

-Калијум бромид се такође користи као антиконвулзив, али због могућности да сол може изазвати неуролошку дисфункцију, њена употреба је смањена. Поред тога, још једна од уобичајених примена је таблета за мерење чврстих узорака инфрацрвене спектроскопије.

-Бромна једињења су присутна у лековима који се користе у лечењу пнеумоније. Такође, једињења брома су инкорпорирана у лекове који се користе у испитивањима која се изводе у лечењу Алцхајмерове болести.

-Бром се користи за смањење контаминације живом у електранама које користе угаљ као гориво. Користи се иу текстилној индустрији за креирање боја различитих боја.

-Бром метил је коришћен као пестицид за прскање земљишта и станова, али је његов штетан утицај на озон ограничио његову употребу..

-Халогене лампе су жаруље и додавање малих количина брома и јода омогућава смањење величине сијалица.

Јод

-Јод интервенише у функционисању штитне жлезде, хормона који регулише метаболизам тела. Штитна жлезда излучује хормоне Т3 и Т4, који дјелују на циљне органе. На пример, хормонско деловање на срчани мишић узрокује повећање крвног притиска и откуцаја срца.

-Исто тако, јод се користи у идентификацији присуства скроба. Сребрни јодид је реагенс који се користи у откривању фотографија.

Флуор

-Нека једињења флуора се додају зубним пастама како би се спречио настанак каријеса. Деривати флуора су присутни у неколико анестетика. У фармацеутској индустрији инкорпорирају флуор у лекове за проучавање могућих побољшања њихових ефеката на организам.

-Хидрофлуорна киселина се користи за сагоревање стакла. Такође у производњи халона (гасови за гашење пожара, као што је фреон). Једињење флуора се користи у електролизи алуминијума да би се постигло његово пречишћавање.

-Антирефлективни премази садрже једињење флуора. Користи се у производњи плазма екрана, равних екрана и микроелектромеханичких система. Флуор је такође присутан у глини која се користи у некој керамици.

Астатус

Сматра се да астат може да допринесе јоду у регулацији функционисања штитне жлезде. Такође, његов радиоактивни изотоп (²¹⁰Ат) се користи у студијама рака код мишева.

Референце

1. Енциклопедија здравља и сигурности на раду. Халогени и њихова једињења. [ПДФ] Преузето из:
2. емплоимент.гоб.ес
3. Цхемистри ЛибреТектс. Група 17: Општа својства халогена. Преузето са: цхем.либретектс.орг
4. Википедиа. (2018). Халоген Такен фром: ен.википедиа.орг
5. Јим Цларк (Мај 2015). Атомска и физичка својства елемената групе 7 (Халогени). Преузето из: цхемгуиде.цо.ук
6. Вхиттен, К.В., Давис, Р.Е., Пецк, М.Л. анд Станлеи, Г.Г. Цхемистри (2003), 8тх ед. Ценгаге Леарнинг.
7. Елементи Халогени Преузето из: елементос.орг.ес
8. Бровн, Лаурел. (24. април 2017.) Карактеристике халогена. Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом