Халогени су група хемијских елемената који чине 17. групу периодног система, укључујући флуор, хлор, бром, јод и астатин. Поседују јединствена својства, као што су висока реактивност, ниске тачке топљења и кључања, и познати су по својој способности да формирају стабилна једињења са другим елементима. Њихове молекуларне структуре карактерише седам валентних електрона, што их чини веома електронегативним. Халогени се широко користе у различитим применама, као што су производња хемикалија, лекова, средстава за чишћење, дезинфекционих средстава и полупроводничка индустрија. У овом чланку ћемо истражити више о својствима, структурама и употреби халогена.
Хемијске карактеристике халогена: истакнута главна својства.
Халогени су група хемијских елемената која обухвата флуор, хлор, бром, јод и астатин. Имају јединствене хемијске карактеристике које их разликују од осталих елемената у периодном систему елемената.
Једно од главних својстава халогена је њихова висока реактивност. Они имају тенденцију да лако формирају једињења, првенствено кроз формирање ковалентних веза. Ова реактивност је последица њихове високе електронегативности, што их чини способним да привлаче електроне из других атома.
Још једна упечатљива карактеристика халогена је њихова боја. Флуор и хлор су зеленкасто-жути гасови, бром је тамноцрвена течност, јод је љубичаста чврста супстанца, а астатин је црна чврста супстанца. Ова необична обојеност је један од начина за идентификацију халогена.
Штавише, халогени су познати по својој токсичности. Флуор, на пример, је веома отрован у свом чистом облику и може изазвати озбиљне повреде ако се прогута. Хлор се, с друге стране, користи као дезинфекционо средство у базенима и системима за пречишћавање воде због својих антимикробних својстава.
Укратко, халогени су хемијски елементи са јединственим својствима, као што су висока реактивност, карактеристична обојеност и токсичност. Они играју важну улогу у различитим хемијским процесима и имају разноврсну употребу у различитим индустријама.
Главни халогени хемијски агенси који се користе у индустријским процесима и пречишћавању воде.
Халогени су хемијски елементи у 17. групи периодног система елемената, познати по својим реактивним својствима и свестраној употреби у разним индустријским процесима и процесима пречишћавања воде. Главни халогеновани хемијски агенси који се користе су хлор, флуор, бром и јод.
O цлоро Хлор је један од најчешће коришћених халогена у индустрији, који се користи у производњи хемикалија, пречишћавању воде и бељењу папира и текстила. Штавише, хлор је неопходан у процесу дезинфекције воде, елиминишући микроорганизме и обезбеђујући безбедност за људску употребу.
O флуор Такође игра важну улогу у индустријским процесима, користи се у производњи хемијских једињења, у производњи стакла и у стоматологији, кроз флуоризацију воде и употребу флуоридних пасти за зубе за спречавање каријеса.
O бромо Првенствено се користи у производњи хемикалија као што су успоривачи горења, пестициди и лекови. Бром се такође користи у третману воде у базенима и спа центрима, делујући као ефикасно дезинфекционо средство и оксиданс.
O јод Користи се у фармацеутској индустрији, производњи боја и хемијској производњи. Штавише, јод се користи у пречишћавању воде како би се елиминисале бактерије, вируси и паразити, обезбеђујући квалитет воде за људску употребу.
Укратко, халогеновани хемијски агенси играју фундаменталну улогу у индустријским процесима и процесима пречишћавања воде, доприносећи здрављу и безбедности становништва и развоју разних производних активности.
Идентификација халогена: једноставне технике за препознавање хемијских елемената у породици халогена.
Халогени су група хемијских елемената која обухвата флуор, хлор, бром, јод и астат. Поседују јединствена својства, као што су висока реактивност и афинитет према електрону. За идентификацију халогена може се користити неколико једноставних техника.
Један од најчешћих начина за идентификацију халогена јесте тест пламена. Приликом загревања једињења које садржи халоген, пламен ће емитовати карактеристичну боју, која варира у зависности од присутног елемента. На пример, флуор производи бледожути пламен, док хлор емитује тамнозелену боју.
Друга техника за идентификацију халогена је тест бромне воде. Када се бромна вода дода непознатој супстанци, доћи ће до специфичне промене боје ако су присутни халогени. Бром, на пример, формира наранџасти раствор када је у контакту са водом.
Штавише, халогени се такође могу идентификовати специфичним хемијским тестовима, као што су реакције таложења. На пример, додавањем сребрног нитрата раствору који садржи халоген формираће се талог карактеристичан за сваки елемент у породици халогена.
Укратко, једноставне технике за идентификацију халогена укључују тест пламена, тест бромне воде и специфичне хемијске тестове. Ове стратегије су корисне за препознавање хемијских елемената породице халогена и могу се применити у лабораторијама и хемијским студијама.
