คุณสมบัติโครงสร้างและการใช้งานของฮาโลเจน

ฮาโลเจน พวกเขาเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะที่อยู่ในกลุ่ม VIIA หรือ 17 ของตารางธาตุ พวกเขามีอิเลคโตรเนกาติตีและอิเลคโทรนิคสูงซึ่งมีผลต่อลักษณะอิออนของพันธะกับโลหะ คำว่า 'ฮาโลเจน' มีต้นกำเนิดในภาษากรีกและหมายถึง "รูปเกลือ". 

แต่ฮาโลเจนพูดว่าอย่างไร ฟลูออรีน (F) คลอรีน (Cl) โบรมีน (Br) ไอโอดีน (I) และธาตุกัมมันตรังสีและแอสไพรินชั่วคราว (At) พวกมันมีปฏิกิริยาตอบสนองจนก่อให้เกิดโมเลกุลไดอะตอม₂, Cl₂, br₂, ผม₂ และที่₂. โมเลกุลเหล่านี้มีลักษณะโดยมีคุณสมบัติโครงสร้างที่คล้ายกัน (โมเลกุลเชิงเส้น) แม้ว่าจะมีสถานะทางกายภาพที่แตกต่างกัน.

ในภาพด้านบนจะแสดงฮาโลเจนสามตัว จากซ้ายไปขวา: คลอรีนโบรมีนและไอโอดีน ไม่สามารถเก็บฟลูออรีนและแอสตาตินไว้ในภาชนะแก้วเนื่องจากหลังไม่สามารถต้านทานการกัดกร่อน สังเกตว่าคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของฮาโลเจนเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อคุณผ่านกลุ่มของคุณไปยังองค์ประกอบไอโอดีน.

ฟลูออรีนเป็นก๊าซที่มีโทนสีเหลือง คลอรีนก็เช่นกัน แต่มีสีเขียวอมเหลือง โบรมีนเป็นของเหลวสีแดงเข้ม ไอโอดีนเป็นของแข็งสีดำกับสีม่วงเหลื่อม; และแอสตาตินซึ่งเป็นของแข็งโลหะสีเข้มและเงางาม.

ฮาโลเจนสามารถทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดของตารางธาตุแม้ว่าจะมีก๊าซมีตระกูล (เช่นซีนอนและคริปทอน) เมื่อพวกมันทำพวกมันสามารถออกซิไดซ์อะตอมให้เป็นสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกมากขึ้น.

พวกเขายังมอบคุณสมบัติที่เฉพาะเจาะจงให้กับโมเลกุลเมื่อพวกเขาผูกหรือเปลี่ยนอะตอมบางส่วนของพวกเขา สารประกอบประเภทนี้เรียกว่าเฮไลด์ ในความเป็นจริงเฮไลด์เป็นแหล่งกำเนิดของฮาโลเจนตามธรรมชาติและหลายชนิดละลายในทะเลหรือเป็นส่วนหนึ่งของแร่ เช่นนี้เป็นกรณีของฟลูออไรต์ (CaF₂).

ทั้งฮาโลเจนและเฮไลด์มีการใช้งานที่หลากหลาย จากอุตสาหกรรมหรือเทคโนโลยีเพื่อเน้นรสชาติของอาหารบางชนิดเช่นเดียวกับเกลือหิน (โซเดียมคลอไรด์).

ดัชนี

• 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
• 2 โครงสร้างโมเลกุล
  • 2.1 การปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล
• 3 Haluros
• 4 ใช้
  • 4.1 คลอรีน
  • 4.2 โบรมีน
  • 4.3 ไอโอดีน
  • 4.4 ฟลูออรีน
  • 4.5 Astatus
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

น้ำหนักอะตอม

ฟลูออรีน (F) 18.99 g / mol; คลอรีน (Cl) 35.45 g / mol; โบรมีน (Br) 79.90 กรัม / โมล; ไอโอดีน (I) 126.9 g / mol และ Astatine (ที่) 210 g / mol,

สภาพร่างกาย

ก๊าซ F; Cl ก๊าซ ของเหลว Br; ฉันแข็งและมั่นคงที่.

