Các đặc tính, cấu trúc và cách sử dụng của halogen

các halogen chúng là các nguyên tố phi kim thuộc nhóm VIIA hoặc 17 của bảng tuần hoàn. Chúng có độ âm điện và ái lực điện tử cao, ảnh hưởng lớn đến đặc tính ion của liên kết của chúng với kim loại. Từ 'halogen' có nguồn gốc từ Hy Lạp và có nghĩa là "tạo muối". 

Nhưng, những gì được nói là halogen? Fluorine (F), clo (Cl), brom (Br), iốt (I) và nguyên tố phóng xạ và astatine astatine (At). Chúng phản ứng mạnh đến mức chúng tự phản ứng để tạo thành các phân tử diatomic: F₂, Cl₂, Br₂, Tôi₂ và tại₂. Các phân tử này được đặc trưng bởi có các thuộc tính cấu trúc tương tự (phân tử tuyến tính), mặc dù với các trạng thái vật lý khác nhau.

Trong hình trên, ba halogen được hiển thị. Từ trái sang phải: clo, brom và iốt. Cả flo và astatine đều không thể được lưu trữ trong các vật chứa bằng thủy tinh, vì loại này không chống lại sự ăn mòn. Lưu ý cách các thuộc tính organoleptic của các halogen thay đổi khi bạn đi xuống qua nhóm của bạn với nguyên tố iốt.

Fluorine là một loại khí có tông màu vàng; clo cũng có, nhưng màu vàng lục; brôm là một chất lỏng màu đỏ sẫm; iốt, một chất rắn màu đen với âm bội màu tím; và astatine, một chất rắn kim loại tối và sáng bóng.

Các halogen có thể phản ứng với hầu hết các yếu tố của bảng tuần hoàn, ngay cả với một số loại khí cao quý (như xenon và krypton). Khi chúng làm, chúng có thể oxy hóa các nguyên tử về trạng thái oxy hóa tích cực hơn, biến chúng thành các tác nhân oxy hóa mạnh mẽ.

Chúng cũng trao các thuộc tính cụ thể cho các phân tử khi chúng liên kết hoặc thay thế một số nguyên tử của chúng. Những loại hợp chất này được gọi là halogenua. Trên thực tế, halogenua là nguồn halogen tự nhiên chính, và nhiều trong số chúng bị hòa tan trong biển hoặc là một phần của khoáng chất; đó là trường hợp của fluorite (CaF₂).

Cả halogen và halogen đều có phạm vi sử dụng rộng; từ công nghiệp hoặc công nghệ, chỉ đơn giản là làm nổi bật hương vị của một số loại thực phẩm nhất định cũng như muối đá (natri clorua).

Chỉ số

• 1 Tính chất lý hóa
• 2 cấu trúc phân tử
  • 2.1 Tương tác liên phân tử
• 3 Haluros
• 4 công dụng
  • 4.1 Clo
  • 4.2 Brom
  • 4.3 Iốt
  • 4.4 Flo
  • 4,5 Astatus
• 5 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa lý

Trọng lượng nguyên tử

Flo (F) 18,99 g / mol; Clo (Cl) 35,45 g / mol; Brom (Br) 79,90 g / mol; Iốt (I) 126,9 g / mol và Astatine (At) 210 g / mol,

Trạng thái vật lý

F khí; Cl khí; Br lỏng; Tôi rắn và rắn Tại.

Màu

F, màu nâu vàng nhạt; Cl, màu xanh nhạt; Br, màu nâu đỏ; I, violet và At, đen kim loại * * (giả định)

Điểm nóng chảy

F -219,6 ° C; Cl -101,5 ° C; Br -7,3 ° C; Tôi 113,7 độ C và ở 302 độ C.

Điểm sôi

F -118,12 ° C; Cl -34,04 C; Br 58,8 ° C; Tôi 184.3º C và? Ở 337º C.

Mật độ ở 25 độ C

F- 0,0017 g / cm³; Cl- 0,0032 g / cm³; Br- 3.102 g / cm³; Tôi- 4,93 g / cm³ và Ở mức 6,2-6,5 g / cm³

Độ hòa tan trong nước

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

Năng lượng ion hóa

F- 1681 kJ / mol; Cl- 1,251 kJ / mol; Br- 1.140 kJ / mol; I-1,008 kJ / mol và At-890 kJ / mol.

