هالوژن ها ترکیبات هالوژنی هستند

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 05:24

در اینجا خواننده اطلاعاتی در مورد هالوژن ها، عناصر شیمیایی جدول تناوبی D. I. Mendeleev پیدا خواهد کرد. محتوای مقاله به شما این امکان را می دهد که با خواص شیمیایی و فیزیکی، مکان در طبیعت، روش های کاربرد و … آشنا شوید.

اطلاعات عمومی

هالوژن ها همه عناصر جدول شیمیایی D. I. Mendeleev هستند که در گروه هفدهم قرار دارند. طبق یک روش طبقه بندی دقیق تر، اینها همه عناصر گروه هفتم، زیرگروه اصلی هستند.

هالوژن ها عناصری هستند که قادر به واکنش با تقریباً همه مواد از نوع ساده هستند، به استثنای مقدار معینی از غیر فلزات. همه آنها عوامل اکسید کننده انرژی هستند، بنابراین، در شرایط طبیعی، به عنوان یک قاعده، آنها به شکل مخلوط با مواد دیگر هستند. شاخص فعالیت شیمیایی هالوژن ها با افزایش شماره سریال آنها کاهش می یابد.

عناصر زیر هالوژن در نظر گرفته می شوند: فلوئور، کلر، برم، ید، استاتین و تننسین ایجاد شده مصنوعی.

همانطور که قبلاً ذکر شد، همه هالوژن ها عوامل اکسید کننده با خواص برجسته هستند و علاوه بر این، همه آنها غیرفلز هستند. سطح انرژی بیرونی دارای هفت الکترون است.تعامل با فلزات منجر به تشکیل پیوندهای یونی و نمک می شود. تقریباً همه هالوژن ها، به استثنای فلوئور، می توانند به عنوان یک عامل کاهنده عمل کنند و به بالاترین حالت اکسیداسیون 7+ برسند، اما این مستلزم آن است که با عناصری که دارای درجه الکترونگاتیوی بالایی هستند، تعامل داشته باشند.

ویژگی های ریشه شناسی

در سال 1841، شیمیدان سوئدی J. Berzelius پیشنهاد کرد که اصطلاح هالوژن را معرفی کند، و به آنها F, Br, I شناخته شده در آن زمان اشاره کرد. با این حال، قبل از معرفی این اصطلاح در رابطه با کل گروه چنین عناصری. در سال 1811، دانشمند آلمانی I. Schweigger کلر را با همان کلمه نامید، خود این اصطلاح از یونانی به عنوان نمک ترجمه شد.

ساختار اتمی و حالات اکسیداسیون

پیکربندی الکترونی پوسته اتمی بیرونی هالوژن ها به شرح زیر است: استاتین - 6s²6p⁵، ید - 5s ²5p⁵، برم 4s²4p⁵، کلر – 3s 2^3p5^{، فلوئور 2s}2^2p5.

هالوژن ها عناصری هستند که هفت الکترون روی پوسته الکترونی نوع خارجی دارند که به آنها اجازه می دهد به راحتی الکترونی را که برای تکمیل پوسته کافی نیست بچسبانند. به طور معمول، حالت اکسیداسیون به صورت -1 ظاهر می شود. Cl، Br، I و At، در واکنش با عناصر دارای درجه بالاتر، شروع به نشان دادن حالت اکسیداسیون مثبت می کنند: +1، +3، +5، +7. فلوئور حالت اکسیداسیون ثابت 1- دارد.

توزیع

با توجه به آنهالوژن های بسیار واکنش پذیر معمولاً به عنوان ترکیب یافت می شوند. سطح توزیع در پوسته زمین مطابق با افزایش شعاع اتمی از F به I کاهش می یابد. استاتین در پوسته زمین بر حسب گرم اندازه گیری می شود و تنسین به طور مصنوعی ایجاد می شود.

هالوژن ها به طور طبیعی بیشتر در ترکیبات هالید یافت می شوند و ید همچنین می تواند به شکل یدات پتاسیم یا سدیم باشد. به دلیل حلالیت در آب، آنها در آب های اقیانوسی و آب نمک های طبیعی وجود دارند. F نماینده کم محلول هالوژن ها است و اغلب در سنگ های رسوبی یافت می شود و منبع اصلی آن فلوراید کلسیم است.

