HALOJENLER: ÖZELLIKLERI, YAPILARI VE KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Halojenler Grup VIIA veya periyodik tablonun 17 ait metalik elemanlar değildir. Metallerle bağlarının iyonik karakterini büyük ölçüde etkileyen elektronegatiflikleri ve yüksek elektronik afiniteleri vardır. 'Halojenler' kelimesi Yunan kökenlidir ve 'tuz oluşturucular' anlamına gelir.

Peki bu halojenler nelerdir? Flor (F), klor (Cl), brom (Br), iyot (I) ve radyoaktif ve geçici element astatin (At). O kadar reaktifler ki, iki atomlu moleküller oluşturmak için birbirleriyle reaksiyona girerler: F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ , I ₂ ve At ₂ . Bu moleküller, farklı fiziksel durumlara sahip olmalarına rağmen benzer yapısal özelliklere (doğrusal moleküller) sahip olmaları ile karakterize edilir.

Kaynak: W. Oelen, Wikimedia Commons aracılığıyla

Yukarıdaki resimde üç halojen gösterilmektedir. Soldan sağa: klor, brom ve iyot. Ne florin ne de astatin cam kaplarda saklanamaz, çünkü ikincisi korozifliğine direnmez. Halojenlerin organoleptik özelliklerinin, gruptan iyot elementine doğru ilerledikçe nasıl değiştiğine dikkat edin.

Flor, sarımsı tonlara sahip bir gazdır; klor da, ama yeşilimsi sarı; brom koyu kırmızımsı bir sıvıdır; mor tonları olan siyah bir katı olan iyot; ve astatin, koyu, parlak metalik bir katı.

Halojenler, periyodik tablonun hemen hemen tüm unsurlarıyla, hatta bazı soy gazlarla (ksenon ve kripton gibi) bile reaksiyona girebilir. Bunu yaptıklarında, atomları en olumlu oksidasyon durumlarına oksitleyerek güçlü oksitleyici maddelere dönüştürürler.

Ayrıca, atomlarından bazılarını bağladıklarında veya değiştirdiklerinde moleküller üzerinde belirli özellikler sağlarlar. Bu tür bileşiklere halojenür denir. Aslında halojenürler, halojenlerin ana doğal kaynağıdır ve bunların çoğu denizde çözülür veya bir mineralin parçasıdır; florit (CaF ₂ ) durumunda böyledir .

Hem halojenler hem de halojenürler geniş bir kullanım alanına sahiptir; endüstriyel veya teknolojik olmaktan, kaya tuzu (sodyum klorür) gibi belirli yiyeceklerin lezzetini basitçe vurgulamaya kadar.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Atom ağırlıkları

Flor (F) 18.99 g / mol; Klor (Cl) 35.45 g / mol; Brom (Br) 79.90 g / mol; İyot (I) 126,9 g / mol ve Astat (At) 210 g / mol,

Fiziksel durum

Gaz fazı; Cl gazı; Sıvı br; Ben sağlam ve sağlam.

Renk

F, soluk sarı-kahverengi; Cl, soluk yeşil; Br, kırmızımsı kahverengi; I, menekşe ve At, metalik siyah * * (varsayılan)

Erime noktaları

F -219.6 ° C; Cl-101.5 ° C; Br -7.3 ° C; I 113.7º C ve 302º C'de

Kaynama noktaları

F-118.12 ° C; Cl -34.04 ° C; Br 58.8 ° C; I 184.3º C ve? 337º C'de

25º C'de yoğunluk

F 0.0017 g / cc ³ ; 0.0032 Cl g / cm ³ ; Br 3.102 g / cm ' ³ ; I- 4,93 g / cm ³ ve At- 6,2-6,5 g / cm ³

Su çözünürlüğü

0.091 Cl mmol / cm ³ ; Br 0,21 mmol / cm ³ ve I 0.0013 mmol / cm ³ .

İyonlaşma enerjisi

F- 1,681 kJ / mol; Cl- 1,251 kJ / mol; Br- 1,140 kJ / mol; I- 1.008 kJ / mol ve At-890 kJ / mol.

Elektronegativite

F- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2.8; I- 2.5 ve At- 2.2.

