Halogeny są wyraźnie niemetalami. Należą do nich fluor, astat, jod, brom, chlor i sztuczny pierwiastek zwany ununseptium (tennessyna). Substancje te pełnią szeroki zakres funkcji chemicznych i warto o nich porozmawiać bardziej szczegółowo.
Wysoka aktywność oksydacyjna
To pierwsza wymawiana właściwość, o której należy wspomnieć. Wszystkie halogeny mają wysoką aktywność utleniającą, ale fluor jest najbardziej aktywny. Dalej zstępujące: chlor, brom, jod, astat, unseptium. Ale fluor reaguje ze wszystkimi metalami bez wyjątku. Co więcej, większość z nich, będąc w atmosferze tego pierwiastka, ulega samozapłonowi, a procesowi temu towarzyszy wydzielanie dużej ilości ciepła.
Jeżeli fluor nie jest podgrzewany, w takim przypadku będzie reagował z wieloma substancjami niemetalicznymi. Na przykład z siarką, węglem, krzemem, fosforem. Reakcje są uzyskiwanesilnie egzotermiczny i może mu towarzyszyć eksplozja.
Warto również zauważyć, że fluor po podgrzaniu utlenia wszystkie inne halogeny. Schemat jest następujący: Hal2 + F2=2HalF. A tutaj Hal to chlor, brom i jod. Ponadto w takich związkach stopień ich utlenienia wynosi +1.
I jeszcze jedną właściwością chemiczną fluorowca i fluoru jest jego reakcja z ciężkimi gazami obojętnymi pod wpływem napromieniowania. Nazywani są również szlachetnymi. Gazy te obejmują hel, neon, argon, krypton, ksenon, radon i niedawno odkryty oganesson.
Interakcja ze złożonymi substancjami
To kolejna chemiczna właściwość halogenów. Substancje złożone, jak wiadomo, obejmują związki składające się z dwóch lub więcej pierwiastków. Ten sam fluor bardzo energicznie manifestuje się w takich reakcjach. Towarzyszy im eksplozja. Ale na przykład tak wygląda jego reakcja z wodą w postaci wzoru: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
Chlor również reaguje, chociaż jego aktywność jest mniejsza niż fluoru. Reaguje jednak ze wszystkimi prostymi substancjami z wyjątkiem gazów szlachetnych, azotu i tlenu. Oto jeden przykład: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
Ale reakcja chloru z wodorem jest szczególnie interesująca. Jeśli nie ma odpowiedniego oświetlenia i temperatury, to między nimi nic się nie dzieje. Ale jeśli zwiększysz jasność i podgrzejesz je, nastąpi eksplozja, co więcej, przez mechanizm łańcuchowy. Reakcja przebiega pod wpływem fotonów, kwantów promieniowania elektromagnetycznego, któredysocjuje cząsteczki Cl2 na atomy. Następnie zachodzi cały łańcuch reakcji, aw każdej z nich uzyskuje się cząstkę, która inicjuje początek kolejnego etapu.
Brom
Jak widać, większość mówi o fluorze, a trochę mniej o chlorze. Dzieje się tak, ponieważ właściwości chemiczne halogenów konsekwentnie zmniejszają się od fluoru do astatu.
Brom jest rodzajem środka w ich serii. Jest lepiej rozpuszczalny w wodzie niż inne halogeny. Powstały roztwór znany jest jako woda bromowa, silna substancja, która może utleniać nikiel, żelazo, chrom, kob alt i mangan.
Jeśli mówimy o właściwościach chemicznych halogenu, to warto wspomnieć, że pod względem aktywności zajmuje on pozycję pośrednią między osławionym chlorem a jodem. Nawiasem mówiąc, gdy reaguje z roztworami jodku, uwalniany jest wolny jod. Wygląda to tak: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
Również brom może reagować z niemetalami (tellu i selen), a w stanie ciekłym wchodzi w interakcje ze złotem, co prowadzi do powstania tribromku AuBr3. Potrafi również łączyć cząsteczki organiczne wiązaniem potrójnym. Po podgrzaniu w obecności katalizatora może reagować z benzenem, tworząc bromobenzen C6H5Br, co nazywa się reakcją substytucji.
Jod
Następną najbardziej aktywną właściwością chemiczną halogenów w tabeli jest jod. Jego osobliwość polega na tym, że tworzy szereg różnych kwasów. Należą do nich:
- Jod. Bezbarwna ciecz o ostrym zapachu. Silny kwas, który jest silnym środkiem redukującym.
- Jod. Niestabilny, może istnieć tylko w silnie rozcieńczonych roztworach.
