Halogenii sunt un grup de elemente chimice care cuprind grupa 17 a tabelului periodic, inclusiv fluorul, clorul, bromul, iodul și astatina. Aceștia posedă proprietăți unice, cum ar fi reactivitate ridicată, puncte de topire și fierbere scăzute și sunt cunoscuți pentru capacitatea lor de a forma compuși stabili cu alte elemente. Structurile lor moleculare sunt caracterizate prin faptul că au șapte electroni de valență, ceea ce îi face foarte electronegativi. Halogenii sunt utilizați pe scară largă în diverse aplicații, cum ar fi producția de substanțe chimice, medicamente, agenți de curățare, dezinfectanți și industria semiconductorilor. În acest articol, vom explora mai multe despre proprietățile, structurile și utilizările halogenilor.
Caracteristicile chimice ale halogenilor: principalele proprietăți evidențiate.
Halogenii sunt un grup de elemente chimice care include fluorul, clorul, bromul, iodul și astatina. Aceștia au caracteristici chimice unice care îi diferențiază de alte elemente din tabelul periodic.
Una dintre principalele proprietăți ale halogenilor este reactivitatea lor ridicată. Aceștia tind să formeze compuși cu ușurință, în principal prin formarea de legături covalente. Această reactivitate se datorează electronegativității lor ridicate, ceea ce îi face capabili să atragă electroni de la alți atomi.
O altă caracteristică frapantă a halogenilor este culoarea lor. Fluorul și clorul sunt gaze galben-verzui, bromul este un lichid roșu închis, iodul este un solid violet, iar astatina este un solid negru. Această colorare particulară este o modalitate de a identifica halogenii.
În plus, halogenii sunt cunoscuți pentru toxicitatea lor. Fluorul, de exemplu, este foarte otrăvitor în forma sa pură și poate provoca vătămări grave dacă este ingerat. Clorul, pe de altă parte, este utilizat ca dezinfectant în piscine și sisteme de tratare a apei datorită proprietăților sale antimicrobiene.
Pe scurt, halogenii sunt elemente chimice cu proprietăți unice, cum ar fi reactivitate ridicată, colorare caracteristică și toxicitate. Aceștia joacă un rol important în diverse procese chimice și au o varietate de utilizări în diferite industrii.
Principalii agenți chimici halogeni utilizați în procesele industriale și în tratarea apei.
Halogenii sunt elemente chimice din grupa 17 a tabelului periodic, cunoscute pentru proprietățile lor reactive și versatilitatea în diverse procese industriale și de tratare a apei. Principalii agenți chimici halogenați utilizați sunt clorul, fluorul, bromul și iodul.
O Cloro Clorul este unul dintre cei mai utilizați halogeni în industrie, fiind utilizat în fabricarea substanțelor chimice, purificarea apei și albirea hârtiei și a textilelor. În plus, clorul este esențial în procesul de dezinfecție a apei, eliminând microorganismele și asigurând siguranța pentru consumul uman.
O fluor De asemenea, joacă un rol important în procesele industriale, fiind utilizat în producerea de compuși chimici, în fabricarea sticlei și în stomatologie, prin fluorizarea apei și utilizarea pastelor de dinți cu fluor pentru prevenirea cariilor.
O brom Este utilizat în principal în producția de substanțe chimice precum ignifuge, pesticide și medicamente. Bromul este utilizat și în tratarea apei din piscine și spa-uri, acționând ca un dezinfectant și oxidant eficient.
O iod Este utilizat în industria farmaceutică, în fabricarea coloranților și în producția chimică. În plus, iodul este utilizat în tratarea apei pentru a elimina bacteriile, virusurile și paraziții, asigurând calitatea apei pentru consumul uman.
În concluzie, agenții chimici halogenați joacă un rol fundamental în procesele industriale și de tratare a apei, contribuind la sănătatea și siguranța populației și la dezvoltarea diverselor activități productive.
Identificarea halogenilor: tehnici simple pentru recunoașterea elementelor chimice din familia halogenilor.
Halogenii sunt un grup de elemente chimice care cuprinde fluor, clor, brom, iod și astatină. Aceștia posedă proprietăți unice, cum ar fi reactivitate ridicată și afinitate electronică. Pentru a identifica halogenii, există câteva tehnici simple care pot fi utilizate.
