Vlastnosti, štruktúry a použitie halogénov

halogény sú to nekovové prvky, ktoré patria do skupiny VIIA alebo 17 periodickej tabuľky. Majú elektronegatívnosť a vysokú elektronickú afinitu, čo výrazne ovplyvňuje iónový charakter ich väzieb s kovmi. Slovo „halogény“ je gréckeho pôvodu a znamená „tvorenie soli“.. 

Čo sú však halogény? Fluór (F), chlór (Cl), bróm (Br), jód (I) a rádioaktívny prvok a efemérny astatín (At). Sú také reaktívne, že reagujú medzi sebou za vzniku diatomických molekúl: F₂, cl₂, br₂, ja₂ a At₂. Tieto molekuly sa vyznačujú tým, že majú podobné štruktúrne vlastnosti (lineárne molekuly), hoci s rôznymi fyzikálnymi stavmi.

Na obrázku sú zobrazené tri halogény. Zľava doprava: chlór, bróm a jód. Fluór ani astatín sa nemôžu skladovať v sklenených nádobách, pretože tieto neodolávajú korózii. Všimnite si, ako sa menia organoleptické vlastnosti halogénov pri zostupe vašej skupiny na jódový prvok.

Fluór je plyn so žltkastými tónmi; tiež chlór, ale žltozelený; bróm je tmavočervená kvapalina; jód, čierna pevná látka s fialovým podtextom; a astatín, tmavá a lesklá kovová pevná látka.

Halogény sú schopné reagovať s takmer všetkými prvkami periodickej tabuľky, dokonca aj s niektorými vzácnymi plynmi (napr. Xenónom a kryptónom). Keď tak urobia, môžu oxidovať atómy na ich pozitívnejšie oxidačné stavy a premeniť ich na silné oxidačné činidlá.

Taktiež poskytujú molekulám špecifické vlastnosti, keď viažu alebo nahrádzajú niektoré z ich atómov. Tieto typy zlúčenín sa nazývajú halogenidy. V skutočnosti sú halogenidy hlavným prírodným zdrojom halogénov a mnohé z nich sú rozpustené v mori alebo sú súčasťou minerálu; ako je fluorit (CaF)₂).

Halogény aj halogenidy majú široké použitie; priemyselnej alebo technologickej, aby sa jednoducho zdôraznila chuť určitých potravín, ako aj kamenná soľ (chlorid sodný)..

index

• 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
• 2 Molekulárne štruktúry
  • 2.1 Intermolekulárne interakcie
• 3 Haluros
• 4 Použitie
  • 4.1 Chlór
  • 4.2 Brom
  • 4.3 Jód
  • 4.4 Fluór
  • 4.5
• 5 Referencie

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Atómové hmotnosti

Fluór (F) 18,99 g / mol; Chlór (Cl) 35,45 g / mol; Bróm (Br) 79,90 g / mol; Jód (I) 126,9 g / mol a Astatín (At) 210 g / mol,

Fyzikálny stav

F plynné; Cl plynný; Br kvapalina; I tuhý a tuhý.

farba

F, svetlo žltohnedá; Cl, svetlozelená; Br, červenohnedá; I, fialová a At, metalická čierna * * (predpokladané)

Teploty topenia

F -2,19 ° C; Cl -101,5 ° C; Br -7,3 ° C; I 113,7 ° C a pri 302 ° C.

Body varu

F - 118,12 ° C; Cl -34,04 C; Br 58,8 ° C; 1 184,3 ° C a pri 337 ° C.

Hustota pri 25 ° C

F-0,0017 g / cm³; Cl- 0,0032 g / cm³; Br- 3,102 g / cm³; 1-4,93 g / cm³ a At-6,2-6,5 g / cm³

Rozpustnosť vo vode

Cl- 0,091 mmol / cm³; Br- 0,21 mmol / cm³ a I- 0,0013 mmol / cm³.

