Halogeeni , mikä tahansa kuudesta ei-metallisesta elementistä muodostavat Jaksollisen taulukon ryhmä 17 (ryhmä VIIa). Halogeenielementit ovat fluori (F), kloori (Cl), bromi (Br), jodi (I), astatiini (At) ja tennessine (Ts). Heille annettiin nimi halogeeni , Kreikan juurista Asia - (suola) ja - geeni (tuottaa), koska ne kaikki tuottavat natriumia samanlaisten ominaisuuksien suolat, joista natriumkloridi - pöytäsuola tai haliitti - tunnetaan parhaiten.
jaksollinen taulukko Elementtien jaksollisen taulukon moderni versio. Encyclopædia Britannica, Inc.
tietokoneen keskusyksikköTärkeimmät kysymykset
Halogeenielementit ovat jaksollisen järjestelmän ryhmän 17 kuusi elementtiä. Ryhmä 17 on jaksollisen järjestelmän toinen sarake oikealta ja sisältää kuusi elementtiä: fluori (F), kloori (Cl), bromi (Br), jodi (I), astatiini (As) ja tennessine (Ts). Astatiini ja tennessine ovat radioaktiivinen elementit, joilla on hyvin lyhyt puoliintumisajat eivätkä siten esiinny luonnostaan.
Halogeenielementit ovat erittäin reaktiivisia. Ne tuottavat suoloja natriumia , josta pöytäsuola (natriumkloridi, NaCl) on tunnetuin. Halogeenielementeissä on seitsemän valenssielektronia niiden uloimmassa elektronikuoressa. Siksi, kun nämä elementit voivat vastaanottaa elektronin toisesta atomista, ne muodostavat erittäin vakaan yhdisteet koska niiden uloin kuori on täynnä.
Klooria käytetään veden puhdistamiseen. Kloori on myös osa suolaa, natriumkloridia, joka on yksi yleisimmin käytetyistä kemialliset yhdisteet . Fluoria käytetään fluorideissa, joita lisätään vesivarastoihin hampaiden hajoamisen estämiseksi. Jodia käytetään antiseptisenä aineena.
Kun nämä elementit reagoivat natriumia , ne tuottavat suoloja. Tunnetuin näistä on natriumkloridi tai tavallinen ruokasuola (kutsutaan myös haliitiksi). Sana halogeeni tulee Kreikan juurista Asia- mikä tarkoittaa suolaa ja -gen merkitys tuottaa.
Suurten reaktiivisuuksiensa takia vapaita halogeenielementtejä ei löydy luonnosta. Yhdistetyssä muodossa fluori on eniten halogeeneja maankuoressa. Halogeenien prosenttiosuudet maankuoren magmakivistä ovat 0,06 fluoria, 0,031 klooria, 0,00016 bromia ja 0,00003 jodia. Astatiinia ja tennessiiniä ei esiinny luonnossa, koska ne koostuvat vain lyhytaikaisista radioaktiivisista isotoopeista.
Halogeenielementit muistuttavat suuresti toisiaan niiden yleisessä kemiallisessa käyttäytymisessä ja ominaisuuksissa yhdisteet muiden elementtien kanssa. Ominaisuuksissa on kuitenkin progressiivinen muutos fluorista klooriin, bromiin ja jodiin astatiiniin - ero kahden peräkkäisen alkuaineen välillä on selvin fluorin ja kloorin välillä. Fluori on reaktiivisin halogeeneista ja itse asiassa kaikista alkuaineista, ja sillä on tiettyjä muita ominaisuuksia, jotka erottavat sen muista halogeeneista.
pohjoisamerikkalainen p-51 mustang
Kloori on tunnetuin halogeenielementeistä. Ilmaista elementtiä käytetään laajalti a vedenpuhdistus ja sitä käytetään useissa kemiallisissa prosesseissa. Pöytäsuola, natriumkloridi, on tietysti yksi tunnetuimmista kemiallisista yhdisteistä. Fluoridit tunnetaan pääasiassa niiden lisäämisestä julkisiin vesivarastoihin hampaiden hajoamisen estämiseksi, mutta orgaanisia fluorideja käytetään myös kylmäaineina ja voiteluaineina. Jodi tunnetaan parhaiten antiseptisenä aineena, ja bromia käytetään pääasiassa bromiyhdisteiden valmistamiseen, joita käytetään palonestoaineina ja yleisinä torjunta-aineina. Menneisyydessä eteenidibromidi käytettiin laajalti lisäaineena lyijyä sisältävässä bensiinissä.
