การสร้าง, การศึกษาระดับมัธยมและโรงเรียน
ฮาโลเจน: สมบัติทางกายภาพคุณสมบัติทางเคมี การใช้สารฮาโลเจนและของพวกเขา
ฮาโลเจนในตารางธาตุที่ด้านซ้ายของก๊าซมีเกียรติ เหล่านี้ห้าธาตุโลหะที่เป็นพิษรวมอยู่ในกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุ เหล่านี้รวมถึงฟลูออรีน, คลอรีนโบรมีนไอโอดีนและแอสทาทีน แม้ว่าจะมีเพียงไอโซโทปอายุสั้นกัมมันตรังสีแอสทาทีนและมีมันทำงานเป็นไอโอดีนและมักจะคิดว่าฮาโลเจน ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบฮาโลเจนเจ็ดอิเล็กตรอนก็ต้องการเพียงหนึ่งอิเล็กตรอนพิเศษในรูปแบบ octet ที่สมบูรณ์ ลักษณะนี้ทำให้พวกเขาใช้งานมากขึ้นกว่ากลุ่มอื่น ๆ ที่ไม่ใช่โลหะ
ลักษณะทั่วไป
ฮาโลเจนในรูปแบบโมเลกุลอะตอมสองอะตอม (X 2 ประเภทที่ X เป็นฮาโลเจน) - รูปแบบที่มีความเสถียรฮาโลเจนดำรงอยู่ของเซลล์ฟรี ติดต่อของโมเลกุลเป็นไม่มีขั้วและโควาเลนเดียว คุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจนช่วยให้พวกเขาได้อย่างง่ายดายสารประกอบที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่ดังนั้นพวกเขาจะไม่เคยพบในรูปแบบที่ไม่ได้ผูกไว้ในธรรมชาติ Fluoro - ฮาโลเจนที่ใช้งานมากที่สุดและแอสทาทีน - น้อย
ฮาโลเจนทุกกลุ่มผมในรูปแบบเกลือที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน สารเหล่านี้ในไลด์ที่มีอยู่เป็นไอออนที่มีประจุลิด -1 (เช่น Cl - Br -) สิ้นสุดวันที่ -id แสดงการปรากฏตัวของแอนไอออนลิด; เช่น Cl - เรียกว่า "คลอไรด์"
นอกจากคุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจนช่วยให้พวกเขาที่จะทำหน้าที่เป็นตัวแทนออกซิไดซ์ - โลหะออกซิไดซ์ ส่วนใหญ่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับฮาโลเจน - รีดอกซ์ในสารละลาย ฮาโลเจนแบบพันธะเดี่ยวกับคาร์บอนหรือไนโตรเจนใน สารประกอบอินทรีย์ ที่ระดับของการเกิดออกซิเดชัน (CO) มีค่าเท่ากับ -1 เมื่อแทนอะตอมฮาโลเจนที่ถูกผูกไว้ covalently อะตอมไฮโดรเจนในสารประกอบอินทรีย์คำนำหน้ารัศมีอาจจะใช้ในความหมายทั่วไปหรือคำนำหน้า fluoro-, chloro-, bromo-, iodo- - ฮาโลเจนที่เฉพาะเจาะจง องค์ประกอบฮาโลเจนอาจมีพันธะ crisscross ในรูปแบบโมเลกุลที่มีพันธะเดี่ยวโควาเลนต์ขั้วโลก
คลอรีน (Cl 2) เป็นฮาโลเจนแรกที่เปิดในปี 1774 ที่เปิดแล้วไอโอดีน (I 2) โบรมีน (Br 2) ฟลูออรีน (F 2) และแอสทาทีน (ที่พบก่อนที่ 1940 YG) ชื่อ "ฮาโลเจน" มาจากภาษากรีก hal- ราก («เกลือ») และ -Gen («รูปแบบ ") ร่วมกันคำพูดเหล่านี้หมายถึง "เกลือขึ้นรูป" เน้นความจริงที่ว่าฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับโลหะในรูปแบบเกลือ Halite - ชื่อของเกลือหินแร่ธรรมชาติประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) สุดท้ายฮาโลเจนที่ใช้ในบ้าน - มีฟลูออไรในยาสีฟันคลอโรฟิลฆ่าเชื้อน้ำดื่มไอโอดีนและส่งเสริมการพัฒนาของฮอร์โมนไทรอยด์
