Tukaj bo bralec našel informacije o halogenih, kemičnih elementih periodnega sistema D. I. Mendelejeva. Vsebina članka vam bo omogočila, da se seznanite z njihovimi kemičnimi in fizikalnimi lastnostmi, lokacijo v naravi, načini uporabe itd.
Splošne informacije
Halogeni so vsi elementi kemijske tabele D. I. Mendelejeva, ki so v sedemnajsti skupini. Po strožji metodi razvrščanja so to vsi elementi sedme skupine, glavne podskupine.
Halogeni so elementi, ki lahko reagirajo s skoraj vsemi snovmi enostavnega tipa, z izjemo določene količine nekovin. Vsi so energijski oksidanti, zato so v naravnih razmerah praviloma v mešani obliki z drugimi snovmi. Kazalnik kemične aktivnosti halogenov pada s povečanjem njihovega serijskega številčenja.
Naslednji elementi veljajo za halogene: fluor, klor, brom, jod, astat in umetno ustvarjen tenesin.
Kot že omenjeno, so vsi halogeni oksidanti z izrazitimi lastnostmi, poleg tega pa niso kovine. Zunanja energijska raven ima sedem elektronov. Medsebojno delovanje s kovinami vodi do tvorbe ionskih vezi in soli. Skoraj vsi halogeni, z izjemo fluora, lahko delujejo kot redukcijsko sredstvo in dosežejo najvišje oksidacijsko stanje +7, vendar to zahteva interakcijo z elementi, ki imajo visoko stopnjo elektronegativnosti.
Značilnosti etimologije
Leta 1841 je švedski kemik J. Berzelius predlagal uvedbo izraza halogeni in se nanašal na tedaj znane F, Br, I. Vendar pa je pred uvedbo tega izraza v zvezi s celotno skupino takšnih elementov Leta 1811 je nemški znanstvenik I. Schweigger klor imenoval isto besedo, sam izraz pa je bil iz grščine preveden kot "sol".
Atomska struktura in oksidacijska stanja
Konfiguracija elektronov zunanje atomske lupine halogenov je naslednja: astatin - 6s26p5, jod - 5s 25p5, brom 4s24p5, klor – 3s 23p5, fluor 2s22p5.
Halogeni so elementi, ki imajo sedem elektronov na elektronski lupini zunanjega tipa, kar jim omogoča, da "preprosto" pritrdijo elektron, ki ni dovolj za dokončanje lupine. Običajno je oksidacijsko stanje -1. Cl, Br, I in At, ki reagirajo z elementi z višjo stopnjo, začnejo kazati pozitivno oksidacijsko stanje: +1, +3, +5, +7. Fluor ima konstantno oksidacijsko stanje -1.
Distribucija
Glede na toVisoko reaktivni halogeni običajno najdemo kot spojine. Raven porazdelitve v zemeljski skorji se zmanjšuje v skladu s povečanjem atomskega polmera od F do I. Astatin v zemeljski skorji se meri v gramih, tenesin pa je umetno ustvarjen.
Halogeni se v naravi najpogosteje pojavljajo v halogenidnih spojinah, jod pa je lahko tudi v obliki kalijevega ali natrijevega jodata. Zaradi svoje topnosti v vodi so prisotni v oceanskih vodah in naravnih slanicah. F je slabo topen predstavnik halogenov in ga najpogosteje najdemo v sedimentnih kamninah, njegov glavni vir pa je kalcijev fluorid.
Fizične lastnosti kakovosti
Halogeni se lahko med seboj zelo razlikujejo in imajo naslednje fizikalne lastnosti:
- Fluor (F2) je svetlo rumen plin z ostrim in dražečim vonjem in se pri normalnih temperaturnih pogojih ne stisne. Tališče je -220 °C, vrelišče pa -188 °C.
- Klor (Cl2) je plin, ki se pri normalni temperaturi ne stisne niti pod pritiskom, ima zadušljiv, oster vonj in zeleno-rumeno barvo. Začne se topiti pri -101 °C in vreti pri -34 °C.
- Brom (Br2) je hlapna in težka tekočina rjave barve in ostrega, smrdljivega vonja. Topi se pri -7°C in vre pri 58°C.
- Jod (I2) - Ta trdna snov ima temno sivo barvo in ima kovinski lesk, vonj je precej oster. Postopek taljenja se začne pridoseže 113,5 °C in vre pri 184,885 °C.
- Redek halogen je astatin (At2), ki je trdna in ima črno-modro barvo s kovinskim sijajem. Tališče ustreza 244 ° C, vrenje pa se začne, ko doseže 309 ° C.
Kemična narava halogenov
Halogeni so elementi z zelo visoko oksidacijsko aktivnostjo, ki oslabi v smeri od F proti At. Fluor, ki je najbolj aktiven predstavnik halogenov, lahko reagira z vsemi vrstami kovin, ne izključuje nobene znane. Večina predstavnikov kovin, ki pridejo v atmosfero fluora, je podvržena samovžigu, hkrati pa sprošča toploto v ogromnih količinah.