Độ âm điện

F- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2,8; I- 2,5 và At- 2,2.

Các halogen có 7 electron trong vỏ hóa trị của chúng, do đó khả năng tuyệt vời của chúng để có được một electron. Ngoài ra, các halogen có độ âm điện cao do bán kính nguyên tử nhỏ của chúng và sức hút lớn của hạt nhân tác dụng lên các electron hóa trị.

Khả năng phản ứng

Các halogen có tính phản ứng cao, sau đó sẽ giải thích độc tính của chúng. Ngoài ra, chúng là tác nhân oxy hóa.

Thứ tự phản ứng giảm dần là: F> Cl> Br> I> At.

Nhà nước trong tự nhiên

Do các nguyên tử halogen phản ứng cao của nó không tự do; nhưng chúng đang hình thành tập hợp hoặc như các phân tử diatomic được liên kết bởi các liên kết cộng hóa trị.

Cấu trúc phân tử

Các halogen không tồn tại trong tự nhiên như các nguyên tử nguyên tố, mà là các phân tử diatomic. Tuy nhiên, tất cả đều có điểm chung là chúng có cấu trúc phân tử tuyến tính và sự khác biệt duy nhất nằm ở độ dài của các liên kết và trong các tương tác liên phân tử của chúng..

Các phân tử tuyến tính X - X (X₂) được đặc trưng bởi không ổn định, bởi vì cả hai nguyên tử đều thu hút mạnh mẽ cặp electron về phía chúng. Tại sao? Bởi vì các electron bên ngoài của chúng trải qua một điện tích hạt nhân hiệu quả rất cao, Zef. Zef càng lớn, khoảng cách của liên kết X-X càng nhỏ.

Khi nó đi xuống qua nhóm, Zef trở nên yếu hơn và sự ổn định của các phân tử này tăng lên. Do đó, thứ tự phản ứng giảm dần là: F₂> Cl₂> Br₂> Tôi₂. Tuy nhiên, việc so sánh astatine với flo là không hợp lý, vì nó không rõ là đồng vị đủ ổn định vì tính phóng xạ của nó.

Tương tác liên phân tử

Mặt khác, các phân tử của chúng thiếu khoảnh khắc lưỡng cực, là cực. Thực tế này chịu trách nhiệm cho các tương tác liên phân tử yếu của nó, mà lực duy nhất tiềm ẩn là tán sắc hoặc London, tỷ lệ thuận với khối lượng nguyên tử và diện tích phân tử.

Theo cách này, phân tử nhỏ của F₂ nó không có đủ khối lượng hoặc electron để tạo thành vật rắn. Không như tôi₂, phân tử iốt, tuy nhiên vẫn là một chất rắn tạo ra hơi tím.

Brom đại diện cho một ví dụ trung gian giữa cả hai đầu: phân tử Br₂ chúng tương tác đủ để thể hiện bản thân ở trạng thái lỏng.

Astatus có lẽ, do tính chất kim loại ngày càng tăng của nó, không hiện diện như At₂ nhưng khi các nguyên tử hình thành liên kết kim loại.

Về màu sắc của nó (vàng-vàng-lục-đỏ-tím-đen), lời giải thích phù hợp nhất dựa trên lý thuyết quỹ đạo phân tử (TOM). Khoảng cách năng lượng giữa quỹ đạo phân tử đầy đủ cuối cùng và năng lượng cao nhất tiếp theo (chống liên kết), được khắc phục bằng sự hấp thụ của một photon có bước sóng ngày càng lớn.

Haluros

Các halogen phản ứng tạo thành halogenua, dù là vô cơ hay hữu cơ. Được biết đến nhiều nhất là hydro halogenua: hydro florua (HF), hydro clorua (HCl), hydro bromide (HBr) và hydro iodide (HI).

Tất cả chúng hòa tan trong nước tạo ra dung dịch axit; axit đến nỗi HF có thể làm suy giảm bất kỳ vật chứa thủy tinh nào. Ngoài ra, nguyên liệu ban đầu được xem xét để tổng hợp các axit cực mạnh.

Ngoài ra còn có cái gọi là halogen kim loại, có công thức hóa học phụ thuộc vào hóa trị của kim loại. Ví dụ, halogenua của kim loại kiềm có công thức MX và chúng bao gồm: NaCl, natri clorua; KBr, kali bromua; CsF, florua florua; và LiI, lithium iodide.

