Halogener egenskaper, strukturer och användningar

den halogener de är icke-metalliska element som hör till grupp VIIA eller 17 i det periodiska systemet. De har elektronegativiteter och höga elektroniska affiniteter, vilket i stor utsträckning påverkar deras joniska karaktär med sina metaller. Ordet "halogener" är av grekiskt ursprung och betyder "saltbildande". 

Men vad sägs halogener? Fluor (F), klor (Cl), brom (Br), jod (I) och det radioaktiva elementet och ephemeral astatin (At). De är så reaktiva att de reagerar med varandra för att bilda diatomiska molekyler: F₂, cl₂, Br₂, jag₂ och At₂. Dessa molekyler karaktäriseras av att ha liknande strukturella egenskaper (linjära molekyler), fastän med olika fysiska tillstånd.

I bilden ovan visas tre halogener. Från vänster till höger: klor, brom och jod. Varken fluor eller astatin kan förvaras i glasbehållare, eftersom de senare inte motstår korrosivitet. Lägg märke till hur de halogens organoleptiska egenskaperna förändras när du faller genom din grupp till jodelementet.

Fluor är en gas med gulaktiga toner; klor också, men gulgrön; brom är en mörkrödaktig vätska; jod, ett svart fast ämne med violett övertoner; och astatin, ett mörkt och glänsande metalliskt fastämne.

Halogener kan reagera med nästan alla element i det periodiska bordet, även med några ädelgaser (som xenon och krypton). När de gör det kan de oxidera atomer till deras mer positiva oxidationstillstånd, vilket gör dem till kraftfulla oxidationsmedel.

De ger också specifika egenskaper till molekyler när de binder eller ersätter några av deras atomer. Dessa typer av föreningar kallas halider. I själva verket är halogenider den huvudsakliga naturliga källan till halogener, och många av dem är upplösta i havet eller ingår i ett mineral; så är fallet med fluorit (CaF₂).

Både halogener och halogenider har ett brett användningsområde; från industriell eller teknisk, för att bara lyfta fram smaken av vissa livsmedel liksom rocksaltet (natriumklorid).

index

• 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
• 2 Molekylstrukturer
  • 2.1 Intermolekylära interaktioner
• 3 Haluros
• 4 användningsområden
  • 4,1 klor
  • 4.2 Brom
  • 4.3 jod
  • 4.4 Fluor
  • 4,5 Astatus
• 5 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Atomvikter

Fluor (F) 18,99 g / mol; Klor (Cl) 35,45 g / mol; Brom (Br) 79,90 g / mol; Jod (I) 126,9 g / mol och Astatin (At) 210 g / mol,

Fysikaliskt tillstånd

F gasformig; Cl gasformig; Br flytande; Jag solid och solid At.

färg

F, blekgulbrun; Cl, ljusgrön; Br, rödbrun; Jag, violett och At, metallisk svart * * (antagen)

Smältpunkter

F -219,6 ° C; Cl-101,5 ° C; Br -7,3 ° C; I 113,7 ° C och vid 302 ° C.

Kokpunktar

F-118,12 ° C; Cl-34,04 C; Br 58,8 ° C; I 184,3º C och? Vid 337ºC.

Densitet vid 25 ° C

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

Löslighet i vatten

Cl-0,091 mmol / cm³; Br-0,21 mmol / cm³ och I-0.0013 mmol / cm³.

Ioniseringsenergi

F-1681 kJ / mol; Cl-1,251 kJ / mol; Br-1,140 kJ / mol; I-1,008 kJ / mol och At-890 kJ / mol.

elektronegativitet

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

Halogener har 7 elektroner i sitt valensskal, därmed deras stora aviditet att få en elektron. Också halogener har en hög elektronegativitet på grund av deras små atomrader och den stora attraktionen som utövas av kärnan på valenselektronerna.

reaktivitet

Halogener är mycket reaktiva, vilket då skulle förklara deras toxicitet. Dessutom är de oxidationsmedel.

Den minskande ordningen av reaktivitet är: F> Cl> Br> I> At.

Statligt i naturen

På grund av sin höga reaktivitet är halogenatomer inte fria i naturen; men de bildar aggregat eller som diatomiska molekyler kopplade med kovalenta bindningar.

Molekylära strukturer

Halogener existerar inte i naturen som elementära atomer, utan som diatomiska molekyler. Men de har alla gemensamt att de har en linjär molekylstruktur, och den enda skillnaden ligger i längden på deras länkar och i deras intermolekylära interaktioner..