องค์ประกอบทางเคมี
Fluoro - ธาตุที่มีเลขอะตอม 9 จะแสดงโดยเอฟฟลูออรีนธาตุถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1886 กรัมโดยการแยกจากกรดไฮโดรฟลูออริก. ในรัฐอิสระมันมีอยู่ในรูปแบบของโมเลกุล Fluoro (F 2) และเป็นฮาโลเจนที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก Fluoro - องค์ประกอบขั้วลบที่สุดของตารางธาตุ ที่อุณหภูมิห้องก๊าซสีเหลืองอ่อน ฟลูออรีนยังมีรัศมีอะตอมมีขนาดค่อนข้างเล็ก CO มัน - -1 ยกเว้นรัฐอะตอมสองอะตอมธาตุซึ่งในสถานะออกซิเดชันของตนเป็นศูนย์ Fluoro มากสารเคมีที่ใช้งานและมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับองค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นฮีเลียม (เขา) นีออน (Ne) และอาร์กอน (Ar) ความ H 2 O สารละลายกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) เป็นกรดอ่อน แม้ว่า Fluoro ขั้วลบสูงอิเล็กไม่ได้ตรวจสอบความเป็นกรด; HF เป็นกรดอ่อนเนื่องจากความจริงที่ว่าไอออนฟลูออไรขั้นพื้นฐาน (pH> 7) นอกจากนี้ฟลูออโรผลิตอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพมาก ยกตัวอย่างเช่นฟลูออรีนสามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซซีนอนและรูปแบบ difluoride อนุมูลอิสระที่แข็งแกร่งซีนอน (XeF 2) ในหลาย ๆ โปรแกรมของฟลูออไร
คลอรีน - ธาตุที่มีเลขอะตอม 17 และสัญลักษณ์ทางเคมี Cl ค้นพบใน 1774 โดยก. แตกต่างจากกรดไฮโดรคลอ ในรัฐของธาตุมันเป็นโมเลกุลอะตอมสองอะตอม Cl 2 คลอรีนมีหลาย SB -1, 1, 3, 5 และ 7 ที่อุณหภูมิห้องมันเป็นก๊าซสีเขียวอ่อน เนื่องจากตราสารหนี้ที่จะเกิดขึ้นระหว่างสองอะตอมคลอรีนอ่อนแอ Cl 2 โมเลกุลมีความสามารถสูงมากที่จะเข้าสู่การเชื่อมต่อ คลอรีนทำปฏิกิริยากับโลหะในรูปแบบเกลือซึ่งเรียกว่าคลอไรด์ คลอไรด์ไอออนที่มีประจุที่มีมากที่สุดที่มีอยู่ในน้ำทะเล คลอรีนยังมีอีกสองไอโซโทป: 35 Cl และ 37 Cl โซเดียมคลอไรด์คือการเชื่อมต่อที่พบมากที่สุดของคลอไรด์ทั้งหมด
โบรมีน - องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 35 และสัญลักษณ์ Br มันถูกค้นพบครั้งแรกใน 1826 ในรูปแบบของโบรมีนประถมเป็นโมเลกุลอะตอมสองอะตอม, BR 2 ที่อุณหภูมิห้องมันเป็นของเหลวสีน้ำตาลแดง CO มัน - -1 + 1, 3, 4 และ 5 Bromo ใช้งานมากขึ้นกว่าไอโอดีน แต่มีการใช้งานน้อยกว่าคลอรีน นอกจากนี้โบรโมไอโซโทปมีสอง 79 สาขาและ 81 สาขา โบรมีนเกิดขึ้นใน รูปแบบของเกลือ โบรไมด์ที่ละลายในน้ำทะเล ในปีที่ผ่านมาการผลิตของโบรไมด์ในโลกได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากความพร้อมของตนและชีวิตที่ยาวนาน เช่นเดียวกับฮาโลเจนอื่น ๆ โบรมีนและสารต้านอนุมูลอิสระที่เป็นพิษอย่างมาก
องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 53 และสัญลักษณ์ที่ I. ออกซิเดชันไอโอดีนมี - ไอโอดีน: -1, 1, 5 และ 7 ที่มีอยู่ในรูปแบบของโมเลกุลอะตอมสองอะตอมที่ I 2 ที่อุณหภูมิห้องสารที่เป็นของแข็งสีม่วง ไอโอดีนมีหนึ่งไอโซโทป - 127 I. ค้นพบครั้งแรกในปี 1811 ด้วยความช่วยเหลือของสาหร่ายและกรดซัลฟูริก ปัจจุบันไอออนไอโอดีนสามารถแยกได้ในน้ำทะเล แม้จะมีความจริงที่ว่าไอโอดีนไม่ละลายง่ายในน้ำสามารถในการละลายของมันอาจจะเพิ่มขึ้นเมื่อใช้ไอโอไดด์ที่แยกต่างหาก ไอโอดีนมีบทบาทสำคัญในร่างกายที่มีส่วนร่วมในการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์
แอสทาทีน - องค์ประกอบของสารกัมมันตรังสีที่มีเลขอะตอม 85 และสัญลักษณ์ที่ รัฐเป็นไปได้ที่การเกิดออกซิเดชัน -1, 1, 3, 5 และ 7 ฮาโลเจนเท่านั้นที่ไม่ได้เป็นโมเลกุลอะตอมสองอะตอม ภายใต้สภาวะปกติ, โลหะสีดำวัสดุที่แข็ง แอสทาทีนเป็นองค์ประกอบที่หายากมากจึงไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับตัวเขา นอกจากนี้แอสทาทีนมีครึ่งชีวิตสั้นมากไม่เกินเวลาไม่กี่ชั่วโมง ที่ได้รับในปี 1940 เป็นผลมาจากการสังเคราะห์ เป็นที่เชื่อว่าแอสทาทีนคล้ายกับไอโอดีน ลักษณะ คุณสมบัติของโลหะ
ตารางด้านล่างแสดงโครงสร้างของอะตอมฮาโลเจนที่โครงสร้างของชั้นนอกของอิเล็กตรอน
ธาตุโลหะ | การกำหนดค่าของอิเล็กตรอน |
ฟลูออรีน | 1s 2 2s 2 2p 5 |
คลอรีน | 2 3s 3p 5 |
โบรมีน | 3d 10 4s 2 4p 5 |
ไอโอดีน | 4d 2 10 5s 5p 5 |
แอสทาทีน | 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5 |
โครงสร้างดังกล่าวทำให้เกิดชั้นนอกของอิเล็กตรอนที่คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีคล้ายกับฮาโลเจน อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบเหล่านี้และความแตกต่างที่สังเกตได้
กลุ่มฮาโลเจนคุณสมบัติธาตุ
คุณสมบัติทางกายภาพของสารฮาโลเจนที่เรียบง่ายของการเปลี่ยนแปลงกับการเพิ่มจำนวนลำดับขององค์ประกอบ การดูดซึมที่ดีขึ้นและความชัดเจนมากขึ้นเราให้คุณไม่กี่ตาราง
จุดเดือดและจุดหลอมเหลวในกลุ่มที่เพิ่มขึ้นกับการเพิ่มขนาดของโมเลกุล (F ตารางที่ 1 ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ธาตุโลหะ จุดหลอมเหลว T (° C) จุดเดือด T (° C) ฟลูออรีน -220 -188 คลอรีน -101 -35 โบรมีน -7.2 58.8 ไอโอดีน 114 184 แอสทาทีน 302 337 ขนาดเคอร์เนลเพิ่มขึ้น (F ตารางที่ 2: ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: รัศมีอะตอม ธาตุโลหะ โควาเลนต์รัศมี (PM) ไอออน (X -) ช่วง (PM) ฟลูออรีน 71 133 คลอรีน 