Sifat, struktur dan kegunaan Halogen

The halogen mereka adalah elemen bukan logam yang tergolong dalam kumpulan VIIA atau 17 jadual berkala. Mereka mempunyai elektronegativiti dan hubungan elektronik yang tinggi, yang sangat mempengaruhi sifat ionik bon mereka dengan logam. Perkataan 'halogens' berasal dari bahasa Yunani dan bermaksud "pembentukan garam". 

Tetapi, apa yang dikatakan halogen? Fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iodin (I) dan unsur radioaktif dan astatine epameral (At). Mereka sangat reaktif bahawa mereka bertindak balas untuk membentuk molekul diatomik: F₂, Cl₂, Br₂, Saya₂ dan pada₂. Molekul-molekul ini dicirikan dengan sifat-sifat struktural yang sama (molekul linear), walaupun dengan keadaan fizikal yang berbeza.

Dalam imej di atas, tiga halogen ditunjukkan. Dari kiri ke kanan: klorin, bromin dan yodium. Baik fluorine maupun astatine tidak boleh disimpan di dalam bekas kaca, kerana kedua-duanya tidak menahan kebocoran. Perhatikan bagaimana sifat organoleptik halogen berubah apabila anda turun melalui kumpulan anda kepada elemen iodin.

Fluorine adalah gas dengan nada kekuningan; klorin juga, tetapi kuning-hijau; bromin adalah cecair kemerahan yang gelap; iodin, pepejal hitam dengan nada ungu; dan astatine, pepejal logam gelap dan berkilat.

Halogens dapat bertindak balas dengan hampir semua elemen jadual berkala, walaupun dengan beberapa gas mulia (seperti xenon dan krypton). Apabila mereka melakukannya, mereka dapat mengoksidakan atom ke keadaan pengoksidaan yang lebih positif, menjadikannya menjadi agen pengoksida yang kuat.

Mereka juga memberi sifat khusus kepada molekul apabila mereka mengikat atau menggantikan beberapa atom mereka. Jenis-jenis sebatian ini disebut halida. Malah, halida adalah sumber semula jadi utama halogen, dan kebanyakannya dibubarkan di laut atau sebahagian daripada mineral; seperti kes fluorit (CaF₂).

Kedua-dua halogen dan halida mempunyai pelbagai kegunaan; dari industri atau teknologi, hanya untuk menyerlahkan rasa makanan tertentu seperti garam batu (natrium klorida).

Indeks

• 1 Sifat fizikal dan kimia
• 2 struktur molekul
  • 2.1 interaksi antara intermolecular
• 3 Haluros
• 4 Kegunaan
  • 4.1 Klorin
  • 4.2 Bromin
  • 4.3 Yodium
  • 4.4 Fluorin
  • 4.5 Astatus
• 5 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Berat atom

Fluorin (F) 18.99 g / mol; Chlorine (Cl) 35.45 g / mol; Bromin (Br) 79.90 g / mol; Iodine (I) 126.9 g / mol dan Astatine (At) 210 g / mol,

Keadaan fizikal

F gas; Cl gaseous; Cecair; Saya padu dan pepejal Di.

Warna

F, pucat kuning-coklat; Cl, hijau pucat; Br, kemerah-merahan coklat; Saya, ungu dan At, logam hitam * * (diasumsikan)

Titik lebur

F -219.6 ° C; Cl -101.5 ° C; Br -7.3 ° C; I 113.7º C dan Pada 302º C.

Titik didih

F -118.12 ° C; Cl -34.04 C; Br 58.8 ° C; I 184.3º C dan? Pada 337ºC.

Ketumpatan pada suhu 25 º C

F- 0.0017 g / cm³; Cl- 0.0032 g / cm³; Br- 3.102 g / cm³; I 4.93 g / cm³ dan At- 6.2-6.5 g / cm³

Kelarutan dalam air

Cl- 0.091 mmol / cm³; Br- 0,21 mmol / cm³ dan saya 0.0013 mmol / cm³.

Tenaga pengionisasi

F- 1681 kJ / mol; Cl- 1.251 kJ / mol; Br- 1,140 kJ / mol; I-1,008 kJ / mol dan At-890 kJ / mol.