ویژگی های کیفی فیزیکی

هالوژن ها می توانند بسیار متفاوت از یکدیگر باشند و دارای خواص فیزیکی زیر هستند:

1. فلورین (F2) یک گاز زرد روشن با بوی تند و تحریک کننده است و در شرایط دمایی معمولی فشرده نمی شود. نقطه ذوب 220- درجه سانتیگراد و نقطه جوش 188- درجه سانتیگراد است.
2. کلر (Cl₂) گازی است که در دمای معمولی حتی تحت فشار فشرده نمی شود، دارای بوی خفه کننده، تند و رنگ سبز مایل به زرد است. در -101 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند و در -34 درجه سانتیگراد می جوشد.
3. برم (Br₂) مایعی فرار و سنگین با رنگ قهوه ای و بوی تند و متعفن است. در -7 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در دمای 58 درجه سانتیگراد می جوشد.
4. ید (I₂) - این ماده جامد دارای رنگ خاکستری تیره است و درخشندگی فلزی دارد و بوی آن کاملاً تیز است. فرآیند ذوب در شروع می شودبه 113.5 درجه سانتیگراد می رسد و در 184.885 درجه سانتیگراد می جوشد.
5. یک هالوژن کمیاب استاتین (At₂) است که یک جامد است و دارای رنگ مشکی-آبی با درخشندگی فلزی است. نقطه ذوب مربوط به 244 درجه سانتیگراد است و جوشش پس از رسیدن به 309 درجه سانتیگراد شروع می شود.

ماهیت شیمیایی هالوژن

هالوژن ها عناصری با فعالیت اکسید کننده بسیار بالا هستند که در جهت F به At ضعیف می شوند. فلوئور که فعال ترین نماینده هالوژن است، می تواند با همه انواع فلزات واکنش نشان دهد، به استثنای فلزات شناخته شده. اکثر نمایندگان فلزات که وارد اتمسفر فلوئور می شوند، در معرض خودسوزی هستند، در حالی که گرما را در مقادیر زیادی آزاد می کنند.

بدون قرار دادن فلوئور در معرض گرما، می تواند با تعداد زیادی از غیر فلزات مانند H2، C، P، S، Si واکنش دهد. نوع واکنش ها در این حالت گرمازا بوده و ممکن است با انفجار همراه باشد. هنگامی که گرم می شود، F هالوژن های باقی مانده را وادار به اکسید شدن می کند و هنگامی که در معرض تشعشع قرار می گیرد، این عنصر قادر است به طور کامل با گازهای سنگین با طبیعت بی اثر واکنش نشان دهد.

هنگامی که فلوئور با موادی از نوع پیچیده برهمکنش می کند، واکنش های پرانرژی ایجاد می کند، به عنوان مثال، با اکسید کردن آب، می تواند باعث انفجار شود.

کلر نیز می تواند واکنش پذیر باشد، به خصوص در حالت آزاد. سطح فعالیت آن کمتر از فلوئور است، اما تقریباً با تمام مواد ساده قادر به واکنش است، اما نیتروژن، اکسیژن و گازهای نجیب با آن واکنش نمی دهند.کلر در تعامل با هیدروژن، هنگامی که گرم می شود یا در نور خوب، واکنش شدیدی را ایجاد می کند که با انفجار همراه است.

علاوه بر واکنش‌های جایگزین و جایگزینی، کلر می‌تواند با تعداد زیادی از مواد از نوع پیچیده واکنش دهد. قادر به جابجایی Br و I در نتیجه حرارت دادن از ترکیبات ایجاد شده توسط آنها با فلز یا هیدروژن است و همچنین می تواند با مواد قلیایی واکنش دهد.

برم از نظر شیمیایی کمتر از کلر یا فلوئور فعال است، اما همچنان خود را بسیار روشن نشان می دهد. این به دلیل این واقعیت است که برم Br اغلب به عنوان مایع استفاده می شود، زیرا در این حالت درجه غلظت اولیه، در شرایط مشابه دیگر، بالاتر از کلر است. به طور گسترده در شیمی، به ویژه آلی استفاده می شود. می تواند در H₂O حل شود و تا حدی با آن واکنش نشان دهد.