Halojenlerin değerlik kabuklarında 7 elektron vardır, bu nedenle bir elektron elde etmek için büyük istekleri vardır. Ayrıca, halojenler, küçük atom yarıçapları ve çekirdeğin değerlik elektronları üzerinde yaptığı büyük çekim nedeniyle yüksek elektronegatifliğe sahiptir.

Reaktivite

Halojenler oldukça reaktiftir ve bu da toksisitelerini açıklar. Ayrıca oksitleyici ajanlardır.

Azalan reaktivite sırası şöyledir: F> Cl> Br> I> At.

Doğada devlet

Büyük reaktiviteleri nedeniyle halojen atomları doğada özgür değildir; daha ziyade, kümeler oluştururken veya kovalent bağlarla bağlanmış diatomik moleküller olarak bulunurlar.

Moleküler yapılar

Halojenler doğada temel atomlar olarak değil, iki atomlu moleküller olarak var olurlar. Bununla birlikte, hepsinin ortak noktası doğrusal bir moleküler yapıya sahip olmalarıdır ve tek fark, bağlarının uzunluğunda ve moleküller arası etkileşimlerinde yatmaktadır.

Lineer moleküller XX (X ₂ ), kararsız olmaları ile karakterize edilir, çünkü her iki atom da elektron çiftini güçlü bir şekilde kendilerine doğru çeker. Neden? Çünkü dış elektronları çok yüksek etkili nükleer yüke maruz kalıyor, Zef. Zef ne kadar yüksekse, XX bağlantısının mesafesi o kadar küçük olur.

Gruptan aşağı inildikçe Zef zayıflar ve bu moleküllerin kararlılığı artar. Bu nedenle, reaktivite azalan sırası şöyledir: F ₂ > Cl ₂ > Br ₂ > I ₂ . Bununla birlikte, astatini florin ile karşılaştırmak tutarsızdır çünkü radyoaktivitesi nedeniyle yeterince kararlı izotoplar bilinmemektedir.

Moleküller arası etkileşimler

Öte yandan, moleküllerinde apolar olan bir dipol momenti yoktur. Bu gerçek onların zayıf moleküller arası etkileşimlerinden sorumludur; bunların tek gizli kuvveti saçılma veya atomik kütle ve moleküler alanla orantılı olan Londra kuvveti'dir.

Bu şekilde, F _2'nin küçük molekülü, bir katı oluşturmak için yeterli kütleye veya elektrona sahip değildir. I _2'nin aksine , iyot molekülü, yine de mor buharlar yayan bir katı olarak kalır.

Brom, iki uç arasında bir ara örneğini temsil Br ₂ molekülleri , yeterli uzunlukta etkileşimde sıvı halde kendilerini için.

Astatin muhtemelen artan metalik karakterinden dolayı At ₂ olarak görünmüyor, ancak metalik bağlar oluşturan atomlar olarak görünüyor .

Renkleri (sarı-yeşilimsi-sarı-kırmızı-mor-siyah) ile ilgili olarak en uygun açıklama moleküler orbital teorisine (TOM) dayanmaktadır. Son tam moleküler yörünge ile en yüksek enerjiye sahip bir sonraki (anti-bağ) arasındaki enerjik mesafe, artan dalga boylarına sahip bir fotonu soğurarak aşılır.

Halojenürler

Halojenler, inorganik veya organik halojenürler oluşturmak için reaksiyona girer. En iyi bilinenler hidrojen halojenürlerdir: hidrojen florür (HF), hidrojen klorür (HCl), hidrojen bromür (HBr) ve hidrojen iyodür (HI).

Suda çözünen hepsi asit çözeltileri üretir; o kadar asidik ki HF herhangi bir cam kabı bozabilir. Ayrıca, son derece güçlü asitlerin sentezi için başlangıç ​​malzemeleri olarak kabul edilirler.

Metalin değerine bağlı kimyasal formüllere sahip sözde metal halojenürler de vardır. Örneğin, alkali metal halojenürler MX formülüne sahiptir ve bunlar arasında: NaCl, sodyum klorür; KBr, potasyum bromür; CsF, sezyum florür; ve LiI, lityum iyodür.

