Proprietăți, structuri și utilizări ale halogenului

halogeni ele sunt elemente nemetalice care aparțin grupului VIIA sau 17 din tabelul periodic. Ei au înaltă electronegativități și afinități electronice, care afectează în mare măsură caracterul ionic al legăturilor lor cu metalele. Cuvântul "halogeni" este de origine greacă și înseamnă "formatori de sare".

Dar ce se spune că sunt halogeni? Fluorul (F), clorul (Cl), bromul (Br), iodul (I) și elementul radioactiv și astatina eferică (At). Ei sunt atât de reactivi încât reacționează între ei pentru a forma molecule diatomice: F₂, Cl₂Br₂, I₂ și At₂. Aceste molecule sunt caracterizate prin faptul că au proprietăți structurale similare (molecule liniare), deși cu stări fizice diferite.

În imaginea superioară sunt afișate trei halogeni. De la stânga la dreapta: clor, brom și iod. Nici fluor, nici astatină nu pot fi depozitate în recipiente de sticlă, deoarece acestea nu rezistă corosivității. Observați cum proprietățile organoleptice ale halogenilor se schimbă pe măsură ce se deplasează în grupul lor la elementul de iod.

Fluorul este un gaz cu tonuri gălbui; clor, de asemenea, dar galben-verde; bromul este un lichid roșu închis; iod, un solid negru cu tonuri violete; și astatina, un solid metalic întunecat și strălucitor.

Halogenii sunt capabili să reacționeze cu aproape toate elementele mesei periodice, chiar și cu unele gaze nobile (cum ar fi xenonul și kryptonul). Când o fac, pot oxida atomii în cele mai pozitive stări de oxidare, transformându-i în agenți puternici de oxidare.

De asemenea, conferă moleculelor proprietăți specifice atunci când leagă sau înlocuiesc unii dintre atomii lor. Aceste tipuri de compuși se numesc halogenuri. De fapt, halogenurile sunt principala sursă naturală de halogeni și multe dintre ele sunt dizolvate în mare sau fac parte dintr-un mineral; așa este cazul fluoritului (CaF)₂).

Ambele halogeni și halogenuri au o gamă largă de utilizări; din punct de vedere industrial sau tehnologic, pentru a evidenția pur și simplu gustul anumitor alimente ca și sarea de rocă (clorură de sodiu).

index

• 1 Proprietăți fizice și chimice
• 2 Structuri moleculare
  • Interacțiuni intermoleculare
• 3 Haluros
• 4 Utilizări
  • 4.1 Clor
  • 4.2 Bromura
  • 4.3 Iod
  • 4.4 Fluor
  • 4.5 Astatus
• 5 Referințe

Proprietăți fizice și chimice

Greutăți atomice

Fluorină (F) 18,99 g / mol; Clor (Cl) 35,45 g / mol; Bromul (Br) 79,90 g / mol; Iod (I) 126,9 g / mol și Astatină (At) 210 g / mol,

Starea fizică

F gazos; Cl gazos; Br lichid; Am solid și la solid.

culoare

F, galben-brun deschis; Cl, verde pal; Br, roșcat-maro; I, violet și At, negru metalic * * (presupus)

Punctele de topire

F -219,6 ° C; CI -101,5 ° C; Br -7,3 ° C; I 113.7º C și la 302º C.

Puncte de fierbere

F -118,12 ° C; Cl -34,04 ° C; Br 58,8 ° C; I 184.3º C și? La 337º C.

Densitate la 25ºC

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

Solubilitate în apă

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

Energia ionizată

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

electronegativitate

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

Halogenii au 7 electroni în cochilia lor de valență, prin urmare, marele lor aviditate de a obține un electron. De asemenea, halogeni au o electronegativitate ridicată datorită micilor lor raze atomice și marii atracții exercitate de nucleu asupra electronilor de valență.

reactivitate

Halogenii sunt foarte reactivi, ceea ce ar explica apoi toxicitatea lor. În plus, ele sunt agenți de oxidare.

Ordinea descrescătoare a reactivității este: F> Cl> Br> I> At.

Statul în natură

Datorită reactivității ridicate, atomii de halogen nu sunt liberi în natură; dar ele formează agregate sau molecule diatomice legate prin legături covalente.

Structuri moleculare

Halogenii nu există în natură ca atomi elementali, ci ca molecule diatomice. Cu toate acestea, toți au în comun că au o structură moleculară liniară, iar singura diferență constă în lungimea legăturilor lor și în interacțiunile lor intermoleculare.

Modulele liniare X-X (X.₂) sunt caracterizate prin faptul că sunt instabile, deoarece ambii atomi atrag puternic perechea de electroni spre ei. De ce? Deoarece electronii lor externi au o încărcătură nucleară foarte eficientă, Zef. Cu cât este mai mare Zef, cu atât este mai mică distanța dintre legătura X-X.