สี

F, ซีดเหลืองน้ำตาล Cl, สีเขียวอ่อน; Br, น้ำตาลแดง; I, violet และ At, metal black black * * (สันนิษฐาน)

จุดหลอมเหลว

F -219.6 ° C; Cl-101.5 ° C; Br -7.3 ° C; ฉัน113.7º C และที่302º C.

จุดเดือด

F -118.12 ° C; Cl -34.04 C; Br 58.8 ° C; ฉัน184.3º C และที่337º C.

ความหนาแน่นที่25º C

F- 0.0017 g / cm³; Cl- 0.0032 g / cm³; Br- 3.102 กรัม / ซม³; I- 4.93 g / cm³ และที่ - 6.2-6.5 g / cm³

การละลายในน้ำ

Cl- 0.091 mmol / cm³; Br- 0,21 mmol / cm³ และ I- 0.0013 mmol / cm³.

พลังงานไอออไนเซชัน

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

อิเล็ก

F- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2.8; I- 2,5 และ At- 2,2.

ฮาโลเจนมีอิเล็กตรอน 7 ตัวในเปลือกวาเลนซ์ของพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงมีความอยากได้อิเล็กตรอนมาก นอกจากนี้ฮาโลเจนยังมีอิเลคโตรเนกาติวีตี้สูงเนื่องจากรัศมีอะตอมเล็ก ๆ และแรงดึงดูดที่ยิ่งใหญ่เกิดจากนิวเคลียสของวาเลนซ์อิเล็กตรอน.

การเกิดปฏิกิริยา

ฮาโลเจนจะมีปฏิกิริยาสูงซึ่งจะอธิบายความเป็นพิษของพวกมัน นอกจากนี้ยังเป็นสารออกซิไดซ์.

ลำดับการเกิดปฏิกิริยาลดลงคือ: F> Cl> Br> I> At.

สภาพในธรรมชาติ

เนื่องจากอะตอมของฮาโลเจนที่มีปฏิกิริยาสูงนั้นไม่ได้มีอิสระในธรรมชาติ แต่พวกมันกำลังก่อตัวเป็นมวลรวมหรือโมเลกุลไดอะตอมมิกที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์.

โครงสร้างโมเลกุล

ฮาโลเจนไม่มีอยู่ในธรรมชาติเหมือนอะตอมของธาตุ แต่เป็นโมเลกุลของไดอะตอม อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมีเหมือนกันว่าพวกเขามีโครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้นและความแตกต่างเพียงอย่างเดียวอยู่ในความยาวของการเชื่อมโยงของพวกเขาและในปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของพวกเขา.

โมเลกุลเชิงเส้น X-X (X₂) มีลักษณะที่ไม่แน่นอนเนื่องจากอะตอมทั้งสองดึงดูดแรงคู่อิเล็กตรอนเข้าหาพวกมัน ทำไม? เนื่องจากอิเล็กตรอนภายนอกของพวกมันมีประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพสูงมาก Zef ยิ่ง Zef ยิ่งระยะทางของลิงค์ X-X ยิ่งน้อยลง.

เมื่อมันเคลื่อนผ่านกลุ่ม Zef จะอ่อนแอลงและความเสถียรของโมเลกุลเหล่านี้เพิ่มขึ้น ดังนั้นลำดับการเกิดปฏิกิริยาลดลงคือ: F₂> Cl₂> Br₂> ฉัน₂. อย่างไรก็ตามมันไม่เข้ากันที่จะเปรียบเทียบแอสทาทีนกับฟลูออรีนเนื่องจากเป็นไอโซโทปที่ไม่รู้จักเสถียรเนื่องจากมีกัมมันตภาพรังสี.

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล

ในทางตรงกันข้ามโมเลกุลของพวกมันขาดโมเมนต์ไดโพล ความจริงเรื่องนี้มีความรับผิดชอบต่อการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอซึ่งมีเพียงแรงแฝงคือการกระจายตัวหรือลอนดอนซึ่งเป็นสัดส่วนกับมวลอะตอมและพื้นที่โมเลกุล.

ด้วยวิธีนี้โมเลกุลขนาดเล็กของ F₂ มันมีมวลหรืออิเล็กตรอนไม่เพียงพอที่จะก่อตัวเป็นของแข็ง ไม่เหมือนฉัน₂, โมเลกุลไอโอดีนซึ่งยังคงเป็นของแข็งที่ให้ไอระเหยสีม่วง.