Зашто су халогени веома реактивни и оксидативни на периодном систему?
Халогени су група високо реактивних и оксидујућих хемијских елемената у периодном систему. То је због њихове електронске конфигурације, тачније присуства једног електрона мање у њиховој валентној љусци. Халогени укључују флуор, хлор, бром, јод и астатин, и сви показују ову посебну карактеристику.
Са само једним електроном који недостаје у њиховој валентној љусци, халогени стално траже електроне како би постигли стабилност. То их чини веома реактивним, јер су спремни да реагују са другим елементима како би добили или поделили електроне. Ова тенденција ка добијању електрона чини их одличним оксидансима, способним да одузимају електроне од других елемената у хемијским реакцијама.
Штавише, халогени поседују високу електронегативност, што значи да имају јаку привлачност према електронима. Због тога су још склонији формирању јонских или ковалентних веза са другим елементима, што резултира стабилним хемијским једињењима. Ова способност формирања разноврсних једињења чини их изузетно свестраним у погледу њихове примене у индустрији и научним истраживањима.
Укратко, халогени су веома реактивни и оксидативни због своје електронске конфигурације, електронегативности и склоности ка добијању електрона ради постизања стабилности. Ове јединствене карактеристике чине их неопходним елементима у модерној хемији и разним индустријским и научним применама.
Халогени: својства, структуре и употреба
Os халогени Халогени су неметални елементи који припадају VIIA групи или 17 периодног система елемената. Имају високу електронегативност и висок афинитет према електрону, што значајно утиче на јонску природу њихових веза са металима. Реч „халогени“ је грчког порекла и значи „они који стварају соли“.
Али шта су ови халогени? Флуор (F), хлор (Cl), бром (Br), јод (I) и ефемерни, радиоактивни елемент ацетат (At). Они су толико реактивни да реагују једни са другима и формирају двоатомске молекуле: F 2 , Цл 2 , Бр 2 , Ја 2 и на 2 Ови молекули се карактеришу сличним структурним својствима (линеарни молекули), 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 чувати у стакленим посудама, јер ови други не могу да издрже њихова корозивна својства. Обратите пажњу на то како се органолептичка својства халогена мењају како се крећете низ групу до елемента јод.
Флуор је жућкасти гас; хлор је такође жуто-зелени гас; бром је тамноцрвенкаста течност; јод је црна чврста супстанца са љубичастим очима; а астатик је тамна, сјајна метална чврста супстанца.
Халогени су способни да реагују са скоро свим елементима у периодном систему, чак и са неким племенитим гасовима (као што су ксенон и криптон). Када то ураде, могу оксидовати атоме у њиховим најпозитивнијим оксидационим стањима, трансформишући их у моћна оксидациона средства.
Слично томе, они дају специфична својства молекулима када се вежу или замењују неке од својих атома. Ове врсте једињења се називају халиди. У ствари, халиди су главни природни извор халогена, а многи од њих су растворени у мору или су део минерала; као што је флуорит (CaF 2 ).
Халогени и халиди имају широк спектар употреба; од индустријске или технолошке, до једноставног побољшања укуса одређене хране, као што то чини камена со (натријум хлорид).
Проприедадес фисицас е куимицас
Атомске тежине
Флуор (F) 18,99 г/мол; Хлор (Cl) 35,45 г/мол; Бром (Br) 79,90 г/мол; Јод (I) 126,9 г/мол и астатин (At) 210 г/мол,
Физичко стање
Гасовити гас; Cl гас; течни Br; чврсти и чврсти Eu.
Кор
F, бледо жуто-смеђа; Cl, бледо зелена; Br, црвенкасто-смеђа; I, љубичаста; и At, метално црна * * (претпостављено)
Тачке топљења
F -219,6º C; Cl -101,5º C; Br -7,3 ° C; I 113,7º C и 302º C.
Тачке кључања
F -118,12°C; Cl -34,04°C; Br 58,8°C; I 184,3ºC и? На 337ºC.
Густина на 25°C
F- 0,0017 г/цм 3 ; Cl 0,0032 г/цм 3 Br - 3,102 g/cm 3 ; I- 4,93 г/цм 3 и At- 6,2-6,5 г/цм 3
Растворљивост у води
0,091 mmol Cl/cm 3 Br- 0,21 mmol/cm 3 и I- 0,0013 mmol/cm 3 .
Енергија јонизације
F-1.681 kJ/mol; Cl-1.251 kJ/mol; Br-1.140 kJ/mol; I-1.008 kJ/mol и At-890 kJ/mol.
Електронегативност
F-4.0; Cl-3,0; Br-2,8; I-2.5 и At-2.2.
Халогени имају седам валентних електрона, па отуда њихова велика жеља да добију електрон. Штавише, халогени имају високу електронегативност због малих атомских радијуса и јаке привлачности коју језгро врши на валентне електроне.
