A halogéneket nemfémeknek ejtik. Ide tartozik a fluor, asztatin, jód, bróm, klór és egy mesterséges elem, az ununseptium (tennessine). Ezek az anyagok sokféle kémiai funkcióval rendelkeznek, és érdemes részletesebben beszélni róluk.
Magas oxidatív aktivitás
Ez az első kimondott tulajdonság, amelyet meg kell említeni. Minden halogén nagy oxidatív aktivitással rendelkezik, de a fluor a legaktívabb. További ereszkedés: klór, bróm, jód, asztatin, ununseptium. De a fluor kivétel nélkül minden fémmel reagál. Sőt, legtöbbjük ennek az elemnek a légkörében tartózkodva magától meggyullad, és ez a folyamat nagy mennyiségű hő felszabadulásával jár.
Ha a fluort nem melegítik, akkor ebben az esetben sok nemfémes anyaggal reagál. Például kénnel, szénnel, szilíciummal, foszforral. Reakciókat kapunkerősen exoterm, és robbanás kísérheti.
Azt is érdemes megjegyezni, hogy a fluor hevítéskor az összes többi halogént oxidálja. A séma a következő: Hal2 + F2=2FélF. És itt a Hal klór, bróm és jód. Ezenkívül az ilyen vegyületekben az oxidáció mértéke +1.
A halogén-fluor további kémiai tulajdonsága, hogy besugárzás hatására reagál nehéz inert gázokkal. Nemesnek is nevezik. Ezek a gázok közé tartozik a hélium, neon, argon, kripton, xenon, radon és a nemrégiben felfedezett oganesson.
Komplex anyagokkal való kölcsönhatás
Ez a halogének másik kémiai tulajdonsága. Az összetett anyagok, mint ismeretes, két vagy több elemből álló vegyületeket foglalnak magukban. Ugyanaz a fluor nagyon erőteljesen megnyilvánul az ilyen reakciókban. Robbanás kíséri őket. De például így néz ki a vízzel való reakciója egy képlet formájában: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
A klór is reaktív, bár aktivitása kisebb, mint a fluoré. De a nemesgázok, a nitrogén és az oxigén kivételével minden egyszerű anyaggal reagál. Íme egy példa: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
De különösen érdekes a klór és a hidrogén reakciója. Ha nincs megfelelő megvilágítás és hőmérséklet, akkor semmi sem történik közöttük. De ha növeli a fényerőt és felmelegíti őket, akkor robbanás következik be, ráadásul egy láncmechanizmus révén. A reakció fotonok, elektromágneses sugárzáskvantumok hatására megy végbe, amelyekdisszociál Cl2 molekulákat atomokká. Ezután reakciók egész láncolata megy végbe, és mindegyikben egy részecske keletkezik, amely elindítja a következő szakasz kezdetét.
Bróm
Amint látja, a legtöbb szó a fluorról szól, és egy kicsit kevesebb a klórról. Ennek az az oka, hogy a halogének kémiai tulajdonságai folyamatosan csökkennek fluorról asztatinra.
A bróm egyfajta közepe a sorozatukban. Vízben jobban oldódik, mint más halogének. A kapott oldatot brómos víznek nevezik, egy erős anyag, amely képes oxidálni a nikkelt, a vasat, a krómot, a kob altot és a mangánt.
Ha a halogén kémiai tulajdonságairól beszélünk, akkor érdemes megemlíteni, hogy aktivitását tekintve köztes helyet foglal el a hírhedt klór és jód között. Mellesleg, amikor jodidoldatokkal reagál, szabad jód szabadul fel. Így néz ki: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
A bróm továbbá reakcióba léphet nemfémekkel (tellúrium és szelén), folyékony állapotban pedig kölcsönhatásba lép az arannyal, aminek eredményeként tribromid AuBr3 képződik. Szerves molekulákat is képes hármas kötéssel összekapcsolni. Ha katalizátor jelenlétében hevítjük, akkor reakcióba léphet benzollal, és bróm-benzolt képezhet. C6H5Br, amelyet szubsztitúciós reakciónak nevezünk.
Jód
A halogének következő legaktívabb kémiai tulajdonságai a táblázatban a jód. Különlegessége abban rejlik, hogy számos különféle savat képez. Ezek a következők:
- Jód. Színtelen, szúrós szagú folyadék. Erős sav, amely erős redukálószer.
- Jód. Instabil, csak erősen híg oldatokban létezhet.
