Nomenklatúra halogénovaných derivátov, vlastnosti, použitia a príklady

halogénované deriváty sú všetky tie zlúčeniny, ktoré majú atóm halogénu; to znamená ktorýkoľvek z prvkov skupiny 17 (F, Cl, Br, I). Tieto prvky sa od ostatných líšia, pretože sú viac elektronegatívne a tvoria rozmanitosť anorganických a organických halogenidov.

Plynné molekuly halogénov sú znázornené na dolnom obrázku. Zhora nadol: fluór (F₂), chlór (Cl₂), bróm (Br₂) a jódu (I₂). Každá z nich má schopnosť reagovať s veľkou väčšinou prvkov, dokonca aj medzi kongenérmi tej istej skupiny (interhalogen).

Halogénované deriváty majú teda vzorec MX, pokiaľ ide o halogenid kovu, RX, ak je alkyl a ArX, ak je aromatický. Posledné dve sú v kategórii organických halogenidov. Stabilita týchto zlúčenín vyžaduje energetický "prínos" v porovnaní s pôvodnou plynnou molekulou.

Fluór tvorí spravidla stabilnejšie halogénované deriváty ako jód. Dôvodom sú rozdiely medzi ich atómovými polomermi (fialové guľôčky sú objemnejšie ako žlté)..

Pri zvyšovaní atómového polomeru je prekrývanie orbitálov medzi halogénom a druhým atómom horšie, a preto je prepojenie slabšie.

index

• 1 Nomenklatúra
  • 1.1 Anorganické
  • 1.2 Organické
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Anorganické halogenidy
  • 2.2 Organické halogenidy
• 3 Použitie
• 4 Ďalšie príklady
• 5 Referencie

názvoslovie

Spôsob správneho pomenovania týchto zlúčenín závisí od toho, či sú anorganické alebo organické.

anorganické látky

Halogenidy kovov sa skladajú z väzby, iónovej alebo kovalentnej, medzi halogénom X a kovom M (skupiny 1 a 2, prechodnými kovmi, ťažkými kovmi atď.)..

V týchto zlúčeninách majú všetky halogény oxidačný stav -1. Prečo? Pretože jeho valenčné konfigurácie sú ns²np^5. 

Preto potrebujú získať len jeden elektrón, aby dokončili valenčný oktet, zatiaľ čo kovy sú oxidované, čím vytvárajú elektróny, ktoré majú.

Fluór teda zostáva ako F^-, fluorid; cl^-, chlorid; br^-, bromid; a I^-, jodid. MF by sa pomenovalo: fluorid (názov kovu) (n), pričom n je valencia kovu len vtedy, keď má viac ako jeden. V prípade kovov skupín 1 a 2 nie je potrebné valenciu uvádzať.

Príklady

- NaF: fluorid sodný.

- CaCl₂: chlorid vápenatý.

- AgBr: bromid strieborný.

- znie₂: jodid zinočnatý.

- CuCl: chlorid meďnatý (I).

- CuCl₂: chlorid meďnatý (II).

- TiCl₄chlorid titaničitý alebo chlorid titaničitý.

Halogenidy však môžu tvoriť aj vodíkové a nekovové prvky - dokonca aj samotné halogény. V týchto prípadoch nie je valencia nekovu na konci pomenovaná:

- PCI₅: chlorid fosforečný.

- BF₃Fluorid boritý.

- ali₃: trijodid hlinitý.

- HBr: bromovodík.

- IF₇: heptafluorid jódu.

organický

Bez ohľadu na to, či je RX alebo ArX, halogén je kovalentne viazaný na atóm uhlíka. V týchto prípadoch sú halogény uvedené svojimi názvami a zvyšok nomenklatúry závisí od molekulovej štruktúry R alebo Ar.

Pre najjednoduchšiu organickú molekulu, metán (CH₄), nasledujúce deriváty sa získajú nahradením H za Cl:

- CH₃Cl: chlórmetán.

- CH₂cl₂dichlórmetán.

- CHCEM₃trichlórmetán (chloroform).

- CCU₄tetrachlórmetán (chlorid uhličitý alebo tetrachlórmetán).

Tu R pozostáva z jedného atómu uhlíka. Potom sa pre ostatné alifatické reťazce (lineárne alebo rozvetvené) počíta počet uhlíkov, z ktorých je viazaný na halogén: \ t

CH₃CH₂CH₂F: 1-fluórpropán.

Predchádzajúcim príkladom bol primárny alkylhalogenid. V prípade, že reťazec je rozvetvený, vyberie sa najdlhší reťazec obsahujúci halogén a začne sa počítať, pričom sa ponechá čo najmenej:

3-metyl-5-bromhexan

Rovnakým spôsobom sa to stáva aj pri iných substituentoch. Podobne, pre aromatické halogenidy je uvedený halogén a potom zvyšok štruktúry:

V hornom obrázku je znázornená zlúčenina nazývaná brómbenzén, ktorá zvýrazňuje atóm brómu v hnedej farbe.

vlastnosti

Anorganické halogenidy

Anorganické halogenidy sú iónové alebo molekulárne tuhé látky, hoci prvé sú častejšie. V závislosti od interakcií a iónových polomerov MX bude rozpustný vo vode alebo v iných menej polárnych rozpúšťadlách.