عنصر هالوژن ید یک ماده ساده را تشکیل می دهد. در حالی که آنیون های پیچیده تشکیل می شوند. تفاوت من با اکثر هالوژن ها این است که با اکثر نمایندگان غیر فلزات واکنش نشان نمی دهد و به آرامی با فلزات واکنش می دهد، در حالی که باید گرم شود. تنها زمانی با هیدروژن واکنش نشان می دهد که تحت حرارت قوی قرار گیرد و واکنش گرماگیر است.

آستاتین هالوژن کمیاب (At) واکنش کمتری نسبت به ید دارد، اما می تواند با فلزات واکنش دهد. تجزیه هم آنیون و هم کاتیون تولید می کند.

برنامه ها

ترکیبات هالوژن به طور گسترده توسط انسان در زمینه های مختلف استفاده می شود. کرایولیت طبیعی(Na₃AlF₆) برای به دست آوردن Al استفاده می شود. برم و ید اغلب به عنوان مواد ساده توسط شرکت های دارویی و شیمیایی استفاده می شود. هالوژن ها اغلب در ساخت قطعات ماشین آلات استفاده می شوند. چراغ های جلو یکی از این موارد است. انتخاب مواد مناسب برای این جزء خودرو بسیار مهم است، زیرا چراغ های جلو جاده را در شب روشن می کنند و راهی برای شناسایی شما و سایر رانندگان هستند. زنون یکی از بهترین مواد کامپوزیت برای ایجاد چراغ های جلو در نظر گرفته می شود. با این حال، هالوژن از نظر کیفیت نسبت به این گاز بی‌اثر چندان پایین‌تر نیست.

یک هالوژن خوب فلوئور است، یک افزودنی که به طور گسترده در خمیر دندان استفاده می شود. این به جلوگیری از بروز بیماری های دندانی - پوسیدگی کمک می کند.

عنصر هالوژن مانند کلر (Cl) در تولید HCl استفاده می شود که اغلب در سنتز مواد آلی مانند پلاستیک، لاستیک، الیاف مصنوعی، رنگ ها و حلال ها و غیره و همچنین ترکیبات استفاده می شود. کلر به عنوان سفید کننده برای کتان، پنبه، کاغذ، و به عنوان یک عامل مبارزه با باکتری در آب آشامیدنی استفاده می شود.

توجه! سمی

به دلیل واکنش پذیری بسیار بالا، هالوژن ها به درستی سمی نامیده می شوند. توانایی وارد شدن به واکنش ها در فلوئور بارزتر است. هالوژن ها خواص خفگی مشخصی دارند و می توانند در اثر متقابل به بافت ها آسیب بزنند.

فلوئور در بخارات و ذرات معلق در هوا یکی از بالقوه ترین ها در نظر گرفته می شود.اشکال خطرناک هالوژن که برای موجودات زنده اطراف مضر است. این به این دلیل است که توسط حس بویایی ضعیف درک می شود و تنها پس از رسیدن به غلظت بالا احساس می شود.

جمع بندی

همانطور که می بینیم، هالوژن ها بخش بسیار مهم جدول تناوبی مندلیف هستند، آنها دارای خواص زیادی هستند، از نظر کیفیت فیزیکی و شیمیایی، ساختار اتمی، حالت اکسیداسیون و توانایی واکنش با فلزات و غیرفلزات متفاوت هستند.. در صنعت، آنها به روش های مختلفی استفاده می شوند، از افزودنی ها در محصولات مراقبت شخصی گرفته تا سنتز مواد شیمیایی آلی یا سفید کننده ها. اگرچه زنون یکی از بهترین راه‌ها برای حفظ و ایجاد نور در چراغ‌های جلو خودرو است، اما هالوژن هنوز تقریباً به خوبی زنون است و همچنین به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد و مزایای خود را دارد.

اکنون می دانید هالوژن چیست. یک کلمه اسکار با هرگونه سوال در مورد این مواد دیگر مانعی برای شما نیست.