Pe măsură ce coboară prin grup, Zef devine mai slab și stabilitatea acestor molecule crește. Astfel, ordinea descrescătoare a reactivității este: F₂> Cl₂> Br₂> I₂. Cu toate acestea, este incongruent să se compare astatina cu fluor, deoarece izotopii necunoscuți sunt suficient de stabili din cauza radioactivității sale.

Interacțiuni intermoleculare

Pe de altă parte, moleculele lor nu au un moment dipol, fiind apolară.Acest fapt este responsabil pentru interacțiunile sale intermoleculare slabe, a căror singură forță latentă este dispersia sau Londra, proporțională cu masa atomică și zona moleculară.

În acest fel, molecula mică de F₂ nu are suficientă masă sau electroni pentru a forma un solid. Spre deosebire de mine₂, molecula de iod, care totuși continuă să fie un solid care dă naștere de vapori violeți.

Bromul reprezintă un exemplu intermediar între cele două capete: molecule de Br₂ ele interacționează suficient pentru a se prezenta într-o stare lichidă.

Astatus probabil, datorită caracterului său metalic în creștere, nu se prezintă ca At₂ ci ca la atomii care formează legături metalice.

În ceea ce privește culorile sale (galben-galben-verde-roșu-purpuriu-negru), explicația cea mai potrivită se bazează pe teoria orbitală moleculară (TOM). Distanta energetica dintre ultimul orbital molecular complet si urmatoarea energie cea mai mare (anti-cuplaj), este depasita prin absorbtia unui foton cu lungimi de unda din ce in ce mai mari.

halogenuri

Halogenii reacționează pentru a forma halogenuri, anorganice sau organice. Cele mai cunoscute sunt halogenurile de hidrogen: fluorură de hidrogen (HF), acid clorhidric (HCI), bromhidrat (HBr) și iodură de hidrogen (HI).

Toți dintre aceștia dizolvați în apă generează soluții acide; atât de acid, încât HF poate degrada orice recipient de sticlă. În plus, sunt luate în considerare materialele de pornire pentru sinteza acizilor extrem de puternici.

Există și așa-numitele halogenuri metalice, care au formule chimice care depind de valența metalului. De exemplu, halogenurile metalelor alcaline au formula MX, dintre care: NaCl, clorură de sodiu; KBr, bromură de potasiu; CsF, fluorură de cesiu; și Li, iodură de litiu.

Halogenurile metalelor alcalino-pământoase, metalele tranzitorii sau metalele din blocul p, au formula MX_n, n fiind sarcina pozitivă a metalului. Deci, unele exemple sunt: ​​FeCl₃, triclorură ferică; MgBr₂, bromură de magneziu; Alf₃, trifluorură de aluminiu; și CuI₂, iodură cuprică.

Cu toate acestea, halogeni pot forma, de asemenea, legături cu atomii de carbon; prin urmare, ele pot interveni în lumea complexă a chimiei organice și cea a biochimiei. Acești compuși sunt numiți halogenuri organice și au formula chimică generală RX, în care X este oricare dintre halogeni.

aplicații

clor

În industrie

- Bromul și clorul sunt utilizate în industria textilă pentru a albi și a trata lâna, împiedicând astfel contracția atunci când este umedă.

- Este folosit ca dezinfectant pentru ditrit și pentru purificarea apei potabile și a bazinelor de înot. În plus, compușii derivați din clor sunt utilizați în spălătorii și în industria hârtiei.

-Acest lucru se folosește la fabricarea bateriilor speciale și a hidrocarburilor clorurate. Se folosește și în prelucrarea cărnii, legumelor, peștelui și fructelor. De asemenea, clorul funcționează ca agent bactericid.

- Este folosit pentru curățarea și destanificarea pieilor și pentru albirea celulozei. Triclorura de azot a fost utilizată anterior ca agent de înălbire și balsam.

-Gazul fosfene (COCI₂) este utilizat în numeroase procese industriale de sinteză, precum și în fabricarea gazelor militare. Fosfena este foarte toxică și este responsabilă pentru numeroase decese din primul război mondial, unde a fost folosit gazul.

- Acest gaz se găsește și în insecticide și fumigante.

-NaCl este o sare foarte abundenta, care este folosita pentru conservarea alimentelor si pentru conservarea carnii si pasarilor. În plus, se utilizează în lichide de rehidratare corporală, atât oral cât și intravenos.

În medicină

- Atomii de halogen care se leagă de medicamente îi fac mai lipofili. Aceasta permite medicamentelor să treacă mai ușor membranele celulare care se dizolvă în lipidele care o formează.

-Clorul clor difuzează în neuronii sistemului nervos central prin canalele ionice atașate la receptorii neurotransmițători GABA, producând astfel un efect sedativ. Acesta este mecanismul acțiunii mai multor anxiolitici.

- HCl este prezent în stomac, unde intervine, creând un mediu reducător care favorizează procesarea alimentelor. În plus, HCl activează pepsina, o enzimă care inițiază hidroliza proteinelor, o etapă înainte de absorbția intestinală a materialului proteic.

alții

- Acidul clorhidric (HCl) este utilizat în curățarea băilor, în laboratoarele de predare și cercetare și în multe industrii.