Реактивност
Халогени су веома реактивни, што би објаснило њихову токсичност. Штавише, они су оксидациона средства.
Опадајући редослед реактивности је: F > Cl > Br > I > At.
Стање у природи
Због своје високе реактивности, атоми халогена нису слободни по природи; већ формирају агрегате или као двоатомске молекуле повезане ковалентним везама.
Молекуларне структуре
Халогени не постоје у природи као елементарни атоми, већ као двоатомски молекули. Међутим, свима њима је заједничка линеарна молекуларна структура, а једине разлике су дужина њихових веза и међумолекуларне интеракције.
Линеарни молекули XX (X 2 ) карактерише се тиме што су нестабилни, јер оба атома снажно привлаче електронски пар ка себи. Пошто њихови спољашњи електрони подлежу веома високом ефективном нуклеарном наелектрисању, Zef. Што је Zef већи, краћа је веза XX.
Како се крећете надоле низ групу, Zef постаје слабији и стабилност ових молекула се повећава. Дакле, опадајући редослед реактивности је: F 2 > Цл 2 > Бр 2 > И 2 Међутим, неспојиво је поредити астатин са флуоридом, јер нема довољно познатих стабилних изотопа због њихове радиоактивности.
Интермолекуларне интеракције
С друге стране, њиховим молекулима недостаје диполни момент, будући да су неполарни. Ова чињеница објашњава њихове слабе међумолекуларне интеракције, чија је једина латентна сила Лондонова дисперзија, која је пропорционална атомској маси и молекуларној површини.
На овај начин, мали молекул F 2 нема довољно масе или електрона да формира чврсто стање. За разлику од I 2 , молекул јода, који остаје чврста супстанца која емитује љубичасте паре.
Бром представља средњи пример између две крајности: молекули Br 2 довољно интерагују да буду у течном стању.
Астатик се вероватно, због свог све већег металног карактера, не појављује као Ат 2, већ као атоми који формирају металне везе.
Што се тиче боја (жута-зеленкасто-жута-црвена-љубичаста-црна), најприкладније објашњење заснива се на теорији молекуларних орбитала (МОО). Енергетска удаљеност између последње комплетне молекуларне орбитале и следеће највише енергије (везе) премошћује се апсорпцијом фотона са све дужим таласним дужинама.
Халогениди
Халогени реагују и формирају халиде, било неорганске или органске. Најпознатији су водоник-халогениди: водоник-флуорид (HF), водоник-хлорид (HCl), водоник-бромид (HBr) и водоник-јодид (HI).
Сви они, када се растворе у води, производе киселе растворе — толико киселе да HF може да разгради било коју стаклену посуду. Штавише, сматрају се почетним материјалима за синтезу изузетно јаких киселина.
Постоје и такозвани метални халиди, чије хемијске формуле зависе од валенције метала. На пример, халиди алкалних метала имају формулу MX, а то укључује: NaCl, натријум хлорид; KBr, калијум бромид; CsF, цезијум флуорид; и LiI, литијум јодид.
Халиди земноалкалних метала, прелазних метала или p-блок метала имају формулу MX n , што је позитивно наелектрисање метала. Дакле, неки примери су: FeCl 3 , фери трихлорид; MgBr 2 , магнезијум бромид; AlF 3 , алуминијум трифлуорид; и Cul 2 , бакар(II) јодид.
Међутим, халогени такође могу да формирају везе са атомима угљеника, чиме се мешају у сложени свет органске хемије и биохемије. Ова једињења се називају органски халиди и имају општу хемијску формулу RX, где је X било који халоген.
Употребе
хлор
У индустрији
-Бром и хлор се користе у текстилној индустрији за избељивање и третирање вуне, спречавајући скупљање када је мокра.
Користи се као дезинфекционо средство за отпад и за пречишћавање воде за пиће и базена. Једињења добијена хлором се такође користе у перионицама веша и индустрији папира.
-Користи се у производњи специјалних батерија и хлорисаних угљоводоника. Такође се користи у преради меса, поврћа, рибе и воћа. Хлор делује и као бактерицидно средство.
Користи се за чишћење и посветљивање коже и избељивање целулозе. Раније се азот-трихлорид користио као избељивач и средство за побољшање брашна.
-Фосфен гас (COCl 2 ) се користи у бројним индустријским синтезним процесима, као и у производњи војних гасова. Фосфен је веома токсичан и био је одговоран за бројне смрти током Првог светског рата, где је гас коришћен.
-Овај гас се такође налази у инсектицидима и фумигантима.
NaCl је веома распрострањена со која се користи за зачињавање хране и конзервирање меса и живине. Такође се користи у оралним и интравенским течностима за рехидратацију.