Brez izpostavljanja fluora toploti, lahko reagira z velikim številom nekovin, kot so H2, C, P, S, Si. Vrsta reakcij v tem primeru je eksotermna in jo lahko spremlja eksplozija. Ko se segreje, F prisili preostale halogene v oksidacijo, in ko je izpostavljen sevanju, lahko ta element popolnoma reagira s težkimi plini inertne narave.
Pri interakciji s snovmi kompleksne vrste povzroča fluor visokoenergijske reakcije, na primer z oksidacijo vode lahko povzroči eksplozijo.
Klor je lahko tudi reaktiven, zlasti v prostem stanju. Njegova aktivnost je manjša kot pri fluoru, vendar je sposoben reagirati s skoraj vsemi preprostimi snovmi, vendar dušik, kisik in žlahtni plini z njim ne reagirajo. V interakciji z vodikom, ko je segret ali pri dobri svetlobi, klor ustvari burno reakcijo, ki jo spremlja eksplozija.
Poleg dodatnih in substitucijskih reakcij lahko Cl reagira z velikim številom snovi kompleksnega tipa. Lahko izpodriva Br in I zaradi segrevanja iz spojin, ki jih ustvarita s kovino ali vodikom, in lahko reagira tudi z alkalnimi snovmi.
Brom je kemično manj aktiven kot klor ali fluor, vendar se še vedno kaže zelo svetlo. To je posledica dejstva, da se brom Br najpogosteje uporablja kot tekočina, saj je v tem stanju začetna stopnja koncentracije pri drugih enakih pogojih višja kot pri Cl. Široko se uporablja v kemiji, zlasti organski. Lahko se raztopi v H2O in delno reagira z njim.
Halogen element jod tvori preprosto snov I2 in je sposoben reagirati z H2O, se raztopi v raztopinah jodida, nastajajo kompleksni anioni. I se od večine halogenov razlikuje po tem, da ne reagira z večino predstavnikov nekovin in počasi reagira s kovinami, medtem ko ga je treba segreti. Z vodikom reagira samo pri močnem segrevanju, reakcija pa je endotermna.
Redki halogen astatin (At) je manj reaktiven kot jod, vendar lahko reagira s kovinami. Disociacija proizvaja tako anione kot katione.
Aplikacije
Halogenske spojine človek pogosto uporablja na najrazličnejših področjih. naravni kriolit(Na3AlF6) se uporablja za pridobitev Al. Farmacevtska in kemična podjetja pogosto uporabljajo brom in jod kot enostavni snovi. Halogeni se pogosto uporabljajo pri izdelavi strojnih delov. Žarometi so ena od teh stvari. Zelo pomembno je, da izberete pravi material za to komponento avtomobila, saj žarometi ponoči osvetljujejo cesto in so način za zaznavanje tako vas kot ostalih voznikov. Ksenon velja za enega najboljših kompozitnih materialov za ustvarjanje žarometov. Halogen pa po kakovosti ni veliko slabši od tega inertnega plina.
Dober halogen je fluor, aditiv, ki se pogosto uporablja v zobni pasti. Pomaga preprečiti nastanek zobne bolezni – kariesa.
Halogen element, kot je klor (Cl), najde svojo uporabo pri proizvodnji HCl, ki se pogosto uporablja pri sintezi organskih snovi, kot so plastika, guma, sintetična vlakna, barvila in topila itd. klor se uporablja kot belilo za perilo, bombaž, papir in kot sredstvo za boj proti bakterijam v pitni vodi.
Pozor! Strupeno
Zaradi zelo visoke reaktivnosti se halogeni upravičeno imenujejo strupeni. Sposobnost vstopanja v reakcije je najbolj izrazita pri fluoru. Halogeni imajo izrazite zadušljive lastnosti in so pri medsebojnem delovanju sposobni poškodovati tkiva.
Fluor v parah in aerosolih velja za enega najbolj potencialnihnevarne oblike halogenov, ki so škodljive za okoliška živa bitja. To je posledica dejstva, da ga slabo zaznava voh in ga čutimo šele, ko dosežemo visoko koncentracijo.
Povzetek
Kot lahko vidimo, so halogeni zelo pomemben del periodnega sistema Mendelejeva, imajo številne lastnosti, se razlikujejo po fizikalnih in kemijskih lastnostih, atomski strukturi, oksidacijskem stanju in sposobnosti reagiranja s kovinami in nekovinami. V industriji se uporabljajo na različne načine, od dodatkov v izdelkih za osebno nego do sinteze organskih kemikalij ali belil. Čeprav je ksenon eden najboljših načinov za vzdrževanje in ustvarjanje svetlobe v avtomobilskih žarometih, je halogen še vedno skoraj tako dober kot ksenon in se tudi pogosto uporablja in ima svoje prednosti.
Zdaj veste, kaj je halogen. Skeniranje z vprašanji o teh snoveh vam ni več ovira.