Una dintre cele mai comune metode de identificare a halogenilor este prin testul cu flacără. La încălzirea unui compus care conține un halogen, flacăra va emite o culoare caracteristică, care variază în funcție de elementul prezent. De exemplu, fluorul produce o flacără galben pal, în timp ce clorul emite o culoare verde intens.
O altă tehnică de identificare a halogenilor este testul cu apă cu brom. Când apa cu brom este adăugată la o substanță necunoscută, va apărea o schimbare specifică de culoare dacă sunt prezenți halogeni. Bromul, de exemplu, formează o soluție portocalie în contact cu apa.
În plus, halogenii pot fi identificați și prin teste chimice specifice, cum ar fi reacțiile de precipitare. De exemplu, adăugarea de azotat de argint la o soluție care conține un halogen va forma un precipitat caracteristic fiecărui element din familia halogenilor.
În concluzie, tehnicile simple de identificare a halogenilor includ testul cu flacără, testul cu brom în apă și teste chimice specifice. Aceste strategii sunt utile pentru recunoașterea elementelor chimice din familia halogenilor și pot fi aplicate în laboratoare și studii de chimie.
De ce sunt halogenii foarte reactivi și oxidanți în tabelul periodic?
Halogenii sunt un grup de elemente chimice extrem de reactive și oxidante din tabelul periodic. Acest lucru se datorează configurației lor electronice, în special prezenței unui electron mai puțin în stratul lor de valență. Halogenii includ fluorul, clorul, bromul, iodul și astatina și toți prezintă această caracteristică distinctivă.
Cu un singur electron lipsă din stratul lor de valență, halogenii caută constant electroni pentru a obține stabilitate. Acest lucru îi face extrem de reactivi, deoarece sunt pregătiți să reacționeze cu alte elemente pentru a câștiga sau a partaja electroni. Această tendință de a câștiga electroni îi face oxidanți excelenți, capabili să extragă electroni din alte elemente în reacțiile chimice.
În plus, halogenii posedă o electronegativitate ridicată, ceea ce înseamnă că au o atracție puternică față de electroni. Acest lucru îi face și mai predispuși să formeze legături ionice sau covalente cu alte elemente, rezultând compuși chimici stabili. Această capacitate de a forma o varietate de compuși îi face extrem de versatili în ceea ce privește aplicațiile lor în industrie și cercetarea științifică.
În concluzie, halogenii sunt extrem de reactivi și oxidanți datorită configurației lor electronice, electronegativității și tendinței de a câștiga electroni pentru a obține stabilitate. Aceste caracteristici unice îi fac elemente esențiale în chimia modernă și într-o varietate de aplicații industriale și științifice.
Halogeni: proprietăți, structuri și utilizări
Os halogeni Halogenii sunt elemente nemetalice care aparțin grupei VIIA sau 17 din tabelul periodic. Au electronegativitate ridicată și afinitate electronică mare, ceea ce afectează semnificativ natura ionică a legăturilor lor cu metalele. Cuvântul „halogeni” este de origine greacă și înseamnă „formator de sare”.
Dar ce sunt acești halogeni? Fluor (F), clor (Cl), brom (Br), iod (I) și elementul efemer, radioactiv, acetat (At). Sunt atât de reactivi încât reacționează între ei pentru a forma molecule diatomice: F 2 ,Cl 2 , Fr 2 , I 2 și La 2 Aceste molecule sunt caracterizate prin proprietăți structurale similare (molecule liniare), deși cu stări fizice diferite.
În imaginea de mai sus, sunt arătați trei halogeni. De la stânga la dreapta: clor, brom și iod. Nici fluorul, nici astatina nu pot fi depozitate în recipiente de sticlă, deoarece aceasta din urmă nu poate rezista proprietăților lor corozive. Observați cum se schimbă proprietățile organoleptice ale halogenilor pe măsură ce treceți la elementul iod.
Fluorul este un gaz gălbui; clorul este, de asemenea, un gaz galben-verzui; bromul este un lichid roșiatic închis; iodul este un solid negru cu ochi violet; iar astaticul este un solid metalic închis la culoare și strălucitor.
Halogenii sunt capabili să reacționeze cu aproape toate elementele din tabelul periodic, chiar și cu unele gaze nobile (cum ar fi xenonul și kriptonul). Când fac acest lucru, pot oxida atomii în stările lor de oxidare cele mai pozitive, transformându-i în agenți oxidanți puternici.