99 181 โบรมีน 114 196 ไอโอดีน 133 220 แอสทาทีน 150 ถ้าอิเล็กตรอนภายนอกจะไม่ได้อยู่ใกล้กับนิวเคลียสสำหรับการกำจัดของพวกเขาไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมากจากมัน ดังนั้นพลังงานที่จำเป็นสำหรับการไหลออกของอิเล็กตรอนชั้นนอกไม่ให้สูงในส่วนล่างของกลุ่มขององค์ประกอบเนื่องจากมีระดับพลังงานมากขึ้น นอกจากนี้ไอออนไนซ์พลังงานสูงทำให้เกิดองค์ประกอบที่จะแสดงคุณภาพที่ไม่ใช่โลหะ คุณสมบัติโลหะเพราะพลังงานไอออนไนซ์จะลดลง (ที่
ตารางที่ 3 ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: พลังงานไอออไนเซชัน ธาตุโลหะ พลังงานไอออไนซ์ (kJ / mol) ฟลูออรีน 1681 คลอรีน 1251 โบรมีน 1140 ไอโอดีน 1008 แอสทาทีน 890 ± 40 จำนวนของอิเล็กตรอนในอะตอมเพิ่มขึ้นกับการเพิ่มระดับพลังงานในระดับที่ต่ำกว่าความก้าวหน้า อิเล็กตรอนเป็นความก้าวหน้าที่ไกลออกไปจากหลัก; ดังนั้นนิวเคลียสและอิเล็กตรอนจะไม่เป็นที่ดึงดูดให้แต่ละอื่น ๆ เพิ่มขึ้นในการตรวจคัดกรองมี ดังนั้นอิลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (ที่
ตารางที่ 4 ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: อิเล็ก ธาตุโลหะ อิเล็ก ฟลูออรีน 4.0 คลอรีน 3.0 โบรมีน 2.8 ไอโอดีน 2.5 แอสทาทีน 2.2 เนื่องจากขนาดของการเพิ่มขึ้นของอะตอมกับเวลาที่ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนจะลดลงโดยทั่วไป (B
ตารางที่ 5 Affinity อิเล็กตรอนฮาโลเจน ธาตุโลหะ อิเลคตรอนความสัมพันธ์ (KJ / mol) ฟลูออรีน -328.0 คลอรีน -349.0 โบรมีน -324.6 ไอโอดีน -295.2 แอสทาทีน -270.1 การเกิดปฏิกิริยาของฮาโลเจนจะลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (ที่
Halide เกิดขึ้นเมื่อฮาโลเจนเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับคนอื่น ๆ องค์ประกอบขั้วลบน้อยที่จะก่อให้เกิดสารประกอบไบนารี ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนในรูปแบบประเภท HX ไลด์: ไลด์ไฮโดรเจนละลายได้ง่ายในน้ำในรูปแบบ hydrohalic A (hydrofluoric, ไฮโดรคลอริก hydrobromic กรด hydroiodic) คุณสมบัติของกรดเหล่านี้จะได้รับดังนี้ กรดที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อไปนี้: HX (AQ) + H 2 O (L) → X - (AQ) + H 3 O + (AQ) ทั้งหมดไฮโดรเจนลิดในรูปแบบกรดยกเว้น HF ความเป็นกรดเพิ่มขึ้นกรด hydrohalic: HF กรดไฮโดรฟลูออริกสามารถกัดกระจกและฟลูออไรนินทรีย์บางเวลานาน มันอาจจะดูเหมือนไร้เหตุผลว่า HF เป็นกรด hydrohalic อ่อนแอตั้งแต่ฟลูออรีนตัวเองมีอิเล็กสูง อย่างไรก็ตาม H-F พันธบัตรมีความแข็งแรงมากส่งผลให้กรดอ่อนมาก ความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งจะถูกกำหนดโดยความยาวของพันธบัตรระยะสั้นและพลังงานขนาดใหญ่แยกออกจากกัน