Elektronegativiti

F- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2.8; I 2.5 dan At-2,2.

Halogens mempunyai 7 elektron dalam shell valence mereka, oleh itu kehampaan besar mereka untuk mendapatkan elektron. Juga, halogen mempunyai elektronegativiti yang tinggi disebabkan oleh jejari atom kecil mereka dan daya tarikan yang hebat yang dihasilkan oleh nukleus pada elektron valensi.

Reaktiviti

Halogen sangat reaktif, yang kemudiannya akan menjelaskan ketoksikan mereka. Di samping itu, mereka adalah agen pengoksida.

Perintah berkurangnya adalah: F> Cl> Br> I> At.

Bersifat negeri

Oleh kerana atom halogen kereaktifan yang tinggi tidak bersifat bebas; tetapi mereka membentuk agregat atau sebagai molekul diatomik yang dikaitkan dengan ikatan kovalen.

Struktur molekul

Halogens tidak wujud secara alamiah sebagai atom unsur, tetapi sebagai molekul diatomik. Walau bagaimanapun, mereka semua mempunyai persamaan bahawa mereka mempunyai struktur molekul linier, dan satu-satunya perbezaan terletak pada panjang hubungan mereka dan dalam interaksi antara intermolecular mereka..

Molekul linear X-X (X₂) dicirikan dengan tidak stabil, kerana kedua-dua atom sangat menarik pasangan elektron ke arah mereka. Mengapa? Kerana elektron luaran mereka mengalami caj nuklear yang sangat tinggi, Zef. Lebih besar Zef, semakin kecil jarak pautan X-X.

Apabila turun melalui kumpulan, Zef menjadi lebih lemah dan kestabilan molekul ini bertambah. Oleh itu, susunan kereaktifan ialah: F₂> Cl₂> Br₂> Saya₂. Walau bagaimanapun, adalah tidak sepadan untuk membandingkan astatine dengan fluorin, kerana ia tidak diketahui isotop yang cukup stabil kerana radioaktiviti.

Interaksi antara intermolecular

Sebaliknya, molekul mereka tidak mempunyai momentum dipol, yang menjadi apolar. Fakta ini bertanggungjawab untuk interaksi intermolecular yang lemah, yang satu-satunya kekuatan terpendam adalah penyebaran atau London, yang berkadar dengan jisim atom dan kawasan molekul.

Dengan cara ini, molekul kecil F₂ ia tidak mempunyai jisim atau elektron yang cukup untuk membentuk pepejal. Tidak seperti saya₂, molekul iodin, yang tetap menjadi pepejal yang mengeluarkan wap ungu.

Bromin mewakili satu contoh perantaraan antara kedua-dua hujung: molekul Br₂ mereka berinteraksi dengan cukup untuk membentangkan diri dalam keadaan cair.

Astatus itu mungkin, disebabkan oleh peningkatan sifat logamnya, tidak hadir sebagai At₂ tetapi sebagai Pada atom membentuk ikatan logam.

Mengenai warna (kuning-kuning-hijau-merah-ungu-hitam), penjelasan yang paling sesuai adalah berdasarkan teori orbital molekul (TOM). Jarak tenaga di antara orbital molekul penuh yang terakhir, dan tenaga tertinggi seterusnya (anti-ikatan), diatasi oleh penyerapan foton dengan panjang gelombang yang semakin besar.

Haluros

Halogen bertindak balas untuk membentuk halida, sama ada organik atau organik. Yang paling terkenal ialah hidrogen halida: hidrogen fluorida (HF), hidrogen klorida (HCl), hidrogen bromida (HBr) dan hidrogen iodida (HI).

Kesemua mereka dibubarkan di dalam air menjana penyelesaian berasid; jadi asid, bahawa HF boleh menurunkan sebarang bekas kaca. Di samping itu, bahan permulaan dianggap untuk sintesis asid yang sangat kuat.

Terdapat juga halida logam yang dipanggil, yang mempunyai rumus kimia yang bergantung pada valensi logam. Sebagai contoh, halida logam alkali mempunyai formula MX, dan ia termasuk: NaCl, natrium klorida; KBr, kalium bromida; CsF, cesium fluoride; dan LiI, lithium iodide.