Nekovové halogenidy (ako napríklad bór) sú zvyčajne Lewisove kyseliny, čo znamená, že prijímajú elektróny na vytvorenie komplexov. Na druhej strane, halogenidy (alebo halogenidy) vodíka rozpustené vo vode produkujú to, čo je známe ako hydrazidy.

Jeho body topenia, varu alebo sublimácie spadajú do elektrostatických alebo kovalentných interakcií medzi kovom alebo nekovom s halogénom..

Podobne hrajú v týchto vlastnostiach dôležitú úlohu iónové rádia. Napríklad, ak M⁺ a X^- Majú podobné veľkosti, ich kryštály budú stabilnejšie.

Organické halogenidy

Sú polárne. Prečo? Pretože rozdiel elektronegativít medzi C a halogénom vytvára v molekule permanentný polárny moment. Toto tiež klesá s klesajúcou skupinou 17, z C-F na C-I prepojenie.

Bez ohľadu na molekulovú štruktúru R alebo Ar rastúci počet halogénov priamo ovplyvňuje teploty varu, pretože zvyšujú molárnu hmotnosť a intermolekulové interakcie (RC-X-X-CR). Väčšina z nich je nemiešateľná s vodou, ale môže sa rozpúšťať v organických rozpúšťadlách.

aplikácie

Použitie halogénovaných derivátov si môže vyhradiť vlastný text. Kľúčovým faktorom sú molekulárne "partneri" halogénov, pretože ich vlastnosti a reaktivity definujú použitie derivátu. 

Medzi veľkými rozmanitosťami možných spôsobov použitia teda patria:

- Molekulové halogény sa používajú na vytvorenie halogénových žiaroviek, kde sa umiestnia do kontaktu so žiarovkou z volfrámu. Účelom tejto zmesi je reakcia halogénu X s odpareným volfrámom. To zabraňuje usadzovaniu na povrchu žiarovky, čo zaručuje dlhšiu životnosť.

- Fluoridové soli sa používajú pri fluorizácii vody a zubnej pasty.

- Chlórnany sodné a vápenaté sú dve účinné látky v komerčných bieliacich roztokoch (chlór)..

- Aj keď poškodzujú ozónovú vrstvu, v aerosóloch a chladiacich systémoch sa používajú chlórfluórované uhľovodíky (CFC).

- Vinylchlorid (CH₂= CHCI) je monomér polyvinylchloridového polyméru (PVC). Na druhej strane, teflón, používaný ako antiadhézny materiál, pozostáva z polymérnych reťazcov tetrafluóretylénu (F₂C = CF₂).

- Používajú sa v analytickej chémii a organickej syntéze na rôzne účely; medzi nimi syntéza liekov.

Ďalšie príklady

Horný obrázok znázorňuje hormón štítnej žľazy, zodpovedný za tvorbu tepla, ako aj zvýšenie celkového metabolizmu v tele. Táto zlúčenina je príkladom halogénovaného derivátu prítomného v ľudskom tele.

Medzi inými halogénovanými zlúčeninami sú uvedené:

- Dichlorodifeniltricloroetano (DDT), účinný insekticíd, ale s vážnymi vplyvmi na životné prostredie.

- Chlorid cínu (SnCl₂), ktorý sa používa ako redukčné činidlo.

- Chlóretán alebo 1-chlóretán (CH₃CH₂Cl), lokálne anestetikum, ktoré pôsobí rýchlo ochladením kože.

- Dichlóretylén (ClCH = CClH) a tetrachlóretylén (Cl₂C = CCI₂), používané ako rozpúšťadlá v priemysle čistenia.

referencie

1. Ian Hunt. Základné organické názvoslovia IUPAC haloalkány / alkylhalogenidy. Získané dňa 04. mája 2018, z: chem.ucalgary.ca
2. Richard C. Banks. (August 2000). Nomenklatúra organických halogenidov. Získané 4. mája 2018, z: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Organické halogénové zlúčeniny. Získané dňa 4. mája 2018, z: chemistryexplained.com
4. Organické halogénové zlúčeniny. Získané dňa 4. mája 2018, z: 4college.co.uk
5. Seham Alterary. (2014). Organické halogénové zlúčeniny. Získané 4. mája 2018, z: fac.ksu.edu.sa
6. Clark J. Fyzikálne vlastnosti alkylhalogenidov. Získané 4. mája 2018, z: chem.libretexts.org
7. Manal K. Rasheed. Organické halogenidy. Získané dňa 4. mája 2018, z: comed.uobaghdad.edu.iq