- Jód. A jellemzők megegyeznek az előzővel. Jodidsókat képez.
- Jód. Színtelen kristályos anyag, üveges fényű. Vízben oldódik, polimerizációra hajlamos. Oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik.
- Jód. Higroszkópos kristályos anyag. Az analitikai kémiában oxidálószerként használják.
A halogén-jód általános kémiai tulajdonságai közé tartozik a nagy aktivitás. Bár ez kevesebb, mint a klór a brómmal, és még inkább nem hasonlítható össze a fluorral. A leghíresebb reakció a jód és a keményítő kölcsönhatása, ami az utóbbi kék színét eredményezi.
Asztatin
Erről is érdemes néhány szót ejteni a halogének általános jellemzőinek tárgyalásának folytatásaként. Az asztatin fizikai és kémiai tulajdonságai közel állnak a hírhedt jód és polónium (radioaktív elem) tulajdonságaihoz. Íme a rövid leírása:
- Minden halogénhez hasonlóan oldhatatlan AgAt-sót termel.
- Oxidálható At-vé, mint a jód.
- Fémekkel vegyületeket képez, amelyek oxidációs foka -1. Mint minden halogén.
- Reagál jóddal és brómmal, interhalogén vegyületeket képezve. Asztatin-jodid és -bromid, pontosabban (AtI és AtBr).
- Nitrogénben és sósavban oldódiksavak.
- Ha hidrogénnel hat rá, akkor gáz halmazállapotú hidrogén-asztatid képződik - egy instabil gáznemű sav.
- Mint minden halogén, ez is helyettesítheti a hidrogént a metánmolekulában.
- Jellegzetes alfa-sugárzással rendelkezik. Jelenléte határozza meg az asztatin jelenlétét.
Mellesleg, az asztatin oldat formájában az emberi szervezetbe juttatva a pajzsmirigyet kezeli. A sugárterápiában ezt az elemet aktívan használják.
Tennesin
És figyelnie kell, hiszen a halogének kémiai tulajdonságairól beszélünk. A tenneszin vegyületét nem nagyon ismerjük, mivel eddig a pontos jellemzői továbbra is vita tárgyát képezik, mivel csak 2014-ben került be a táblázatba.
Valószínűleg egy félig fém. Szinte semmilyen oxidálóképességet nem mutat, így a halogének közül a leggyengébb, mivel elektronjai túl messze vannak az atommagtól. De nagy valószínűséggel a tenneszin lesz a halogén, amelynek redukáló tulajdonsága nagyobb, mint az oxidálóé.
Hidrogénnel kísérletileg végrehajtott reakció. A TsH a legegyszerűbb kapcsolat. Az így létrejövő tenneszin-hidrogén folytatja a hidrogén-halogenidek legtöbb trendjét.
Fizikai tulajdonságok
Röviden meg kell említeni őket. Tehát:
- A fluor egy mérgező halványsárga gáz, szúrós szaggal.
- A klór világoszöld gáz. Erős szaga is van, és mérgezőbb, mint a fluor.
- A bróm vörösesbarna nehéz folyadék. Övéa gőzök erősen mérgezőek.
- A jód sötétszürke, fémes fényű szilárd anyag.
- Az asztatin kékes-fekete szilárd anyag. Jódnak tűnik.
Halogének beszerzése
Ez az utolsó dolog. A halogének kémiai tulajdonságai és előállítása közvetlenül összefügg. Az első feltétele a második. Íme néhány mód ezeknek az anyagoknak a beszerzésére:
- Halogenidek olvadékainak vagy oldatainak elektrolízisével – ezek vegyületei más elemekkel vagy gyökökkel.
- Szilárd sóik és tömény kénsav kölcsönhatása révén. De ez csak a HF-re és a HCl-re vonatkozik.
- HBr és HI foszfor-halogenidek hidrolízisével állítható elő.
- Halogenidsavak oxidációja.
- HClO-t klór vizes oldatában végzett hidrolízissel nyerik.
- HOBr víz és halogén kölcsönhatásából jön létre.
A
Általában azonban sokkal több módja van a beszerzésnek, ezek csak példák. Végül is a halogéneket széles körben használják az iparban. A fluorból kenőanyagokat gyártanak, klórt fehérítésre és fertőtlenítésre, brómot a gyógyászatban és fényképészeti anyagok gyártásában használnak, a jódról pedig beszélni sem érdemes.
