Itt az olvasó információkat talál a halogénekről, D. I. Mengyelejev periódusos rendszerének kémiai elemeiről. A cikk tartalma lehetővé teszi, hogy megismerkedjen kémiai és fizikai tulajdonságaikkal, a természetben való elhelyezkedésével, az alkalmazási módokkal stb.
Általános információ
A halogének D. I. Mengyelejev kémiai táblázatának összes eleme, amelyek a tizenhetedik csoportba tartoznak. Szigorúbb besorolási módszer szerint ezek mind a hetedik csoport, a fő alcsoport elemei.
A halogének olyan elemek, amelyek bizonyos mennyiségű nemfém kivételével szinte minden egyszerű anyaggal reagálhatnak. Mindegyik energia oxidáló szerek, ezért természetes körülmények között általában más anyagokkal kevert formában vannak. A halogének kémiai aktivitásának mutatója a sorozatszámuk növelésével csökken.
A következő elemek számítanak halogéneknek: fluor, klór, bróm, jód, asztatin és mesterségesen előállított tenneszin.
Amint azt korábban említettük, minden halogén oxidálószer, kifejezett tulajdonságokkal, és emellett mindegyik nem fém. A külső energiaszint hét elektronból áll. A fémekkel való kölcsönhatás ionos kötések és sók képződéséhez vezet. Szinte minden halogén, a fluor kivételével, képes redukálószerként működni, elérve a legmagasabb, +7-es oxidációs állapotot, de ehhez kölcsönhatásba kell lépniük olyan elemekkel, amelyek nagy elektronegativitással rendelkeznek.
Etimológiai jellemzők
1841-ben J. Berzelius svéd kémikus javasolta a halogének kifejezés bevezetését, utalva rájuk az akkor ismert F, Br, I kifejezésekkel. Azonban a kifejezés bevezetése előtt az ilyen elemek teljes csoportjára vonatkozóan 1811-ben I. Schweigger német tudós a klórt ugyanezzel a szóval nevezte, magát a kifejezést görögből „sónak” fordították.
Atomszerkezet és oxidációs állapotok
A halogének külső atomhéjának elektronkonfigurációja a következő: asztatin - 6s26p5, jód - 5s 25p5, bróm 4s24p5, klór – 3s 23p5, fluor 2s22p5.
A halogének olyan elemek, amelyeknek hét elektronja van a külső típusú elektronhéjon, ami lehetővé teszi számukra, hogy „könnyen” csatlakozzanak egy elektronhoz, amely nem elegendő a héj kiegészítéséhez. Az oxidációs állapot jellemzően -1. A Cl, Br, I és At magasabb fokú elemekkel reagálva pozitív oxidációs állapotot mutatnak: +1, +3, +5, +7. A fluor állandó oxidációs állapota -1.
Terjesztés
Tekintettel annakA nagy reakcióképességű halogének általában vegyületek formájában találhatók meg. A földkéreg eloszlási szintje csökken az atomsugár F-ről I-re történő növekedésével összhangban. A földkéregben lévő asztatint grammban mérik, és a tenneszint mesterségesen hozták létre.
Halogének a természetben leggyakrabban halogenid vegyületekben fordulnak elő, és a jód kálium vagy nátrium-jodát formájában is előfordulhat. Vízben való oldhatóságuk miatt jelen vannak az óceáni vizekben és a természetben előforduló sóoldatokban. Az F a halogének rosszul oldódó képviselője, és leggyakrabban üledékes kőzetekben található meg, és fő forrása a kalcium-fluorid.
Fizikai minőségi jellemzők
A halogének nagyon különbözhetnek egymástól, és a következő fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek:
- A fluor (F2) halványsárga gáz, szúrós és irritáló szaggal, és normál hőmérsékleti körülmények között nem préselődik össze. Az olvadáspont -220 °C, a forráspont pedig -188 °C.
- A klór (Cl2) olyan gáz, amely normál hőmérsékleten még nyomás alatt sem présel össze, fullasztó, szúrós szagú, zöldessárga színű. -101 °С-on olvadni kezd, és -34 °С-on forr.
- A bróm (Br2) illékony és nehéz folyadék, barna színű és éles, kellemetlen szagú. -7°C-on olvad és 58°C-on forr.
- Jód (I2) - Ez a szilárd típusú anyag sötétszürke színű, fémes fényű, az illata elég éles. Az olvasztási folyamat ekkor kezdődikeléri a 113,5 °С-ot, és 184,885 °С-on forr.
- Ritka halogén az asztatin (At2), amely szilárd anyag, fekete-kék színű, fémes fényű. Az olvadáspont 244 °C-nak felel meg, és a forrás a 309 °C elérése után kezdődik.
Halogének kémiai természete
A halogének nagyon magas oxidációs aktivitású elemek, amelyek F-től At felé gyengülnek. A fluor, mint a halogének legaktívabb képviselője, bármilyen típusú fémmel reagálhat, nem zárja ki az ismerteket sem. A fluor légkörébe kerülő fémek legtöbb képviselője öngyulladásnak van kitéve, miközben hatalmas mennyiségű hőt bocsát ki.