În mod similar, ele conferă proprietăți specifice moleculelor atunci când leagă sau înlocuiesc unii dintre atomii lor. Aceste tipuri de compuși se numesc halogenuri. De fapt, halogenurile sunt principala sursă naturală de halogeni, iar mulți dintre ei sunt dizolvați în mare sau fac parte din minerale; cum ar fi fluoritul (CaF 2 ).
Halogenii și halogenurile au o gamă largă de utilizări; de la industriale sau tehnologice, până la simpla îmbunătățire a aromei anumitor alimente, la fel ca și sarea grunjoasă (clorura de sodiu).
Proprietăți fizice și chimice
Greutăți atomice
Fluor (F) 18,99 g/mol; Clor (Cl) 35,45 g/mol; Brom (Br) 79,90 g/mol; Iod (I) 126,9 g/mol și Astatină (At) 210 g/mol,
Starea fizică
Gaz gazos; Cl gazos; Br lichid; Eu solid și Eu solid.
Cor
F, galben-maroniu pal; Cl, verde pal; Br, roșiatic-maroniu; I, violet; și At, negru metalic * * (presupus)
Punctele de topire
F -219,6º C; Cl -101,5º C; Br -7,3º C; I 113,7º C și 302º C.
Puncte de fierbere
F -118,12°C; Cl -34,04°C; Br 58,8°C; I 184,3º C și? La 337º C.
Densitate la 25°C
F- 0,0017 g/cm 3 ; Cl 0,0032 g / cm 3 ; Br- 3,102 g/cm 3 ; I- 4,93 g/cm 3 și At- 6,2-6,5 g/cm 3
Solubilitate în apă
0,091 mmol Cl/cm 3 Br- 0,21 mmol/cm 3 și I- 0,0013 mmol/cm 3 .
Energia de ionizare
F-1.681 kJ/mol; Cl-1.251 kJ/mol; Br-1.140 kJ/mol; I-1.008 kJ/mol și At-890 kJ/mol.
Electronegativitate
F-4.0; Cl-3,0; Br-2,8; I-2.5 și At-2.2.
Halogenii au șapte electroni de valență, de unde și marea lor dorință de a câștiga un electron. În plus, halogenii au electronegativitate ridicată datorită razelor lor atomice mici și atracției puternice pe care nucleul o exercită asupra electronilor de valență.
Reactivitate
Halogenii sunt foarte reactivi, ceea ce ar explica toxicitatea lor. În plus, sunt agenți oxidanți.
Ordinea descrescătoare a reactivității este: F > Cl > Br > I > At.
Stat în natură
Datorită reactivității lor ridicate, atomii de halogen nu sunt liberi în natură; ci formează agregate sau molecule diatomice legate prin legături covalente.
Structuri moleculare
Halogenii nu există în natură ca atomi elementari, ci ca molecule diatomice. Cu toate acestea, toți au în comun o structură moleculară liniară, singurele diferențe fiind lungimea legăturilor lor și interacțiunile intermoleculare.
Moleculele liniare XX (X 2 ) sunt caracterizate prin instabilitate, deoarece ambii atomi atrag puternic perechea de electroni către ei. Deoarece electronii lor exteriori sunt supuși unei sarcini nucleare efective foarte mari, Zef. Cu cât Zef este mai mare, cu atât distanța de legătură XX este mai scurtă.
Pe măsură ce coborâm în grup, Zef devine mai slab, iar stabilitatea acestor molecule crește. Astfel, ordinea descrescătoare a reactivității este: F 2 > Cl 2 > Br 2 > Eu 2 Cu toate acestea, este incongruent să se compare astatina cu fluorura, deoarece nu există suficienți izotopi stabili cunoscuți datorită radioactivității lor.
Interacțiuni intermoleculare
Pe de altă parte, moleculele lor nu au moment dipolar, fiind nepolare. Acest fapt explică interacțiunile lor intermoleculare slabe, a căror singură forță latentă este dispersia London, care este proporțională cu masa atomică și aria moleculară.
În acest fel, molecula mică de F 2 nu are suficientă masă sau electroni pentru a forma un solid. Spre deosebire de I 2 , molecula de iod, care rămâne un solid ce emite vapori violet.
Bromul reprezintă un exemplu intermediar între cele două extreme: moleculele de Br 2 interacționează suficient pentru a se afla în stare lichidă.
Probabil că Astatic, datorită caracterului său metalic crescând, nu apare ca At 2, ci ca atomi care formează legături metalice.