Các halogen của kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp hoặc kim loại của khối p, có công thức MX_n, Trong đó n là điện tích dương của kim loại. Vì vậy, một số ví dụ về chúng là: FeCl₃, sắt trichloride; MgBr₂, magiê bromide; AlF₃, nhôm trifluoride; và CuI₂, iốt cupric.

Tuy nhiên, halogen cũng có thể hình thành liên kết với các nguyên tử carbon; do đó, chúng có thể can thiệp vào thế giới phức tạp của hóa học hữu cơ và của hóa sinh. Các hợp chất này được gọi là halogen hữu cơ và có công thức hóa học chung là RX, trong đó X là bất kỳ halogen nào.

Công dụng

Clo

Trong công nghiệp

-Brom và clo được sử dụng trong ngành dệt để làm trắng và xử lý len, do đó ngăn ngừa co rút khi ướt.

-Nó được sử dụng như một chất khử trùng cho ditritus và để thanh lọc nước uống và bể bơi. Ngoài ra, các hợp chất có nguồn gốc từ clo được sử dụng trong giặt ủi và công nghiệp giấy.

-Tìm sử dụng trong sản xuất pin đặc biệt và hydrocarbon clo hóa. Nó cũng được sử dụng trong chế biến thịt, rau, cá và trái cây. Ngoài ra, clo hoạt động như một chất diệt khuẩn.

-Nó được sử dụng để làm sạch và làm hỏng da, và làm trắng cellulose. Trước đây nitơ trichloride được sử dụng làm chất tẩy trắng và bột điều hòa.

-Khí phốt phát (COCl₂) được sử dụng trong nhiều quá trình tổng hợp công nghiệp, cũng như trong sản xuất khí quân sự. Phosphene rất độc hại và chịu trách nhiệm cho nhiều trường hợp tử vong trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, nơi khí được sử dụng.

-Khí này cũng được tìm thấy trong thuốc trừ sâu và chất khử trùng.

-NaCl là một loại muối rất dồi dào được sử dụng để làm thức ăn và trong bảo quản thịt gia súc và gia cầm. Ngoài ra, nó được sử dụng trong chất lỏng bù nước cơ thể, cả bằng đường uống và tiêm tĩnh mạch.

Trong y học

-Các nguyên tử halogen liên kết với các loại thuốc làm cho chúng trở nên ưa lipit hơn. Điều này cho phép thuốc dễ dàng xuyên qua màng tế bào hòa tan trong lipit tạo thành nó.

-Clo khuếch tán vào tế bào thần kinh của hệ thần kinh trung ương thông qua các kênh ion gắn với thụ thể GABA dẫn truyền thần kinh, do đó tạo ra tác dụng an thần. Đây là cơ chế hoạt động của một số giải pháp.

-HCl có trong dạ dày, nơi nó can thiệp tạo ra môi trường khử có lợi cho việc chế biến thức ăn. Ngoài ra, HCl kích hoạt pepsin, một loại enzyme khởi tạo quá trình thủy phân protein, trước khi hấp thụ chất liệu của ruột..

Những người khác

-Axit clohydric (HCl) được sử dụng trong việc vệ sinh phòng tắm, trong phòng thí nghiệm giảng dạy và nghiên cứu và trong nhiều ngành công nghiệp.

-PVC (polyvinyl clorua) là một polymer vinyl clorua được sử dụng trong quần áo, gạch lát sàn, cáp điện, ống mềm, đường ống, cấu trúc bơm hơi và ngói lợp. Ngoài ra, clo được sử dụng làm chất trung gian trong sản xuất vật liệu nhựa khác.

-Clo được sử dụng trong chiết xuất brom.

-Methyl clorua phục vụ như một thuốc gây mê. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất một số polyme silicon và trong chiết xuất chất béo, dầu và nhựa.

-Cloroform (CHCl₃) là một dung môi được sử dụng trong nhiều phòng thí nghiệm, đặc biệt là trong các phòng thí nghiệm hóa học hữu cơ và hóa sinh, từ giảng dạy, đến điều tra.

-Và cuối cùng đối với clo, trichloroethylen được sử dụng để khử các bộ phận kim loại.