โบรมีนแสดงถึงตัวอย่างระดับกลางระหว่างปลายทั้งสอง: Br โมเลกุล₂ พวกเขามีปฏิสัมพันธ์มากพอที่จะแสดงตนในสถานะของเหลว.

อาซาตุสอาจเป็นเพราะตัวละครเมทัลลิกที่เพิ่มขึ้นของมัน₂ แต่เป็นอะตอมที่ก่อพันธะโลหะ.

เกี่ยวกับสีของมัน (สีเหลืองสีเหลืองสีเขียวสีแดงสีม่วงสีดำ) คำอธิบายที่เหมาะสมที่สุดจะขึ้นอยู่กับทฤษฎีการโคจรของโมเลกุล (TOM) ระยะห่างของพลังงานระหว่างการโคจรเต็มโมเลกุลครั้งสุดท้ายและพลังงานสูงสุดถัดไป (ต่อต้านพันธะ) จะถูกเอาชนะโดยการดูดซับโฟตอนที่มีความยาวคลื่นมากขึ้น.

ไลด์

ฮาโลเจนจะทำปฏิกิริยากับเฮไลด์ไม่ว่าจะเป็นอนินทรีย์หรืออินทรีย์ สิ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือไฮโดรเจนเฮไลด์: ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF), ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl), ไฮโดรเจนโบรไมด์ (HBr) และไฮโดรเจนไอโอไดด์ (HI).

ทั้งหมดของพวกเขาละลายในน้ำสร้างโซลูชั่นที่เป็นกรด; ดังนั้นกรดที่ HF สามารถย่อยสลายภาชนะแก้วใด ๆ นอกจากนี้วัสดุเริ่มต้นได้รับการพิจารณาสำหรับการสังเคราะห์กรดรุนแรงมาก.

นอกจากนี้ยังมีเฮไลด์ที่เรียกว่า metal metal ซึ่งมีสูตรทางเคมีที่ขึ้นอยู่กับความจุของโลหะ ตัวอย่างเช่นเฮไลด์ของโลหะอัลคาไลมีสูตร MX และประกอบด้วย: NaCl, โซเดียมคลอไรด์; KBr โพแทสเซียมโบรไมด์; CsF, ซีเซียมฟลูออไรด์; และ LiI, ลิเธียมไอโอไดด์.

เฮไลด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ โลหะทรานซิชันหรือโลหะของบล็อก p มีสูตร MX_n, โดยที่ n คือประจุบวกของโลหะ ดังนั้นตัวอย่างของพวกเขาคือ: FeCl₃, เฟอริกไตรคลอไรด์; MgBr₂, โบรไมด์แมกนีเซียม Alf₃, อลูมิเนียมไตรฟลูออไรด์; และ CuI₂, ไอโอไดด์ cupric.

อย่างไรก็ตามฮาโลเจนยังสามารถสร้างพันธะกับอะตอมของคาร์บอนได้ ดังนั้นพวกมันสามารถรบกวนในโลกที่ซับซ้อนของเคมีอินทรีย์และของชีวเคมี สารประกอบเหล่านี้เรียกว่าอินทรีย์เฮไลด์และมีสูตรทางเคมีทั่วไป RX โดยที่ X คือฮาโลเจนใด ๆ.

การใช้งาน

คลอรีน

ในอุตสาหกรรม

-โบรมีนและคลอรีนถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อขาวและรักษาขนซึ่งจะช่วยป้องกันการหดตัวเมื่อเปียก.

-มันถูกใช้เป็นยาฆ่าเชื้อสำหรับ ditritus และสำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของน้ำดื่มและสระว่ายน้ำ นอกจากนี้สารประกอบที่ได้จากคลอรีนถูกนำมาใช้ในการซักรีดและอุตสาหกรรมกระดาษ.

-ค้นหาใช้ในการผลิตแบตเตอรี่พิเศษและไฮโดรคาร์บอนคลอรีน นอกจากนี้ยังใช้ในการแปรรูปเนื้อสัตว์ผักปลาและผลไม้ นอกจากนี้คลอรีนยังทำหน้าที่เป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย.

-มันถูกใช้ในการทำความสะอาดและทำลายหนังและเซลลูโลสขาว เมื่อก่อนใช้ไนโตรเจนไตรคลอไรด์เป็นสารฟอกขาวและน้ำยาปรับแป้ง.