- Jod. Charakterystyka jest taka sama jak poprzednia. Tworzy sole jodowe.
- Jod. Krystaliczna, bezbarwna substancja o szklistym połysku. Rozpuszczalny w wodzie, podatny na polimeryzację. Ma właściwości utleniające.
- Jod. Higroskopijna substancja krystaliczna. Stosowany w chemii analitycznej jako środek utleniający.
Ogólne właściwości chemiczne chlorowco-jodu obejmują wysoką aktywność. Chociaż jest mniejszy niż chloru z bromem, a tym bardziej nie jest porównywalny z fluorem. Najbardziej znaną reakcją jest interakcja jodu ze skrobią, w wyniku której ta ostatnia ma niebieski kolor.
Astatyn
Warto też powiedzieć o tym kilka słów w kontynuacji dyskusji o ogólnej charakterystyce halogenów. Właściwości fizyczne i chemiczne astatyny są zbliżone do właściwości osławionego jodu i polonu (pierwiastka promieniotwórczego). Oto jego krótki opis:
- Wytwarza nierozpuszczalną sól AgAt, jak wszystkie halogeny.
- Może być utleniony do At, jak jod.
- Tworzy związki z metalami, wykazując stopień utlenienia -1. Jak wszystkie halogeny.
- Reaguje z jodem i bromem, tworząc związki międzyhalogenowe. a dokładniej jodek i bromek astatu (AtI i AtBr).
- Rozpuszcza się w azocie i chlorowodorzekwasy.
- Jeśli działasz na niego wodorem, powstaje gazowy astatyd wodoru - niestabilny gazowy kwas.
- Podobnie jak wszystkie halogeny, może zastąpić wodór w cząsteczce metanu.
- Ma charakterystyczne promieniowanie alfa. Poprzez jego obecność określa się obecność astatynu.
Nawiasem mówiąc, wprowadzenie astatyny w postaci roztworu do organizmu człowieka leczy tarczycę. W radioterapii ten pierwiastek jest aktywnie wykorzystywany.
Tennesin
I musi uważać, ponieważ mówimy o właściwościach chemicznych halogenów. Niewiele jest znanych związków z tennessyną, ponieważ do tej pory jej dokładna charakterystyka pozostaje przedmiotem dyskusji, ponieważ została uwzględniona w tabeli dopiero w 2014 roku.
Najprawdopodobniej jest to półmetal. Nie wykazuje prawie żadnej mocy utleniającej, przez co jest najsłabszym z halogenów, ponieważ jego elektrony znajdują się zbyt daleko od jądra. Ale jest bardzo prawdopodobne, że tennessine będzie halogenem, którego właściwości redukujące będą wyższe niż właściwości utleniające.
Eksperymentalnie przeprowadzona reakcja z wodorem. TsH to najprostsze połączenie. Powstały wodór tennessynowy kontynuuje większość trendów dla halogenków wodoru.
Właściwości fizyczne
Powinny być krótko wymienione. Więc:
- Fluor jest trującym, jasnożółtym gazem o ostrym zapachu.
- Chlor to jasnozielony gaz. Ma również silny zapach i jest bardziej trujący niż fluor.
- Brom jest czerwono-brązową ciężką cieczą. Jegoopary są wysoce toksyczne.
- Jod to ciemnoszara substancja z metalicznym połyskiem.
- Astatine jest niebiesko-czarnym ciałem stałym. Wygląda na jod.
Pozyskiwanie halogenów
To jest ostatnia rzecz. Właściwości chemiczne i produkcja halogenów są ze sobą bezpośrednio powiązane. Pierwszy warunek drugi. Oto kilka sposobów na uzyskanie tych substancji:
- Poprzez elektrolizę stopów lub roztworów halogenków - ich związków z innymi pierwiastkami lub rodnikami.
- Poprzez interakcję ich stałych soli i stężonego kwasu siarkowego. Ale dotyczy to tylko HF i HCl.
- HBr i HI można otrzymać przez hydrolizę halogenków fosforu.
- Utlenianie kwasów halogenowodorowych.
- HClO jest otrzymywany przez hydrolizę w wodnych roztworach chloru.
- HOBr powstaje w wyniku oddziaływania wody i halogenu.
Ale ogólnie jest wiele innych sposobów na uzyskanie, to tylko przykłady. W końcu halogeny są szeroko stosowane w przemyśle. Fluor jest używany do produkcji smarów, chlor jest używany do wybielania i dezynfekcji, brom jest używany w medycynie i produkcji materiałów fotograficznych, ao jodze nawet nie warto mówić.