P bloğunun alkali toprak metallerinin, geçiş metallerinin veya metallerinin halojenürleri, MX _n formülüne sahiptir , burada n, metalin pozitif yüküdür. Bu nedenle, bunların bazı örnekleri şunlardır: FeCb ₃ , demir triklorür; MgBr ₂ , magnezyum bromür; AlF ₃ , alüminyum triflorür; ve Cul ₂ , bakır iyodür.

Bununla birlikte, halojenler ayrıca karbon atomları ile bağlar oluşturabilir; bu nedenle, organik kimya ve biyokimyanın karmaşık dünyasına girebilirler. Bu bileşiklere organik halojenürler denir ve RX genel kimyasal formülüne sahiptir, X halojenlerden herhangi biridir.

Uygulamalar

Klor

Endüstride

-Brom ve klor, tekstil endüstrisinde yünü ağartmak ve işlemek için kullanılır, böylece ıslandığında çekmesini önler.

-Ditritus dezenfektanı olarak, içme suyu ve yüzme havuzlarının arıtılmasında kullanılır. Ayrıca klordan elde edilen bileşikler çamaşırhanelerde ve kağıt endüstrisinde kullanılmaktadır.

-Özel pil ve klorlu hidrokarbon imalatında kullanım alanı bulur. Et, sebze, balık ve meyvelerin işlenmesinde de kullanılır. Ayrıca klor, bakterisidal bir ajan olarak çalışır.

-Deri temizliği ve kokusunu gidermek, selülozu ağartmak için kullanılır. Azot triklorür eskiden un ağartıcı ve yumuşatıcı olarak kullanılıyordu.

-Fosfor gazı (COCl ₂ ), askeri gazların üretiminde olduğu kadar çok sayıda endüstriyel sentez işleminde de kullanılmaktadır. Fosfen çok zehirlidir ve gazın kullanıldığı 1. Dünya Savaşı'nda çok sayıda ölümden sorumludur.

-Bu gaz aynı zamanda böcek ilaçlarında ve fumigantlarda da bulunur.

-NaCl, yiyecekleri baharatlamak ve çiftlik hayvanları ile kümes hayvanlarının korunmasında kullanılan çok bol bir tuzdur. Ayrıca vücut rehidrasyon sıvılarında hem oral hem de intravenöz olarak kullanılır.

Eczanede

-İlaçlara bağlanan halojen atomları onları daha lipofilik hale getirir. Bu, ilaçların hücre zarlarını daha kolay geçmesini ve onu oluşturan lipitlerde çözünmesini sağlar.

-Klor, nörotransmiter GABA için reseptörlere bağlı iyon kanalları aracılığıyla merkezi sinir sisteminin nöronlarına yayılır ve böylece yatıştırıcı bir etki oluşturur. Bu, çeşitli anksiyolitiklerin etki mekanizmasıdır.

-HCl, gıda işlemeyi kolaylaştıran indirgeyici bir ortam oluşturarak müdahale ettiği midede bulunur. Ayrıca, HCl, protein materyalinin bağırsaktan emilmesinden önceki bir aşama olan proteinlerin hidrolizini başlatan bir enzim olan pepsin'i aktive eder.

Diğerleri

-Hidroklorik asit (HCl), banyo temizliğinde, öğretim ve araştırma laboratuvarlarında ve birçok endüstride kullanılmaktadır.

-PVC (polivinil klorür), giysilerde, yer karolarında, elektrik kablolarında, esnek tüplerde, borularda, şişirilebilir yapılarda ve kiremitlerde kullanılan bir vinil klorür polimeridir. Ayrıca klor, diğer plastik malzemelerin imalatında bir ara ürün olarak kullanılmaktadır.

-Klor, brom ekstraksiyonunda kullanılır.

-Metil klorür anestezik bir işlev görür. Ayrıca belirli silikon polimerlerin imalatında ve katı yağların, sıvı yağların ve reçinelerin ekstraksiyonunda da kullanılır.

-Kloroform (CHCl ₃ ), öğretimden araştırmaya kadar birçok laboratuvarda, özellikle organik kimya ve biyokimya laboratuvarlarında kullanılan bir çözücüdür.

- Son olarak, klor ile ilgili olarak, trikloretilen metal parçaların yağını gidermek için kullanılır.