-ก๊าซฟอสฟีน (COCl₂) ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมมากมายเช่นเดียวกับการผลิตก๊าซทหาร ฟอสฟีนเป็นพิษมากและเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตจำนวนมากในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งซึ่งเป็นที่ที่ใช้แก๊ส.

-ก๊าซนี้ยังพบได้ในยาฆ่าแมลงและการรมยา.

-NaCl เป็นเกลือที่อุดมสมบูรณ์มากที่ใช้ในการปรุงอาหารและในการเก็บรักษาปศุสัตว์และเนื้อสัตว์ปีก นอกจากนี้ยังใช้ในการคืนร่างกายของเหลวทั้งทางปากและทางหลอดเลือดดำ.

ในวงการแพทย์

-อะตอมของฮาโลเจนที่ผูกกับยาจะทำให้พวกมันมีไลโปฟิลิกมากขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้ยาเสพติดข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ที่ละลายใน lipids ที่ก่อตัวได้ง่ายขึ้น.

-คลอรีนแพร่กระจายไปยังเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางผ่านช่องทางไอออนที่ติดอยู่กับตัวรับ GABA ของสารสื่อประสาททำให้เกิดผลกดประสาท นี่คือกลไกของการกระทำของหลาย anxiolytics.

-HCl อยู่ในกระเพาะอาหารซึ่งมันจะเข้าไปแทรกแซงการสร้างสภาพแวดล้อมที่ลดลงซึ่งเอื้อต่อการแปรรูปอาหาร นอกจากนี้ HCl จะกระตุ้น pepsin ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เริ่มต้นการไฮโดรไลซิสของโปรตีนก่อนการดูดซึมในลำไส้ของวัสดุโปรตีน.

คนอื่น ๆ

-กรดไฮโดรคลอริก (HCl) ใช้ในการทำความสะอาดห้องน้ำในห้องปฏิบัติการการสอนและการวิจัยและในหลายอุตสาหกรรม.

-พีวีซี (โพลีไวนิลคลอไรด์) เป็นโพลิเมอร์ไวนิลคลอไรด์ที่ใช้ในเสื้อผ้ากระเบื้องปูพื้นสายไฟฟ้าท่อท่อโครงสร้างพองและกระเบื้องหลังคา นอกจากนี้ยังใช้คลอรีนเป็นตัวกลางในการผลิตวัสดุพลาสติกอื่น ๆ.

-คลอรีนใช้ในการสกัดโบรมีน.

-เมทิลคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นยาชา นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตซิลิโคนโพลีเมอร์บางชนิดและในการสกัดไขมันน้ำมันและเรซิน.

-คลอโรฟอร์ม (CHCl₃) เป็นตัวทำละลายที่ใช้ในห้องปฏิบัติการหลายแห่งโดยเฉพาะในห้องปฏิบัติการเคมีอินทรีย์และชีวเคมีตั้งแต่การสอนจนถึงการสืบสวน.

-และในที่สุดสำหรับคลอรีนนั้นไตรคลอร์เอทิลีนก็ถูกนำมาใช้เพื่อกำจัดชิ้นส่วนโลหะ.

โบรมีน

-โบรมีนใช้ในกระบวนการขุดทองและในการขุดเจาะบ่อน้ำมันและบ่อก๊าซ มันถูกใช้เป็นสารชะลอการเผาไหม้ในอุตสาหกรรมพลาสติกและแก๊ส โบรมีนจะแยกออกซิเจนไฟออกทำให้ปิดเครื่อง.

-มันเป็นตัวกลางในการผลิตของเหลวไฮดรอลิกสารหล่อเย็นและเครื่องลดความชื้นและการเตรียมการสำหรับการปั้นผม โพแทสเซียมโบรไมด์ใช้ในการผลิตแผ่นและกระดาษภาพถ่าย.

-โพแทสเซียมโบรไมด์ยังใช้เป็นยากันชัก แต่เนื่องจากความเป็นไปได้ที่เกลืออาจทำให้เกิดความผิดปกติทางระบบประสาทการใช้งานจึงลดลง นอกจากนี้การใช้งานทั่วไปอีกอย่างหนึ่งก็คือแท็บเล็ตสำหรับการตรวจวัดตัวอย่างของแข็งของอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี.