halogeenilamppu Halogeenilamppu volframihehkulangalla. Planemad
Todennäköisesti tärkein yleistys, joka voidaan tehdä halogeenielementeistä, on se, että ne kaikki ovat hapettavia aineita; toisin sanoen ne nostavat muiden alkuaineiden hapetustilaa tai hapetuslukua - ominaisuutta, joka aikaisemmin rinnastettiin yhdistelmään hapen kanssa, mutta joka nyt tulkitaan elektronien siirtymisenä atomista toiseen. Hapettaessa toinen alkuaine halogeeni itse pelkistyy; ts. vapaan elementin hapetusnumero 0 pienennetään arvoon -1. Halogeenit voivat yhdistää muiden alkuaineiden kanssa muodostamaan yhdisteitä, jotka tunnetaan halideina - nimittäin fluorideina, kloridina, bromideina, jodideina ja astatideina. Monia halogenideja voidaan pitää vastaavien vetyhalogenidien suoloina, jotka ovat värittömiä kaasuja huoneenlämpötilassa ja ilmakehän paine ja (paitsi fluorivetyä) muodostavat vahvoja happoja vesiliuoksessa. Itse asiassa yleinen termi suola on peräisin kivisuolasta tai pöytäsuolasta (natriumkloridi). Halogeenielementtien taipumus muodostaa suolamaisia (so. Erittäin ionisia) yhdisteitä kasvaa seuraavassa järjestyksessä: astatiini< iodine < bromi < chlorine < fluorine . Fluorides are usually more stable than the corresponding chlorides, bromides, or iodides. (Often astatine is omitted from general discussions of the halogens because less is known about it than about the other elements.)
miksi otsonikerros on niin tärkeä
ionisidos: natriumkloridi tai pöytäsuola Ionisidos natriumkloridissa. Natriumatomi (Na) lahjoittaa yhden elektronistaan klooriatomille (Cl) kemiallisessa reaktiossa ja tuloksena oleva positiivinen ioni (Na+) ja negatiivinen ioni (Cl-) muodostavat stabiilin ionisen yhdisteen (natriumkloridi; tavallinen pöytäsuola) perustuen tähän ionisidokseen. Encyclopædia Britannica, Inc.
Halogeenien hapetuslujuus kasvaa samassa järjestyksessä - ts. Astatiinista fluoriin. Siksi halogeenielementeistä alkuainefluori valmistetaan suurimmalla vaikeudella ja jodi vähiten. Luokassa halogeenielementit eivät ole metalleja, mutta astatiinilla on tiettyjä ominaisuuksia, jotka muistuttavat metallien ominaisuuksia.
Halogeenielementtien kemiallisesta käyttäytymisestä voidaan keskustella sopivimmin niiden sijainnin suhteen alkuaineiden jaksollisessa taulukossa. Jaksollisessa taulukossa halogeenit muodostavat ryhmän 17 (Kansainvälisen puhtaan ja sovelletun kemian liiton hyväksymän numerointijärjestelmän mukaan), joka välittömästi edeltää jalokaasuja. Halogeeniatomeissa on seitsemän valenssielektronia uloimmassa elektronikuoressaan. Nämä seitsemän ulointa elektronia ovat kahdessa eri tyyppisessä kiertoradassa, nimetty s (kahdella elektronilla) ja s (viidellä). Potentiaalisesti halogeeniatomi voisi pitää sisällään vielä yhden elektronin (a s kiertorata), mikä antaisi tuloksena saadulle halogenidi-ionille saman järjestelyn (konfiguraation) kuin sen vieressä olevalle jalokaasulle. Nämä elektronikonfiguraatiot ovat poikkeuksellisen vakaita. Tämä voimakas halogeenien taipumus hankkia ylimääräinen elektroni tekee niistä vahvoja hapettimia.
klooriatomi Klooriatomin Bohr-malli. Dimitar Marinov / Dreamstime.com
Huoneen lämpötilassa ja ilmakehän paineessa halogeenielementit vapaissa tiloissaan ovat diatomisina molekyyleinä. Molekyylifluorissa (Fkaksi) atomeja pidetään yhdessä sidoksesta, joka on muodostettu a: n liitoksesta s kiertorata jokaisesta atomista, jolloin tällainen sidos luokitellaan sigmasidokseksi. On syytä mainita, että fluorin dissosiaatioenergia (F ― F-sidoksen rikkomiseksi tarvittava energia) on yli 30 prosenttia pienempi kuin kloorilla, mutta on samanlainen kuin jodilla (Ikaksi). Yksittäisen sidoksen F ― F heikkous klooriin verrattuna voidaan katsoa johtuvan pienestä fluorin koosta, mikä johtaa sitoutumis orbitaalien vähentyneeseen päällekkäisyyteen ja sitoutumattomien orbitaalien lisääntyneeseen karkotukseen. Jodissa kuitenkin s kiertoradat ovat hajautuneempia, mikä tarkoittaa, että sidos heikkenee kuin kloorissa tai bromissa.