În ceea ce privește culorile (galben-verzui-galben-roșu-violet-negru), cea mai potrivită explicație se bazează pe teoria orbitalului molecular (MOT). Distanța energetică dintre ultimul orbital molecular complet și următorul cu cea mai mare energie (a legăturii) este acoperită de absorbția unui foton cu lungimi de undă din ce în ce mai mari.
Halogenuri
Halogenii reacționează pentru a forma halogenuri, fie anorganice, fie organice. Cele mai cunoscute sunt halogenurile de hidrogen: fluorură de hidrogen (HF), clorură de hidrogen (HCl), bromură de hidrogen (HBr) și iodură de hidrogen (HI).
Toate acestea, atunci când sunt dizolvate în apă, produc soluții acide - atât de acide încât HF poate degrada orice recipient de sticlă. În plus, sunt considerate materii prime pentru sinteza acizilor extrem de puternici.
Există, de asemenea, așa-numitele halogenuri metalice, care au formule chimice care depind de valența metalului. De exemplu, halogenurile metalelor alcaline au formula MX, iar acestea includ: NaCl, clorură de sodiu; KBr, bromură de potasiu; CsF, fluorură de cesiu; și LiI, iodură de litiu.
Halogenurile metalelor alcalino-pământoase, ale metalelor de tranziție sau ale metalelor din blocul p au formula MX n , fiind sarcina pozitivă a metalului. Astfel, câteva exemple sunt: FeCl 3 , triclorură ferică; MgBr 2 , bromură de magneziu; AlF 3 , trifluorură de aluminiu; și Cul 2 , iodură cuprică.
Totuși, halogenii pot forma legături și cu atomii de carbon, interferând astfel în lumea complexă a chimiei organice și a biochimiei. Acești compuși se numesc halogenuri organice și au formula chimică generală RX, unde X este orice halogen.
aplicații
clor
În industrie
Bromul și clorul sunt folosite în industria textilă pentru albirea și tratarea lânii, prevenind contracția atunci când este umedă.
Este utilizat ca dezinfectant pentru deșeuri și pentru purificarea apei potabile și a piscinelor. Compușii derivați din clor sunt utilizați și în spălătorii și în industria hârtiei.
-Se utilizează la fabricarea bateriilor speciale și a hidrocarburilor clorurate. De asemenea, se utilizează în procesarea cărnii, legumelor, peștelui și fructelor. Clorul acționează și ca agent bactericid.
Se folosește pentru curățarea și lustruirea pielii și albirea celulozei. Anterior, triclorura de azot era folosită ca înălbitor și ca balsam pentru făină.
-Posfen gazos (COCl3 2 ) este utilizat în numeroase procese industriale de sinteză, precum și în fabricarea gazelor militare. Fosfenul este foarte toxic și a fost responsabil pentru numeroase decese în timpul Primului Război Mondial, unde a fost folosit gazul.
-Acest gaz se găsește și în insecticide și fumiganți.
NaCl este o sare foarte abundentă folosită pentru asezonarea alimentelor și conservarea cărnii și a păsărilor de curte. De asemenea, este utilizată în fluidele de rehidratare orală și intravenoasă.
În medicină
Atomii de halogen care se leagă de medicamente le fac mai lipofile. Acest lucru permite medicamentelor să traverseze mai ușor membranele celulare, dizolvându-se în lipidele care le formează.
Clorul difuzează în neuronii sistemului nervos central prin canalele ionice legate de receptorii neurotransmițătorilor GABA, producând un efect sedativ. Acesta este mecanismul de acțiune al mai multor anxiolitice.
HCl este prezent în stomac, unde acționează prin crearea unui mediu reducător ce favorizează procesarea alimentelor. În plus, HCl activează pepsina, o enzimă ce inițiază hidroliza proteinelor, o etapă premergătoare absorbției intestinale a materialului proteic.
Alte
Acidul clorhidric (HCl) este utilizat în curățarea toaletelor, în laboratoarele didactice și de cercetare și în multe industrii.
PVC-ul (clorură de polivinil) este un polimer de clorură de vinil utilizat în îmbrăcăminte, pardoseli, cabluri electrice, țevi flexibile, tuburi, structuri gonflabile și țigle. Clorul este folosit și ca intermediar în producția altor materiale plastice.
– Clorul este utilizat la extracția bromului.