-สารประกอบโบรมีนมีอยู่ในยาที่ใช้ในการรักษาโรคปอดบวม นอกจากนี้สารประกอบโบรมีนยังรวมอยู่ในยาที่ใช้ในการทดลองที่ใช้ในการรักษาโรคอัลไซเมอร์.

-โบรมีนใช้เพื่อลดการปนเปื้อนของสารปรอทในโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อสร้างสีย้อมต่าง ๆ.

-โบรมีนเมธิลถูกใช้เป็นสารกำจัดศัตรูพืชสำหรับการฉีดพ่นดินและที่อยู่อาศัย แต่ผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อโอโซนได้ จำกัด การใช้งาน.

-หลอดฮาโลเจนเป็นหลอดไส้และการเติมโบรมีนและไอโอดีนในปริมาณน้อยทำให้ลดขนาดของหลอดไฟ.

ไอโอดีน

-ไอโอดีนแทรกแซงการทำงานของต่อมไทรอยด์ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ควบคุมการเผาผลาญของร่างกาย ต่อมไทรอยด์หลั่งฮอร์โมน T3 และ T4 ซึ่งออกฤทธิ์ต่ออวัยวะเป้าหมาย ตัวอย่างเช่นการกระทำของฮอร์โมนในกล้ามเนื้อหัวใจทำให้ความดันโลหิตและอัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น.

-ในทำนองเดียวกันไอโอดีนจะใช้ในการระบุการปรากฏตัวของแป้ง ซิลเวอร์ไอโอไดด์เป็นน้ำยาที่ใช้ในการเปิดเผยภาพถ่าย.

Fluor

-สารประกอบฟลูออรีนบางชนิดถูกเติมลงในยาสีฟันเพื่อป้องกันการเกิดฟันผุ อนุพันธ์ฟลูออรีนมีอยู่ในยาชาหลายชนิด ในอุตสาหกรรมยาพวกเขารวมฟลูออไรด์เข้ากับยาเพื่อศึกษาการปรับปรุงที่เป็นไปได้ในผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต.

-กรดไฮโดรฟลูออริกใช้เผาแก้ว นอกจากนี้ในการผลิตฮาลอน (ก๊าซดับเพลิงเช่นฟรีออน) สารประกอบฟลูออรีนถูกใช้ในอิเล็กโทรไลซิสของอลูมิเนียมเพื่อให้เกิดความบริสุทธิ์.

-การเคลือบสารป้องกันการสะท้อนแสงมีสารประกอบฟลูออรีน มันถูกใช้ในการผลิตหน้าจอพลาสม่า, หน้าจอแบนและระบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ฟลูออรีนยังมีอยู่ในดินเหนียวที่ใช้ในเซรามิกส์บางชนิด.

แอสทาทีน

มันเป็นความคิดที่ว่าแอสตาไทนอาจช่วยให้ไอโอดีนในการควบคุมการทำงานของต่อมไทรอยด์ นอกจากนี้ไอโซโทปกัมมันตรังสี (²¹⁰มีการใช้ At) ในการศึกษามะเร็งในหนู.

การอ้างอิง

1. สารานุกรมสุขภาพและความปลอดภัยในการทำงาน ฮาโลเจนและสารประกอบ [PDF] นำมาจาก:
2. empleo.gob.es
3. เคมีเคมี กลุ่ม 17: คุณสมบัติทั่วไปของฮาโลเจน นำมาจาก: chem.libretexts.org
4. วิกิพีเดีย (2018) ธาตุโลหะ นำมาจาก: en.wikipedia.org
5. จิมคลาร์ก (พฤษภาคม 2558) คุณสมบัติอะตอมและทางกายภาพขององค์ประกอบกลุ่ม 7 (ฮาโลเจน) นำมาจาก: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W. , Davis, R.E, Peck, M.L. และ Stanley, G.G. Chemistry (2003), 8th ed. เรียนรู้ Cengage.
7. องค์ประกอบ ฮาโลเจน นำมาจาก: elementos.org.es
8. น้ำตาลลอเรล (24 เมษายน 2017) ลักษณะของฮาโลเจน Sciencing สืบค้นจาก: sciencing.com