Halida logam tanah alkali, logam peralihan atau logam blok p, mempunyai formula MX_n, di mana n adalah caj positif logam. Jadi, beberapa contohnya ialah: FeCl₃, ferric trichloride; MgBr₂, magnesium bromida; AlF₃, aluminium trifluorida; dan CuI₂, cupid iodida.

Walau bagaimanapun, halogen juga boleh membentuk ikatan dengan atom karbon; oleh itu, mereka boleh campur tangan dalam dunia kompleks kimia organik dan biokimia. Sebatian ini dipanggil halida organik, dan mempunyai formula kimia umum RX, di mana X adalah mana-mana halogen.

Kegunaan

Klorin

Dalam industri

-Bromin dan klorin digunakan dalam industri tekstil untuk memutihkan dan merawat bulu, dengan itu mencegah penyusutan apabila basah.

-Ia digunakan sebagai disinfektan untuk ditritus dan untuk pemurnian air minuman dan kolam renang. Di samping itu, sebatian yang diperoleh daripada klorin digunakan dalam laundri dan industri kertas.

-Cari penggunaan dalam pembuatan bateri khas dan hidrokarbon berklorin. Ia juga digunakan dalam pemprosesan daging, sayur-sayuran, ikan dan buah-buahan. Juga, klorin berfungsi sebagai agen bakterisida.

-Ia digunakan untuk membersihkan dan menghancurkan kulit, dan memulihkan selulosa. Terdahulu nitrogen trichloride digunakan sebagai peluntur dan penghawa tepung.

-Gas fosfen (COCl₂) digunakan dalam pelbagai proses sintesis industri, serta dalam pembuatan gas-gas tentera. Fosfen adalah sangat toksik dan bertanggungjawab terhadap banyak kematian dalam Perang Dunia Pertama, di mana gas digunakan.

-Gas ini juga terdapat dalam insektisida dan fumigants.

-NaCl adalah garam yang sangat banyak yang digunakan untuk makanan musim dan dalam pemeliharaan daging ternakan dan daging ayam. Di samping itu, ia digunakan dalam cecair rehidrasi badan, baik secara lisan dan intravena.

Dalam perubatan

-Atom halogen yang mengikat ubat menjadikan mereka lebih lipofilik. Ini membolehkan dadah lebih mudah menyebarkan membran sel membubarkan dalam lipid yang membentuknya.

-Klorin meresap ke dalam neuron sistem saraf pusat melalui saluran ion yang melekat pada penerima neurotransmitor GABA, dengan itu menghasilkan kesan sedatif. Ini adalah mekanisme tindakan beberapa anxiolytics.

-HCl hadir di dalam perut, di mana ia mengganggu mewujudkan persekitaran yang mengurangkan penganalisaan pemprosesan makanan. Di samping itu, HCl mengaktifkan pepsin, enzim yang memulakan hidrolisis protein, sebelum penyerapan usus bahan protein..

Lain-lain

-Asid hidroklorik (HCl) digunakan dalam pembersihan bilik mandi, dalam makmal pengajaran dan penyelidikan dan dalam banyak industri.

-PVC (polyvinyl chloride) adalah polimer vinil klorida yang digunakan dalam pakaian, jubin lantai, kabel elektrik, hos, paip, struktur kembung dan jubin bumbung. Di samping itu, klorin digunakan sebagai perantara dalam pembuatan bahan plastik lain.

-Klorin digunakan dalam pengambilan bromin.

-Methyl chloride berfungsi sebagai anestetik. Ia juga digunakan dalam pembuatan polimer silikon tertentu dan dalam pengambilan lemak, minyak dan resin.

-Chloroform (CHCl₃) adalah pelarut yang digunakan dalam banyak makmal, terutamanya dalam makmal kimia organik dan biokimia, dari pengajaran, kepada penyiasatan.

-Dan akhirnya dengan klorin, trichlorethylene digunakan untuk meresap bahagian-bahagian logam.