Brom

-Brom, altın madenciliği sürecinde ve petrol ve gaz kuyularının sondajında ​​kullanılmaktadır. Plastik ve gaz endüstrilerinde alev geciktirici olarak kullanılır. Brom, yangını oksijenden izole ederek sönmesine neden olur.

-Hidrolik sıvıların, soğutma ve nem alma ajanlarının ve saç şekillendirme müstahzarlarının imalatında aracıdır. Potasyum bromür, fotografik tabak ve kağıtların imalatında kullanılmaktadır.

-Potasyum bromür de antikonvülsan olarak kullanılmaktadır ancak tuzun nörolojik işlev bozukluklarına neden olma olasılığı nedeniyle kullanımı azaltılmıştır. Ek olarak, yaygın kullanımlarından bir diğeri, kızılötesi spektroskopiden katı örneklerin ölçümleri için bir çip olarak kullanılmasıdır.

-Bromin bileşikleri, pnömoni tedavisinde kullanılan ilaçlarda mevcuttur. Ek olarak, Alzheimer hastalığını tedavi etmek için yapılan denemelerde kullanılan ilaçlara brom bileşikleri dahil edilir.

-Brom, yakıt olarak kömürü kullanan santrallerde cıva kirliliğini azaltmak için kullanılmaktadır. Tekstil endüstrisinde farklı renk boyaları oluşturmak için de kullanılmaktadır.

-Metil brom, toprakta ve evde fümigasyonda pestisit olarak kullanılmış, ancak ozon üzerindeki zararlı etkisi, kullanımını sınırlamıştır.

-Halojen lambalar akkor ışıklıdır ve az miktarda brom ve iyot ilavesi, ampullerin boyutunda bir küçülme sağlar.

İyot

İyot, vücudun metabolizmasının düzenleyici bir hormonu olan tiroid bezinin işleyişinde rol oynar. Tiroid bezi, hedef organlarına etki eden T3 ve T4 hormonlarını salgılar. Örneğin, kalp kası üzerindeki hormonal etki, kan basıncında ve kalp atış hızında artışa neden olur.

-Ayrıca iyot, nişasta varlığını belirlemek için kullanılır. Gümüş iyodür, fotoğrafların geliştirilmesinde kullanılan bir reaktiftir.

florin

Diş macunlarına çürük oluşumunu önlemek için bazı florür bileşikleri eklenir. Florür türevleri çeşitli anestetiklerde mevcuttur. İlaç endüstrisinde florür, vücut üzerindeki etkilerindeki olası gelişmeleri incelemek için ilaçlara dahil edilir.

-Hidroflorik asit camı aşındırmak için kullanılır. Ayrıca halon üretiminde (freon gibi yangın söndürme gazları). Alüminyumun elektrolizinde saflaştırılmasını sağlamak için bir flor bileşiği kullanılır.

-Anti-reflektif kaplamalar flor bileşiği içerir. Bu, plazma ekranların, düz ekranların ve mikroelektromekanik sistemlerin imalatında kullanılır. Bazı seramiklerde kullanılan kilde flor da mevcuttur.

olanak tanıyan bir

Astatinin, tiroid bezinin işleyişini düzenlemede iyota yardımcı olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, radyoaktif izotopu ( ²¹⁰ At) farelerde kanser çalışmalarında kullanılmıştır.

Referanslar

1. İş Sağlığı ve Güvenliği Ansiklopedisi. Halojenler ve bileşikleri. . Den alınan:
2. employment.gob.es
3. Kimya LibreTexts. Grup 17: Halojenlerin Genel Özellikleri. Alındığı kaynak: chem.libretexts.org
4. Vikipedi. (2018). Halojen. Alınan: en.wikipedia.org
5. Jim Clark. (Mayıs 2015). 7. Grup Elementlerinin (Halojenler) Atomik ve Fiziksel Özellikleri. Alındığı kaynak: chemguide.co.uk
6. Whitten, KW, Davis, RE, Peck, ML ve Stanley, GG Chemistry (2003), 8th ed. Cengage Learning.
7. Elementler. Halojenler Alınan: elements.org.es
8. Kahverengi, Laurel. (24 Nisan 2017). Halojen Özellikleri. Sciencing. Kurtarıldı: sciencing.com