Anélkül, hogy a fluort hőnek tennénk ki, számos nemfémmel reagálhat, mint például H2, C, P, S, Si. Ebben az esetben a reakciók exoterm jellegűek, és robbanás kísérheti. Hevítéskor az F oxidációra kényszeríti a megmaradt halogéneket, és sugárzás hatására ez az elem képes teljesen reakcióba lépni inert jellegű nehéz gázokkal.
Ha összetett típusú anyagokkal lép kölcsönhatásba, a fluor nagy energiájú reakciókat vált ki, például a víz oxidálásával robbanást okozhat.
A klór reaktív is lehet, különösen szabad állapotban. Aktivitási szintje kisebb, mint a fluoré, de szinte minden egyszerű anyaggal képes reagálni, de a nitrogén, az oxigén és a nemesgázok nem lépnek reakcióba vele. A klór hidrogénnel kölcsönhatásba lépve hevítéskor vagy jó fényben heves reakciót vált ki, amelyet robbanás kísér.
Az addíciós és szubsztitúciós reakciókon kívül a Cl számos összetett típusú anyaggal reagálhat. Hevítés hatására képes kiszorítani a Br-t és az I-t az általuk fémmel vagy hidrogénnel keletkező vegyületekből, és reakcióba léphet lúgos anyagokkal is.
A bróm kémiailag kevésbé aktív, mint a klór vagy a fluor, de még mindig nagyon jól mutat. Ennek az az oka, hogy a bróm-brómot leggyakrabban folyadékként használják, mert ebben az állapotban a koncentráció kezdeti foka más azonos körülmények között magasabb, mint a Cl-é. Széles körben használják a kémiában, különösen a szerves. Feloldódhat H2O-ban, és részben reagálhat vele.
A jód halogén elem egyszerű anyagot képez I2 és képes reagálni H2O-val, feloldódik jodid oldatokban, miközben komplex anionok képződnek. Abban különbözik a legtöbb halogéntől, hogy nem reagál a legtöbb nemfém képviselővel, és lassan reagál a fémekkel, miközben melegíteni kell. Hidrogénnel csak erős melegítés hatására lép reakcióba, és a reakció endoterm.
A ritka halogén-asztatin (At) kevésbé reakcióképes, mint a jód, de reagálhat fémekkel. A disszociáció anionokat és kationokat is termel.
Alkalmazások
A halogénvegyületeket az emberek széles körben használják számos területen. természetes kriolit(Na3AlF6) az Al beszerzésére szolgál. A brómot és a jódot gyakran egyszerű anyagként használják a gyógyszeripari és vegyipari cégek. A halogéneket gyakran használják a gépalkatrészek gyártása során. A fényszórók az egyik ilyen dolog. Nagyon fontos a megfelelő anyag kiválasztása az autó ezen alkatrészéhez, mivel a fényszórók éjszaka megvilágítják az utat, és így Ön és más autósok is észlelhetők. A xenon az egyik legjobb kompozit anyag a fényszórók létrehozásához. A halogén azonban minőségében nem sokkal rosszabb, mint ez az inert gáz.
A jó halogén a fluor, a fogkrémekben széles körben használt adalékanyag. Segít megelőzni a fogászati betegségek – a fogszuvasodás – előfordulását.
A halogénelemet, például a klórt (Cl) a HCl előállításában használják, gyakran használják szerves anyagok, például műanyagok, gumi, szintetikus szálak, színezékek és oldószerek stb. szintézisében. Valamint a vegyületek A klórt fehérítőként használják vászonhoz, pamuthoz, papírhoz, és baktériumok elleni szerként használják ivóvízben.
Figyelem! Mérgező
Nagyon magas reakcióképességük miatt a halogéneket joggal nevezik mérgezőnek. A reakciókba való belépés képessége a fluorban a legkifejezettebb. A halogének kifejezett fulladást okozó tulajdonságokkal rendelkeznek, és kölcsönhatáskor képesek károsítani a szöveteket.
A gőzökben és aeroszolokban lévő fluor az egyik legpotenciálisabba halogének veszélyes formái, amelyek károsak a környező élőlényekre. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szaglás rosszul érzékeli, és csak magas koncentráció elérése után érezhető.
Összegzés
Mint látjuk, a halogének nagyon fontos részét képezik Mengyelejev periódusos rendszerének, számos tulajdonsággal rendelkeznek, különböznek fizikai és kémiai tulajdonságaikban, atomi szerkezetükben, oxidációs állapotukban, valamint fémekkel és nemfémekkel való reakcióképességükben.. Az iparban sokféleképpen használják őket, kezdve a testápolási termékek adalékanyagaitól a szerves vegyi anyagok vagy fehérítők szintéziséig. Bár a xenon az egyik legjobb módja az autók fényszóróinak fenntartásának és fényének megteremtésének, a halogén még mindig majdnem olyan jó, mint a xenon, és széles körben használják, és megvannak a maga előnyei.
Most már tudja, mi az a halogén. Az ezekkel az anyagokkal kapcsolatos kérdéseket tartalmazó átvilágítás többé nem akadályozza Önt.
