Halogeni so izrazito nekovine. Sem spadajo fluor, astatin, jod, brom, klor in umetni element, imenovan ununseptium (tenesin). Te snovi imajo široko paleto kemičnih funkcij in o njih je vredno govoriti podrobneje.
Visoka oksidativna aktivnost
To je prva omenjena izrazita lastnost. Vsi halogeni imajo visoko oksidativno aktivnost, vendar je fluor najbolj aktiven. Nadaljnje padajoče: klor, brom, jod, astatin, ununseptium. Toda fluor brez izjeme reagira z vsemi kovinami. Poleg tega se večina od njih, ki so v ozračju tega elementa, samovžiga in ta proces spremlja sproščanje velike količine toplote.
Če fluora ne segrevamo, bo v tem primeru reagiral s številnimi nekovinskimi snovmi. Na primer z žveplom, ogljikom, silicijem, fosforjem. Dobljene so reakcijezelo eksotermno in ga lahko spremlja eksplozija.
Omeniti velja tudi, da fluor pri segrevanju oksidira vse druge halogene. Shema je naslednja: Hal2 + F2=2HalF. In tukaj je Hal klor, brom in jod. Poleg tega je v takšnih spojinah stopnja njihove oksidacije +1.
In še ena kemična lastnost halogen-fluora je njegova reakcija s težkimi inertnimi plini pod vplivom obsevanja. Imenujejo jih tudi plemeniti. Ti plini vključujejo helij, neon, argon, kripton, ksenon, radon in nedavno odkrit oganesson.
Interakcija s kompleksnimi snovmi
To je še ena kemična lastnost halogenov. Kot je znano, kompleksne snovi vključujejo spojine, sestavljene iz dveh ali več elementov. Isti fluor se v takih reakcijah manifestira zelo močno. Spremlja jih eksplozija. Toda takole je na primer videti njegova reakcija z vodo v obliki formule: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
Klor je tudi reaktiven, čeprav je njegova aktivnost manjša kot pri fluoru. Toda reagira z vsemi preprostimi snovmi, razen žlahtnih plinov, dušika in kisika. Tukaj je en primer: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
A še posebej zanimiva je reakcija klora z vodikom. Če ni ustrezne osvetlitve in temperature, se med njima ne zgodi nič. Če pa povečate svetlost in jih segrejete, bo poleg tega prišlo do eksplozije z verižnim mehanizmom. Reakcija poteka pod vplivom fotonov, kvantov elektromagnetnega sevanja, kiloči Cl2 molekule v atome. Nato se zgodi cela veriga reakcij in v vsaki od njih dobimo delec, ki sproži začetek naslednje stopnje.
brom
Kot vidite, se največ govori o fluoru in malo manj o kloru. To je zato, ker se kemične lastnosti halogenov dosledno zmanjšujejo od fluora do astatina.
Brom je nekakšna sredina v njihovi seriji. Je bolj topen v vodi kot drugi halogeni. Nastala raztopina je znana kot bromova voda, močna snov, ki lahko oksidira nikelj, železo, krom, kob alt in mangan.
Če govorimo o kemičnih lastnostih halogena, potem velja omeniti, da po aktivnosti zavzema vmesni položaj med zloglasnim klorom in jodom. Mimogrede, ko reagira z raztopinami jodida, se sprosti prosti jod. Izgleda takole: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
Prav tako lahko brom reagira z nekovinami (telurijem in selenom), v tekočem stanju pa sodeluje z zlatom, kar povzroči nastanek tribromida AuBr3. Prav tako zna združiti organske molekule s trojno vezjo. Če se segreje v prisotnosti katalizatorja, lahko reagira z benzenom in nastane bromobenzen C6H5Br, kar imenujemo substitucijska reakcija.
jod
Naslednja najbolj aktivna kemična lastnost halogenov v tabeli je jod. Njegova posebnost je v tem, da tvori številne različne kisline. Ti vključujejo:
- Jod. Brezbarvna tekočina z ostrim vonjem. Močna kislina, ki je močno redukcijsko sredstvo.
- Jod. Nestabilen, lahko obstaja samo v zelo razredčenih raztopinah.