Brom

-Brom được sử dụng trong quá trình khai thác vàng và trong việc khoan giếng dầu khí. Nó được sử dụng như một chất làm chậm quá trình đốt cháy trong ngành công nghiệp nhựa và khí đốt. Brom cô lập lửa oxy làm cho nó tắt.

-Nó là một trung gian trong sản xuất chất lỏng thủy lực, chất làm mát và máy hút ẩm và các chế phẩm cho tóc đúc. Kali bromide được sử dụng trong sản xuất các tấm và giấy tờ ảnh.

-Kali bromide cũng được sử dụng như một thuốc chống co giật, nhưng do khả năng muối có thể gây rối loạn chức năng thần kinh, việc sử dụng nó đã bị giảm. Ngoài ra, một ứng dụng phổ biến khác của nó là dùng để đo các mẫu quang phổ hồng ngoại rắn.

-Các hợp chất brôm có mặt trong các loại thuốc dùng trong điều trị viêm phổi. Ngoài ra, các hợp chất bromine được kết hợp vào các loại thuốc được sử dụng trong các thử nghiệm được thực hiện trong điều trị bệnh Alzheimer.

-Brom được sử dụng để giảm ô nhiễm thủy ngân trong các nhà máy điện sử dụng than làm nhiên liệu. Nó cũng được sử dụng trong ngành dệt may để tạo ra các loại thuốc nhuộm màu khác nhau.

-Brom methyl được sử dụng làm thuốc trừ sâu cho phun đất và nhà ở, nhưng tác dụng có hại của nó đối với ozone đã hạn chế sử dụng.

-Đèn halogen là sợi đốt và việc bổ sung một lượng nhỏ brom và iốt cho phép giảm kích thước của bóng đèn.

Iốt

-Iốt can thiệp vào hoạt động của tuyến giáp, một loại hormone điều chỉnh sự trao đổi chất của cơ thể. Tuyến giáp tiết ra các hormone T3 và T4, tác động lên các cơ quan đích của chúng. Ví dụ, hoạt động nội tiết tố trên cơ tim gây tăng huyết áp và nhịp tim.

-Tương tự như vậy, iốt được sử dụng trong việc xác định sự hiện diện của tinh bột. Bạc iốt là thuốc thử được sử dụng trong tiết lộ của các bức ảnh.

Flo

-Một số hợp chất flo được thêm vào kem đánh răng để ngăn ngừa sự xuất hiện của sâu răng. Dẫn xuất fluor có mặt trong một số thuốc gây mê. Trong ngành công nghiệp dược phẩm, họ kết hợp fluoride vào thuốc để nghiên cứu những cải tiến có thể có trong tác dụng của chúng đối với sinh vật.

-Axit hydrofluoric được sử dụng để đốt cháy thủy tinh. Ngoài ra trong sản xuất halon (khí chữa cháy, như freon). Một hợp chất flo được sử dụng trong quá trình điện phân nhôm để đạt được sự tinh chế của nó.

-Lớp phủ chống phản xạ có chứa một hợp chất flo. Nó được sử dụng trong sản xuất màn hình plasma, màn hình phẳng và hệ thống vi cơ điện tử. Fluorine cũng có mặt trong đất sét được sử dụng trong một số đồ gốm.

Astatus

Người ta cho rằng astatine có thể góp phần vào iốt trong việc điều chỉnh hoạt động của tuyến giáp. Ngoài ra, đồng vị phóng xạ của nó (²¹⁰Tại) đã được sử dụng trong các nghiên cứu ung thư ở chuột.

Tài liệu tham khảo

1. Bách khoa toàn thư về sức khỏe và an toàn tại nơi làm việc. Các halogen và các hợp chất của chúng. [PDF] Lấy từ:
2. việc làm.gob.es
3. Hóa học LibreTexts. Nhóm 17: Tính chất chung của các halogen. Lấy từ: chem.libretexts.org
4. Wikipedia. (2018). H halogen Lấy từ: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Tháng 5 năm 2015). Tính chất nguyên tử và vật lý của các nguyên tố nhóm 7 (Các halogen). Lấy từ: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, M.L. và Stanley, G.G. Chemistry (2003), lần thứ 8 Học hỏi.
7. Yếu tố Các halogen Lấy từ: Elementos.org.es
8. Nâu, nguyệt quế. (Ngày 24 tháng 4 năm 2017). Đặc tính halogen. Kinh dị. Lấy từ: sciences.com