De linjära molekylerna X-X (X₂) kännetecknas av att de är instabila, eftersom båda atomerna starkt lockar paret elektroner mot dem. Varför? Eftersom deras yttre elektroner upplever en mycket hög effektiv kärnladdning, Zef. Ju större Zef, desto mindre är X-X-länken.

När den går ner genom gruppen blir Zef svagare och stabiliteten hos dessa molekyler ökar. Således är den minskande ordningen av reaktivitet: F₂> Cl₂> Br₂> I₂. Det är emellertid incongruöst att jämföra astatin med fluor eftersom det är okända isotoper tillräckligt stabila på grund av dess radioaktivitet.

Intermolekylära interaktioner

Å andra sidan saknar deras molekyler dipolmoment, som är apolär. Detta faktum är ansvarigt för dess svaga intermolekylära interaktioner, vars enda latenta kraft är dispersion eller London, som är proportionell mot atommassan och molekylområdet.

På detta sätt kan den lilla molekylen av F₂ det har inte tillräckligt med massa eller elektroner för att bilda en fast substans. Till skillnad från jag₂, jodmolekylen, som emellertid förblir en fast substans som avger lila ångor.

Brom representerar ett mellanliggande exempel mellan båda ändar: Br-molekyler₂ de interagerar tillräckligt för att presentera sig i ett flytande tillstånd.

Astatus antar förmodligen inte, som på grund av sin ökande metalliska karaktär, sig själv₂ men som At atomer bildar metallbindningar.

När det gäller dess färger (gul-gul-grön-röd-lila-svart) är den mest lämpliga förklaringen baserad på molekylär orbitalteori (TOM). Energiavståndet mellan den sista molekylorbitalteori fylld, och nästa högre energi (antibonding), övervinns genom absorption av en foton med längder av alltmer stor våg.

halogenider

Halogener reagerar för att bilda halogenider, oorganiska eller organiska. De mest kända är vätehalogenider: vätefluorid (HF), väteklorid (HCl), vätebromid (HBr) och vätejodid (HI).

Alla upplösta i vatten ger sura lösningar. så sur, att HF kan bryta ned en glasbehållare. Dessutom betraktas utgångsmaterial för syntesen av extremt starka syror.

Det finns också de så kallade metallhalogeniderna, som har kemiska formler som beror på metallens valens. Halider av alkalimetaller har exempelvis formeln MX, och de innefattar: NaCl, natriumklorid; KBr, kaliumbromid; CsF, cesiumfluorid; och LiI, litiumjodid.

Haliderna av jordalkalimetallerna, övergångsmetaller eller metaller från blocket p har formeln MX_n, där n är den positiva laddningen av metallen. Så några exempel på dem är: FeCl₃, järntriklorid; MgBr₂, magnesiumbromid; AlF₃, aluminium trifluorid; och CuI₂, kopprikjodid.

Halogener kan emellertid även bilda bindningar med kolatomer; Därför kan de interferera i den komplexa världen av organisk kemi och biokemi. Dessa föreningar kallas organiska halider och har den allmänna kemiska formeln RX, där X är vilken som helst av halogenerna.

tillämpningar

klor

I industrin

-Brom och klor används i textilindustrin för att bleka och behandla ull, vilket förhindrar krympning vid våt.

-Det används som desinfektionsmedel för ditritus och för rening av dricksvatten och simbassänger. Dessutom används föreningar härledda från klor i tvättvatten och pappersindustrin.

-Hitta användning vid tillverkning av speciella batterier och klorerade kolväten. Det används också vid bearbetning av kött, grönsaker, fisk och frukt. Klor fungerar också som ett bakteriedödande medel.

-Det används för att rengöra och avlägsna läder och att vitna cellulosa. Tidigare användes kvikttrichlorid som blekmedel och mjölbalsam.

-Fosfengasen (COCl₂) används i många industriella syntesprocesser, liksom vid tillverkning av militära gaser. Fosfenen är mycket giftig och ansvarar för många dödsfall i första världskriget, där gasen användes.

-Denna gas finns också i insekticider och smältämnen.

-NaCl är ett mycket rikligt salt som används för att krydda mat och vid bevarande av boskap och fjäderfä kött. Dessutom används den i kroppsrehydreringsvätskor, både oralt och intravenöst.

I medicin

-Halogenatomen som binder till drogerna gör dem mer lipofila. Detta gör att droger lättare kan korsa cellmembranen som löser sig i de lipider som bildar den.

-Klor diffunderar i neuroner i centrala nervsystemet via jonkanaler bundna till neurotransmitter-GABA-receptorerna, vilket ger en lugnande verkan. Detta är verkningsmekanismen av flera anxiolytika.