Ionizačná energia

F-1681 kJ / mol; Cl - 1,251 kJ / mol; Br- 1,140 kJ / mol; 1-1008 kJ / mol a -890 kJ / mol.

electronegativity

F-4,0; Cl-3,0; Br- 2,8; I-2,5 a At-2,2.

Halogény majú vo svojom valenčnom plášti 7 elektrónov, preto majú veľkú aviditu na získanie elektrónu. Halogény majú tiež vysokú elektronegativitu v dôsledku ich malých atómových polomerov a veľkej príťažlivosti jadra na valenčných elektrónoch..

reaktivita

Halogény sú vysoko reaktívne, čo potom vysvetľuje ich toxicitu. Okrem toho sú to oxidačné činidlá.

Zníženie poradia reaktivity je: F> Cl> Br> I> At.

Štát v prírode

Vzhľadom na vysokú reaktivitu nie sú atómy halogénu vo svojej podstate voľné; ale tvoria agregáty alebo ako diatomické molekuly spojené kovalentnými väzbami.

Molekulárne štruktúry

Halogény neexistujú v prírode ako elementárne atómy, ale ako diatomické molekuly. Všetky však majú spoločné, že majú lineárnu molekulovú štruktúru a jediný rozdiel spočíva v dĺžke ich väzieb av ich intermolekulárnych interakciách..

Lineárne molekuly X-X (X₂) sú charakterizované tým, že sú nestabilné, pretože oba atómy silne priťahujú pár elektrónov k nim. Prečo? Pretože ich vonkajšie elektróny zažívajú veľmi účinný jadrový náboj, Zef. Čím väčší je Zef, tým menšia je vzdialenosť X-X.

Ako zostupuje cez skupinu, Zef sa stáva slabšou a stabilita týchto molekúl sa zvyšuje. Znižujúce sa poradie reaktivity je teda: F₂> Cl₂> Br₂> I₂. Nie je však porovnateľné porovnávať astatín s fluórom, pretože nie sú dostatočne stabilné izotopy kvôli svojej rádioaktivite..

Intermolekulárne interakcie

Na druhej strane ich molekuly nemajú dipólový moment, ktorý je nepolárny. Táto skutočnosť je zodpovedná za jej slabé intermolekulárne interakcie, ktorých jedinou latentnou silou je rozptyl alebo Londýn, ktorý je úmerný atómovej hmotnosti a molekulárnej oblasti..

Týmto spôsobom, malá molekula F₂ nemá dostatok hmoty alebo elektrónov na vytvorenie pevnej látky. Na rozdiel od I₂, molekula jódu, ktorá však zostáva tuhá látka, ktorá vydáva fialové pary.

Bróm predstavuje stredný príklad medzi oboma koncami: molekulami Br₂ sú dostatočne interakčné, aby sa prezentovali v tekutom stave.

Pravdepodobne, vzhľadom na jeho rastúci kovový charakter, sa nepredstavuje ako At₂ ale ako atómy tvoriace kovové väzby.

Čo sa týka farieb (žlto-žlto-zelená-červená-fialovo-čierna), najvhodnejšie vysvetlenie je založené na teórii molekulárnej orbity (TOM). Energetická vzdialenosť medzi posledným úplným molekulárnym orbitálom a ďalšou najvyššou energiou (anti-bond) je prekonaná absorpciou fotónu so stále väčšími vlnovými dĺžkami.

halidy

Halogény reagujú za vzniku halogenidov, či už anorganických alebo organických. Najznámejšie sú halogenovodíky: fluorovodík (HF), chlorovodík (HCl), bromovodík (HBr) a jodovodík (HI)..

Všetky sú rozpustené vo vode a vytvárajú kyslé roztoky; tak, že HF môže degradovať akúkoľvek sklenenú nádobu. Okrem toho sa na prípravu extrémne silných kyselín uvažujú východiskové materiály.

Existujú tiež tzv. Halogenidy kovov, ktoré majú chemické vzorce, ktoré závisia od valencie kovu. Napríklad halogenidy alkalických kovov majú vzorec MX a zahŕňajú: NaCl, chlorid sodný; KBr, bromid draselný; CsF, fluorid cézny; a LiI, jodid lítny.