Clorura de metil are funcție anestezică. De asemenea, este utilizată în prepararea anumitor polimeri siliconici și în extracția grăsimilor, uleiurilor și rășinilor.
– Cloroform (CHCl3 3 ) este un solvent utilizat în multe laboratoare, în special în laboratoarele de chimie organică și biochimie, de la predare la cercetare.
-Și în final, în ceea ce privește clorul, tricloretilena este utilizată pentru degresarea pieselor metalice.
Brom
Bromul este utilizat în mineritul aurului și în forajul de petrol și gaze. De asemenea, este utilizat ca agent ignifug în industria materialelor plastice și a gazelor. Bromul izolează focul de oxigen, provocând stingerea acestuia.
Este un intermediar în fabricarea fluidelor hidraulice, a agenților de răcire și dezumidificare și a preparatelor pentru coafarea părului. Bromura de potasiu este utilizată la fabricarea plăcilor fotografice și a hârtiei.
Bromura de potasiu este utilizată și ca anticonvulsivant, dar din cauza potențialului sării de a provoca disfuncții neurologice, utilizarea sa a fost redusă. O altă utilizare comună este ca tabletă pentru măsurători de probe prin spectroscopie în infraroșu în stare solidă.
Compușii bromici sunt prezenți în medicamentele utilizate pentru tratarea pneumoniei. Compușii bromici sunt prezenți și în medicamentele utilizate în studiile clinice pentru tratamentul bolii Alzheimer.
Bromul este utilizat pentru a reduce contaminarea cu mercur în centralele electrice pe cărbune. De asemenea, este utilizat în industria textilă pentru a crea coloranți de diferite culori.
Metilbromul a fost utilizat ca pesticid pentru fumigația solului și a locuințelor, dar efectul său nociv asupra stratului de ozon i-a limitat utilizarea.
-Lămpile cu halogen sunt incandescente, iar adăugarea unor cantități mici de brom și iod permite reducerea dimensiunilor lămpilor.
Iod
Iodul este implicat în funcționarea glandei tiroide, un hormon care reglează metabolismul organismului. Glanda tiroidă secretă hormonii T3 și T4, care își exercită acțiunea asupra organelor țintă. De exemplu, acțiunea hormonală asupra mușchiului inimii provoacă o creștere a tensiunii arteriale și a ritmului cardiac.
În plus, iodul este utilizat pentru a identifica prezența amidonului. Iodura de argint este un reactiv utilizat în developarea foto.
fluorului
Unii compuși cu fluorură sunt adăugați în pastele de dinți pentru a preveni cariile. Derivații de fluorură sunt prezenți în diverse anestezice. Industria farmaceutică încorporează fluorura în medicamente pentru a studia potențialele îmbunătățiri ale efectelor acestora asupra organismului.
Acidul fluorhidric este utilizat pentru gravarea sticlei. De asemenea, este utilizat în producerea de haloni (gaze de stingere, cum ar fi freonul). Un compus fluorin este utilizat în electroliza aluminiului pentru a realiza purificarea acestuia.
Acoperirile antireflexive conțin un compus fluorin. Acesta este utilizat în fabricarea afișajelor cu plasmă, a afișajelor cu ecran plat și a sistemelor microelectromecanice. Fluorul este prezent și în argila utilizată în unele tipuri de ceramică.
astatin
Se crede că astado-ul ar putea contribui la reglarea funcționării glandei tiroide prin intermediul iodului. În plus, izotopul său radioactiv ( 210 At) a fost utilizată în studiile despre cancer la șoareci.
Referințe
- Enciclopedie de sănătate și securitate în muncă. Halogeni și compușii acestora. [PDF]. Preluat de la:
- Employment.gob.es
- Chimie LibreTexts. Grupa 17: Proprietăți generale ale halogenilor. Preluat de la: chem.libretexts.org
- Wikipedia (2018). Halogen Preluat de la: en.wikipedia.org
- Jim Clark (mai 2015). Proprietățile atomice și fizice ale elementelor din grupa 7 (halogenii). Preluat de la: chemguide.co.uk
- Whitten, KW, Davis, RE, Peck, ML și Stanley, GG Chemistry (2003), ediția a 8-a. Cengage Learning
- Elemente halogene preluate de la: elements.org.es
- Laur brun. (24 aprilie 2017). Caracteristicile halogenului. Scienceing. Accesat de la: scienceing.com