- Jod. Lastnosti so enake kot prejšnji. Tvori joditne soli.
- Jod. Kristalna brezbarvna snov s steklastim sijajem. Topen v vodi, nagnjen k polimerizaciji. Ima oksidativne lastnosti.
- Jod. Higroskopna kristalna snov. Uporablja se v analitični kemiji kot oksidant.
Splošne kemijske lastnosti halogen-joda vključujejo visoko aktivnost. Čeprav je manj kot pri kloru z bromom, še bolj pa ni primerljiv s fluorom. Najbolj znana reakcija je interakcija joda s škrobom, kar povzroči modro barvo slednjega.
astatin
O tem je vredno povedati tudi nekaj besed v nadaljevanju razprave o splošnih značilnostih halogenov. Fizikalne in kemijske lastnosti astatina so blizu tistim razvpitega joda in polonija (radioaktivnega elementa). Tukaj je njegov kratek opis:
- Proizvaja netopno AgAt sol, kot vsi halogeni.
- Lahko oksidira do At, kot jod.
- Tvori spojine s kovinami, ki kažejo oksidacijsko stanje -1. Kot vsi halogeni.
- Reagira z jodom in bromom, da tvori interhalogene spojine. Astatin jodid in bromid, če smo natančni (AtI in AtBr).
- Raztopi se v dušiku in klorovodikovi vodikisline.
- Če nanj delujemo z vodikom, nastane plinasti vodikov astatid - nestabilna plinasta kislina.
- Kot vsi halogeni lahko nadomesti vodik v molekuli metana.
- Ima značilno alfa sevanje. Po njegovi prisotnosti se določi prisotnost astatina.
Mimogrede, vnos astatina v obliki raztopine v človeško telo zdravi ščitnico. V radioterapiji se ta element aktivno uporablja.
Tennesin
In mora biti pozoren, saj govorimo o kemičnih lastnostih halogenov. Znanih spojin s tenesinom ni prav veliko, saj so doslej njegove natančne značilnosti še vedno predmet razprave, saj je bil v tabelo vključen šele leta 2014.
Najverjetneje gre za polkovino. Ne kaže skoraj nobene oksidacijske moči, zato je najšibkejši od halogenov, saj so njegovi elektroni predaleč od jedra. Vendar je zelo verjetno, da bo tenesin halogen, katerega redukcijska lastnost bo večja od oksidacijske.
Poskusno izvedena reakcija z vodikom. TsH je najpreprostejša povezava. Nastali tenesinski vodik nadaljuje večino trendov za vodikovi halogenidi.
Fizične lastnosti
Na kratko jih je treba omeniti. Torej:
- Fluor je strupen svetlo rumen plin z ostrim vonjem.
- Klor je svetlo zelen plin. Ima tudi močan vonj in je bolj strupen kot fluor.
- Brom je rdeče-rjava težka tekočina. Njegovohlapi so zelo strupeni.
- Jod je temno siva trdna snov s kovinskim sijajem.
- Astatin je modro-črna trdna snov. Izgleda kot jod.
Pridobivanje halogenov
To je zadnja stvar. Kemične lastnosti in proizvodnja halogenov so neposredno povezane. Prvo pogojuje drugo. Tukaj je nekaj načinov za pridobivanje teh snovi:
- Z elektrolizo talin ali raztopin halogenidov - njihovih spojin z drugimi elementi ali radikali.
- Z interakcijo njihovih trdnih soli in koncentrirane žveplove kisline. Vendar to velja samo za HF in HCl.
- HBr in HI lahko pridobimo s hidrolizo fosforjevih halogenidov.
- Oksidacija halogenovodičnih kislin.
- HClO dobimo s hidrolizo v vodnih raztopinah klora.
- HOBr nastane z interakcijo vode in halogena.
Toda na splošno obstaja veliko več načinov za pridobitev, to so le primeri. Konec koncev se halogeni pogosto uporabljajo v industriji. Fluor se uporablja za proizvodnjo maziv, klor se uporablja za beljenje in dezinfekcijo, brom se uporablja v medicini in proizvodnji fotografskih materialov, o jodu pa ni vredno niti govoriti.