Bromin

-Bromin digunakan dalam proses perlombongan emas dan dalam pengeboran sumur minyak dan gas. Ia digunakan sebagai pelarut pembakaran dalam industri plastik dan gas. Bromin mengasingkan kebakaran oksigen menyebabkan ia ditutup.

-Ia adalah perantara dalam pembuatan cecair hidraulik, penyejuk dan dehumidifiers dan persediaan untuk membentuk rambut. Kalium bromida digunakan dalam pembuatan plat dan kertas foto.

-Kalium bromida juga digunakan sebagai anticonvulsant, tetapi disebabkan kemungkinan garam boleh menyebabkan disfungsi neurologi, penggunaannya telah dikurangkan. Di samping itu, satu lagi kegunaan umum adalah sebagai tablet untuk pengukuran sampel pepejal spektroskopi inframerah.

-Sebatian bromin hadir dalam ubat-ubatan yang digunakan dalam rawatan radang paru-paru. Juga, sebatian bromin dimasukkan ke dalam ubat-ubatan yang digunakan dalam percubaan yang dilakukan dalam rawatan penyakit Alzheimer.

-Bromin digunakan untuk mengurangkan pencemaran merkuri di loji kuasa yang menggunakan arang batu sebagai bahan bakar. Ia juga digunakan dalam industri tekstil untuk mencipta pewarna warna yang berbeza.

-Bromin metil digunakan sebagai racun perosak untuk penyemburan tanah dan perumahan, tetapi kesan berbahaya pada ozon telah membatasi penggunaannya.

-Lampu halogen adalah pijar dan penambahan sedikit bromin dan iodin membolehkan pengurangan saiz mentol.

Iodin

-Iodin campur tangan dalam berfungsi kelenjar tiroid, hormon yang mengawal metabolisme badan. Kelenjar tiroid merembeskan hormon T3 dan T4, yang menggerakkan tindakan mereka pada organ sasaran mereka. Sebagai contoh, tindakan hormon pada otot jantung menyebabkan peningkatan tekanan darah dan kadar denyutan jantung.

-Begitu juga, yodium digunakan untuk mengenal pasti kehadiran kanji. Iodida perak adalah reagen yang digunakan dalam penyataan gambar.

Fluorin

-Sebilangan sebatian fluorin ditambah kepada pasta gigi untuk mengelakkan berlakunya karies. Derivat Fluorine terdapat dalam beberapa anestetik. Dalam industri farmaseutikal, mereka memasukkan fluorida ke dalam ubat-ubatan untuk mengkaji kemungkinan peningkatan dalam kesannya terhadap organisma.

-Asid hidrofluorik digunakan untuk membakar kaca. Juga dalam pengeluaran halon (gas api pemadaman, seperti freon). Suatu sebatian fluorin digunakan dalam elektrolisis aluminium untuk mencapai pemurniannya.

-Lapisan antireflective mengandungi sebatian fluorin. Ia digunakan dalam pembuatan skrin plasma, skrin rata dan sistem mikroelektrik. Fluorine juga terdapat dalam tanah liat yang digunakan dalam beberapa seramik.

Astatus

Adalah difikirkan bahawa astatine boleh menyumbang kepada yodium dalam mengawal selia fungsi kelenjar tiroid. Juga, isotop radioaktif (²¹⁰Pada) telah digunakan dalam kajian kanser pada tikus.

Rujukan

1. Ensiklopedia Kesihatan dan Keselamatan di Tempat Kerja. Halogen dan sebatiannya. [PDF] Diambil daripada:
2. employment.gob.es
3. Chemistry FreeTexts. Kumpulan 17: Harta Umum Halogens. Diambil dari: chem.libretexts.org
4. Wikipedia. (2018). Halogen Diambil dari: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Mei 2015). Harta Atom dan Fizikal Unsur Kumpulan 7 (Halogens). Diambil dari: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W., Davis, R.E., Peck, M.L. dan Stanley, G.G. Chemistry (2003), edisi ke-8. Pembelajaran Cengage.
7. Elemen Halogens Diambil dari: elementos.org.es
8. Brown, Laurel. (24 April 2017). Ciri-ciri Halogen. Saintifik. Diperolehi daripada: sciencing.com