Halogenidy kovov alkalických zemín, prechodných kovov alebo kovov bloku p majú vzorec MX_n, kde n je kladný náboj kovu. Niektoré príklady z nich sú: FeCl₃, chlorid železitý; MgBr₂, bromid horečnatý; AlF₃, fluorid hlinitý; a CuI₂, jodid meďnatý.

Halogény však môžu tiež tvoriť väzby s atómami uhlíka; preto môžu zasahovať do zložitého sveta organickej chémie a biochémie. Tieto zlúčeniny sa nazývajú organické halogenidy a majú všeobecný chemický vzorec RX, kde X je ktorýkoľvek z halogénov.

aplikácie

chlór

V priemysle

-Brom a chlór sa používajú v textilnom priemysle na bielenie a úpravu vlny, čím sa zabraňuje zmršťovaniu, keď je mokrý.

-Používa sa ako dezinfekčný prostriedok na ditritus a na čistenie pitnej vody a bazénov. Okrem toho sa zlúčeniny získané z chlóru používajú v práčovniach a papierenskom priemysle.

-Nájdite využitie pri výrobe špeciálnych batérií a chlórovaných uhľovodíkov. Používa sa aj pri spracovaní mäsa, zeleniny, rýb a ovocia. Chlór funguje aj ako baktericídne činidlo.

-Používa sa na čistenie a zničenie kože a na bielenie celulózy. Doteraz sa ako bieliaci prostriedok a kondicionér múky používal chlorid dusíka.

-Fosfénový plyn (COCl₂) sa používa pri mnohých procesoch priemyselnej syntézy, ako aj pri výrobe vojenských plynov. Fosfén je veľmi toxický a je zodpovedný za početné úmrtia v prvej svetovej vojne, kde sa plyn používal.

-Tento plyn sa nachádza aj v insekticídoch a fumigantoch.

-NaCl je veľmi bohatá soľ, ktorá sa používa na sezónu jedla a na ochranu hospodárskych zvierat a hydinového mäsa. Okrem toho sa používa v tekutinách na rehydratáciu tela, a to orálne aj intravenózne.

V medicíne

-Atómy halogénu, ktoré sa viažu na liečivá, ich robia viac lipofilnými. To umožňuje, aby liečivá ľahšie prechádzali cez bunkové membrány, ktoré sa rozpúšťajú v lipidoch, ktoré ju tvoria.

-Chlór difunduje do neurónov centrálneho nervového systému prostredníctvom iónových kanálov pripojených k receptorom GABA neurotransmiterov, čím vytvára sedatívny účinok. Toto je mechanizmus účinku niekoľkých anxiolytík.

-HCl je prítomný v žalúdku, kde zasahuje a vytvára redukčné prostredie, ktoré podporuje spracovanie potravín. Okrem toho HCl aktivuje pepsín, enzým, ktorý iniciuje hydrolýzu proteínov pred intestinálnou absorpciou proteínového materiálu..

ostatné

-Kyselina chlorovodíková (HCl) sa používa na čistenie kúpeľní, vo vyučovacích a výskumných laboratóriách av mnohých priemyselných odvetviach.

-PVC (polyvinylchlorid) je vinylchloridový polymér, ktorý sa používa v odevoch, dlažbách, elektrických kábloch, hadiciach, rúrkach, nafukovacích konštrukciách a strešných škridlách. Okrem toho sa chlór používa ako sprostredkovateľ pri výrobe iných plastových materiálov.

-Pri extrakcii brómu sa používa chlór.

-Metylchlorid slúži ako anestetikum. Používa sa tiež pri výrobe určitých silikónových polymérov a pri extrakcii tukov, olejov a živíc.

-Chloroform (CHCl₃) je rozpúšťadlo používané v mnohých laboratóriách, najmä v laboratóriách organickej chémie a biochémie, od výučby až po.