У медицини
-Атоми халогена који се везују за лекове чине их липофилнијим. То омогућава лековима да лакше пролазе кроз ћелијске мембране, растварајући се у липидима који их формирају.
Хлор дифузује у неуроне централног нервног система кроз јонске канале повезане са GABA неуротрансмитерским рецепторима, производећи седативни ефекат. Ово је механизам деловања неколико анксиолитика.
HCl је присутан у желуцу, где делује стварањем редукционе средине која погодује преради хране. Штавише, HCl активира пепсин, ензим који покреће хидролизу протеина, фазу која претходи апсорпцији протеинског материјала у цревима.
Други
-Хлороводонична киселина (HCl) се користи за чишћење тоалета, у наставним и истраживачким лабораторијама и у многим индустријама.
ПВЦ (поливинилхлорид) је полимер винилхлорида који се користи у одећи, подним облогама, електричним кабловима, флексибилним цевима, цевима, надуваним конструкцијама и кровним цреповима. Хлор се такође користи као међупроизвод у производњи других пластичних материјала.
– Хлор се користи за екстракцију брома.
Метил хлорид има анестетичку функцију. Такође се користи у припреми одређених силиконских полимера и у екстракцији масти, уља и смола.
– Хлороформ (CHCl 3 ) је растварач који се користи у многим лабораторијама, посебно у лабораторијама за органску хемију и биохемију, од наставе до истраживања.
-И на крају, што се тиче хлора, трихлоретилен се користи за одмашћивање металних делова.
Бромо
Бром се користи у рударству злата и бушењу нафте и гаса. Такође се користи као успоривач сагоревања у индустрији пластике и гаса. Бром изолује ватру од кисеоника, узрокујући њено гашење.
То је међупроизвод у производњи хидрауличних течности, средстава за хлађење и одвлаживање и препарата за обликовање косе. Калијум бромид се користи у производњи фотографских плоча и папира.
Калијум бромид се такође користи као антиконвулзив, али због потенцијалног утицаја соли на неуролошку дисфункцију, његова употреба је смањена. Још једна уобичајена употреба је као таблета за мерења узорака инфрацрвеном спектроскопијом у чврстом стању.
Једињења брома су присутна у лековима који се користе за лечење упале плућа. Једињења брома су такође присутна у лековима који се користе у испитивањима за лечење Алцхајмерове болести.
Бром се користи за смањење контаминације живом у термоелектранама на угаљ. Такође се користи у текстилној индустрији за стварање боја различитих боја.
-Метилбром се користио као пестицид за фумигацију земљишта и стамбених објеката, али његов штетан утицај на озонски омотач ограничио је његову употребу.
-Халогене лампе су инкандесцентне лампе, а додавање малих количина брома и јода омогућава смањење величине лампи.
Иодо
-Јод је укључен у функционисање штитне жлезде, хормона који регулише метаболизам тела. Штитна жлезда лучи хормоне Т3 и Т4, који делују на циљне органе. На пример, хормонско дејство на срчани мишић изазива повећање крвног притиска и срчане фреквенције.
-Поред тога, јод се користи за идентификацију присуства скроба. Сребрни јодид је реагенс који се користи у развијању фотографија.
Fluor
Нека једињења флуора се додају пастама за зубе како би се спречио каријес. Деривати флуора присутни су у разним анестетицима. Фармацеутска индустрија укључује флуор у лекове како би проучила потенцијална побољшања њихових ефеката на тело.
Флуороводонична киселина се користи за нагризање стакла. Такође се користи у производњи халона (гасови за гашење, као што је фреон). Једињење флуора се користи у електролизи алуминијума ради његовог пречишћавања.
Антирефлексни премази садрже једињење флуора. Ово се користи у производњи плазма дисплеја, равних дисплеја и микроелектромеханичких система. Флуор је такође присутан у глини која се користи у неким керамичким производима.
астатин
Сматра се да астадо може допринети јоду у регулисању функционисања штитне жлезде. Поред тога, његов радиоактивни изотоп ( 210 Ат) је коришћен у студијама рака код мишева.
Референце
- Енциклопедија безбедности и здравља на раду. Халогени и њихова једињења. [PDF]. Преузето из:
- Employment.gob.es
- Хемијски либретекстови. Група 17: Општа својства халогена. Преузето са: chem.libretexts.org
- Википедија (2018). Халоген Преузето са: en.wikipedia.org
- Џим Кларк (мај 2015). Атомска и физичка својства елемената у 7. групи (халогени). Преузето са: chemguide.co.uk
- Витен, КВ, Дејвис, РЕ, Пек, МЛ и Стенли, ГГ Хемија (2003), 8. издање. Cengage Learning
- Халогени елементи Преузето са: elements.org.es
- Браун Лаурел. (24. април 2017). Карактеристике халогена. Sciencing. Преузето са: sciencing.com