-HCl är närvarande i magen, där den ingriper med att skapa en reducerande miljö som gynnar bearbetningen av mat. Dessutom aktiverar HCl pepsin, ett enzym som initierar hydrolysen av proteiner före intestinal absorption av proteinmaterialet..

andra

-Saltsyra (HCl) används vid rengöring av badrum, i undervisning och forskningslaboratorier och i många industrier.

-PVC (polyvinylklorid) är en polymer av vinylklorid används i kläder, golvplattor, elektriska kablar, slangar, rör, uppblåsbara strukturer och takpannor. Dessutom används klor som mellanhand vid tillverkning av andra plastmaterial.

-Klor används vid extraktion av brom.

-Metylklorid tjänar som en bedövningsmedel. Den används också vid tillverkning av vissa silikonpolymerer och vid utvinning av fetter, oljor och hartser.

-Kloroform (CHCI₃) är ett lösningsmedel som används i många laboratorier, särskilt i laboratorierna organisk kemi och biokemi, från undervisningen, till undersökningen.

-Och slutligen med avseende på klor används trikloretylen för att avfetta metalldelar.

brom

-Brom används i guldprocessen och vid borrning av olje- och gasbrunnar. Den används som förbränningsmotstånd i plast- och gasindustrin. Brom isolerar syrgasbrand som orsakar att den stängs av.

-Det är en mellanhand inom tillverkningen av hydrauliska vätskor, kylmedel och avfuktare och förberedelser för gjutning av hår. Kaliumbromid används vid tillverkning av tallrikar och fotopapper.

-Kaliumbromid används också som en antikonvulsiv, men på grund av möjligheten att salt kan ge neurologisk dysfunktion har användningen minskat. Dessutom är en annan av dess gemensamma användningsområden som en tablett för mätningar av fasta prover av infrarödspektroskopi.

-Bromföreningar är närvarande i läkemedel som används vid behandling av lunginflammation. Bromföreningar införlivas också i läkemedel som används vid försök som utförs vid behandling av Alzheimers sjukdom.

-Brom används för att minska kvicksilverförorening i kraftverk som använder kol som bränsle. Det används också i textilindustrin för att skapa olika färgfärger.

-Brommetyl användes som bekämpningsmedel för jord- och husspray, men dess skadliga effekt på ozon har begränsat användningen.

-Halogenlampor är glödande och tillsatsen av små mängder brom och jod tillåter en minskning av lökarnas storlek.

jod

-Jod ingriper i funktionen av sköldkörteln, ett hormon som reglerar kroppens ämnesomsättning. Sköldkörteln utsöndrar hormonerna T3 och T4, som utövar sin funktion på sina målorgan. Till exempel orsakar den hormonella verkan på hjärtmuskeln en ökning av blodtrycket och hjärtfrekvensen.

-På samma sätt används jod vid identifieringen av närvaron av stärkelse. Silverjodid är ett reagens som används vid uppenbarelse av fotografier.

fluor

-Vissa fluorföreningar tillsätts till tandkräm för att förhindra förekomsten av karies. Fluorderivat finns i flera bedövningsmedel. I läkemedelsindustrin införlivar de fluorid i läkemedel för att studera möjliga förbättringar av deras effekter på organismen.

-Fluorsyra används för att bränna glas. Också i produktionen av haloner (brandsläckningsgaser, såsom freon). En fluorförening användes i elektrolysen av aluminium för att uppnå sin rening.

-Antireflektiva beläggningar innehåller en fluorförening. Det används vid tillverkning av plasmaskärmar, plattskärmar och mikroelektromekaniska system. Fluor finns också i lera som används i vissa keramik.

astatine

Det anses att astatin kan bidra till jod för att reglera sköldkörtelns funktion. Dessutom är dess radioaktiva isotop (²¹⁰At) har använts i cancerstudier hos möss.

referenser

1. Encyclopedia of Health and Safety at Work. Halogener och deras föreningar. [PDF]. Hämtad från:
2. empleo.gob.es
3. Kemi LibreTexts. Grupp 17: Allmänna egenskaper hos halogener. Hämtad från: chem.libretexts.org
4. Wikipedia. (2018). Halogen. Hämtad från: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Maj 2015). Atomiska och fysiska egenskaper hos gruppen 7 Element (Halogenerna). Hämtad från: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, M.L. och Stanley, G.G. Chemistry (2003), 8: e utgåvan. Cengage Learning.
7. Elements. Halogener. Hämtad från: elementos.org.es
8. Brun, Laurel. (24 april 2017). Halogenegenskaper. Sciencing. Hämtad från: sciencing.com