- PVC (clorura de polivinil) este un polimer de clorură de vinil utilizat în îmbrăcăminte, gresie, cabluri electrice, conducte flexibile, țevi, structuri gonflabile și plăci de acoperire. În plus, clorul este utilizat ca intermediar în fabricarea altor materiale plastice.

-Clorul CI este utilizat în extracția bromului.

-Clorura de metil servește ca anestezic.Se utilizează, de asemenea, la fabricarea anumitor polimeri de silicon și la extracția grăsimilor, a uleiurilor și a rășinilor.

-Cloroform (CHCI3)₃) este un solvent utilizat în multe laboratoare, în special în laboratoarele de chimie organică și biochimie, de la predare la cercetare.

- Și, în sfârșit, în ceea ce privește clorul, se utilizează tricloretilenă pentru degresarea pieselor metalice.

brom

- Bromul este utilizat în procesul de extracție a aurului și în forarea puțurilor de petrol și gaze. Se utilizează ca retardator de combustie în industria de materiale plastice și gaze. Bromul izolează focul de oxigen, determinând ieșirea.

- Este un intermediar în fabricarea fluidelor hidraulice, a lichidelor de răcire și a agenților de dezumidificare și a preparatelor pentru formarea părului. Bromura de potasiu este utilizată la fabricarea plăcilor și a hârtiei fotografice.

- Bromura de potasiu este, de asemenea, utilizată ca un anticonvulsivant, dar datorită posibilității ca sarea să cauzeze disfuncții neurologice, utilizarea sa a fost redusă. În plus, o altă utilizare comună este ca o tabletă pentru măsurarea probelor solide de spectroscopie în infraroșu.

- Compușii bromici sunt prezenți în medicamentele utilizate în tratamentul pneumoniei. De asemenea, compușii bromici sunt încorporați în medicamentele utilizate în studiile care sunt efectuate în tratamentul bolii Alzheimer.

-Bromo este utilizat pentru a reduce contaminarea cu mercur în centralele electrice care folosesc cărbunele ca combustibil. Se folosește, de asemenea, în industria textilă pentru a crea diferite vopsele de culoare.

-Bromo metil a fost utilizat ca pesticid pentru fumigarea solului și a caselor, dar efectul său dăunător asupra ozonului și-a limitat utilizarea.

- Lămpile cu halogen sunt incandescente, iar adăugarea unor cantități mici de brom și iod permite o reducere a dimensiunilor becurilor.

iod

-Iodul intervine în funcționarea glandei tiroide, un hormon care reglează metabolismul corpului. Glanda tiroidă secretă hormonii T3 și T4, care își exercită acțiunea asupra organelor țintă. De exemplu, acțiunea hormonală asupra mușchiului cardiac determină o creștere a tensiunii arteriale și a frecvenței cardiace.

De asemenea, iodul este utilizat în identificarea prezenței amidonului. Iodura de argint este un reactiv utilizat în dezvăluirea fotografiilor.

fluorului

- Unii compuși de fluor sunt adăugați la pastele de dinți pentru a preveni apariția cavităților. Derivații de fluor sunt prezenți în mai multe anestezice. În industria farmaceutică, ele includ fluoridul în medicamente pentru a studia posibile îmbunătățiri ale efectelor asupra organismului.

- Acidul fluorhidric este utilizat pentru arderea sticlei. De asemenea, în producția de haloni (gaze de stingere a incendiilor, cum ar fi freonul). Un compus de fluor este utilizat în electroliza aluminiului pentru a obține purificarea acestuia.

- Acoperirile antireflective conțin un compus fluor. Se utilizează la fabricarea ecranelor cu plasmă, a ecranelor plate și a sistemelor microelectromecanice. Fluorul este prezent, de asemenea, în argila folosită în unele produse ceramice.

astatin

Se crede că astatina ar putea contribui la iod în reglarea funcționării glandei tiroide. De asemenea, izotopul său radioactiv (²¹⁰At) a fost utilizată în studiile privind cancerul la șoareci.

referințe

1. Enciclopedia privind sănătatea și securitatea la locul de muncă. Halogeni și compușii lor. [PDF]. Luat de la:
2. empleo.gob.es
3. Chimie LibreTexts. Grupa 17: Proprietăți generale ale halogenurilor. Luat de la: chem.libretexts.org
4. Wikipedia. (2018). Halogen. Luată de la: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Mai 2015). Proprietățile fizice și fizice ale elementelor grupului 7 (Halogeni). Luat de la: chemguide.co.uk
6. Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, M.L. și Stanley, G.G. Chemistry (2003), 8th ed. Învățarea în învățământ
7. Elemente. Halogenii. Luat de la: elementos.org.es
8. Brown, Laurel. (24 aprilie 2017). Caracteristicile halogenului. Sciencing. Adus de la: sciencing.com