-A nakoniec, pokiaľ ide o chlór, trichlóretylén sa používa na odmasťovanie kovových častí.

bróm

-Bróm sa používa pri ťažbe zlata a pri vŕtaní ropných a plynových vrtov. Používa sa ako retardér spaľovania v plastikárskom a plynárenskom priemysle. Bróm izoluje požiar kyslíka, čo spôsobuje jeho vypnutie.

-Je sprostredkovateľom pri výrobe hydraulických kvapalín, chladív a odvlhčovačov a prípravkov na tvarovanie vlasov. Bromid draselný sa používa pri výrobe platní a fotopapierov.

-Bromid draselný sa tiež používa ako antikonvulzívum, ale vzhľadom na možnosť, že soľ môže spôsobiť neurologickú dysfunkciu, sa jeho použitie znížilo. Okrem toho je ďalším z jeho obvyklých spôsobov použitia tableta na meranie tuhých vzoriek infračervenej spektroskopie.

-Zlúčeniny brómu sú prítomné v liekoch používaných pri liečbe pneumónie. Zlúčeniny brómu sa tiež začleňujú do liečiv používaných v štúdiách, ktoré sa uskutočňujú pri liečbe Alzheimerovej choroby.

-Bróm sa používa na zníženie kontaminácie ortuťou v elektrárňach, ktoré používajú uhlie ako palivo. Používa sa aj v textilnom priemysle na vytvorenie rôznych farebných farbív.

-Brómmetyl sa používal ako pesticíd na postrekovanie pôdy a bývania, ale jeho škodlivý účinok na ozón obmedzil jeho použitie.

-Halogénové žiarovky sú žiarovky a pridanie malých množstiev brómu a jódu umožňuje zníženie veľkosti žiaroviek..

jód

-Jód zasahuje do fungovania štítnej žľazy, hormónu, ktorý reguluje metabolizmus tela. Štítna žľaza vylučuje hormóny T3 a T4, ktoré pôsobia na cieľové orgány. Napríklad hormonálne pôsobenie na srdcový sval spôsobuje zvýšenie krvného tlaku a srdcovej frekvencie.

-Podobne sa jód používa na identifikáciu prítomnosti škrobu. Jodid strieborný je činidlo používané pri odhaľovaní fotografií.

fluór

-Niektoré zlúčeniny fluóru sa pridávajú k zubným pastám, aby sa zabránilo výskytu zubného kazu. Deriváty fluóru sú prítomné v niekoľkých anestetikách. Vo farmaceutickom priemysle začleňujú fluoridy do liekov na skúmanie možných zlepšení ich účinkov na organizmus.

-K spaľovaniu skla sa používa kyselina fluorovodíková. Tiež pri výrobe halónov (hasiace plyny, ako je freón). Zlúčenina fluóru sa používa na elektrolýzu hliníka na dosiahnutie jeho čistenia.

-Antireflexné povlaky obsahujú zlúčeninu fluóru. Používa sa pri výrobe plazmových obrazoviek, plochých obrazoviek a mikroelektromechanických systémov. Fluór je tiež prítomný v íle použitej v niektorých keramických materiáloch.

astát

Predpokladá sa, že astatín môže prispievať k jódu pri regulácii funkcie štítnej žľazy. Tiež jeho rádioaktívny izotop (²¹⁰At) sa používa v štúdiách rakoviny u myší.

referencie

1. Encyklopédia zdravia a bezpečnosti pri práci. Halogény a ich zlúčeniny. [PDF]. Prevzaté z:
2. empleo.gob.es
3. Chémia LibreTexts. Skupina 17: Všeobecné vlastnosti halogénov. Prevzaté z: chem.libretexts.org
4. Wikipedia. (2018). Halogén. Prevzaté z: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Máj 2015). Atómové a fyzikálne vlastnosti prvkov skupiny 7 (Halogény). Prevzaté z: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, M. L. a Stanley, G. G. Chemistry (2003), 8. vydanie. Cengage Učenie.
7. Prvky. Halogény. Prevzaté z: elementos.org.es
8. Brown, Laurel. (24. apríl 2017). Halogénové charakteristiky. Sciencing. Zdroj: sciencing.com