ทุกไลด์ไฮโดรเจน HF มีความยาวการเชื่อมต่อที่สั้นที่สุดและพลังงานพันธะที่ใหญ่ที่สุด กรดโอเอ็กซ์โอฮาโลเจนกรดกับอะตอมไฮโดรเจนออกซิเจนและฮาโลเจน ความเป็นกรดของพวกเขาสามารถได้รับการพิจารณาโดยการวิเคราะห์โครงสร้าง oxoacids ฮาโลเจนจะถูกนำเสนอดังต่อไปนี้: ในแต่ละกรดโปรตอนเหล่านี้ถูกผูกไว้กับอะตอมออกซิเจนเพื่อเปรียบเทียบความยาวของพันธบัตรโปรตอนจะไร้ประโยชน์ บทบาทที่โดดเด่นคือการเล่นที่นี่โดยอิเล็ก การเพิ่มขึ้นของความเป็นกรดที่มีจำนวนอะตอมของออกซิเจนพันธะกับอะตอมกลาง คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของฮาโลเจนสามารถแสดงเวลาสั้น ๆ ในตารางต่อไปนี้ สภาพสาร (ที่อุณหภูมิห้อง) ธาตุโลหะ การปรากฏ บริษัท ไอโอดีน สีม่วง แอสทาทีน สีดำ ของเหลว โบรมีน สีน้ำตาลปนแดง เป็นก๊าซ ฟลูออรีน สีเหลืองอ่อนสีน้ำตาล คลอรีน สีเขียวอ่อน สีเป็นผลมาจากการดูดซึมฮาโลเจนแสงที่มองเห็นโดยโมเลกุลที่ก่อให้เกิดอิเล็กตรอนตื่นเต้น Fluoro ดูดซับแสงสีม่วงและจึงมีลักษณะสีเหลืองอ่อน ไอโอดีนในทางตรงกันข้ามดูดซับแสงสีเหลืองและมันก็ดูสีม่วง (สีเหลืองและสีม่วง - สีเสริม) สีหลอดฮาโลเจนจะกลายเป็นสีดำเข้มขึ้นกับช่วงเวลาที่เพิ่มขึ้น ภาชนะบรรจุที่ปิดสนิทโบรมีนไอโอดีนของเหลวและของแข็งอยู่ในภาวะสมดุลกับไอซึ่งสามารถสังเกตได้เป็นก๊าซสี แม้ว่าจะไม่รู้จักแอสทาทีนสีก็เป็นที่เชื่อกันว่ามันควรจะเป็นไอโอดีนเข้ม (t E แบล็ก) ให้สอดคล้องกับรูปแบบการสังเกต ตอนนี้ถ้าคุณถูกถามว่า: "อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของฮาโลเจน," คุณจะพูด ระดับของการเกิดออกซิเดชันมักจะถูกนำมาใช้แทน "จุของฮาโลเจน." โดยปกติแล้วสถานะออกซิเดชันเท่ากับ -1 แต่ถ้าฮาโลเจนที่มีการเชื่อมโยงกับออกซิเจนหรือฮาโลเจนอื่นก็อาจใช้เวลารัฐอื่น ๆ : ออกซิเจน -2 SB มีความสำคัญ ในกรณีที่สองอะตอมฮาโลเจนที่แตกต่างกันผูกมัดอะตอมกันขั้วลบเพิ่มเติมทุกข์ยากและใช้เวลา CO -1 ยกตัวอย่างเช่นในไอโอดีนคลอไรด์ (ICL) เป็น CO คลอโร -1, 1 และไอโอดีน คลอรีนเป็นขั้วลบมากกว่าไอโอดีนจึง CO เท่ากับ -1 กรด bromic (HBrO 4) ออกซิเจนมี CO -8 (-2 x 4 = -8 Atom) ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันทั้งหมด 1 นอกเหนือจากทั้งสองค่าให้ CO -7 เนื่องจากสารประกอบสุดท้าย SB ควรจะเป็นศูนย์, โคโลราโดเป็นเจ็ดโบรมีน สามข้อยกเว้นกฎนี้คือระดับของการเกิดออกซิเดชันของฮาโลเจนในรูปแบบธาตุ (X 2) ที่ จำกัด ของมันเท่ากับศูนย์ ธาตุโลหะ ในสารประกอบของ บริษัท ที่ ฟลูออรีน -1 คลอรีน -1, 1, 3, 5, 7 โบรมีน -1, 1, 3, 4, 5 ไอโอดีน -1, 1, 5, 7 แอสทาทีน -1, 1, 3, 5, 7 อิเล็กเพิ่มขึ้นกับเวลา ดังนั้นฟลูออรีนที่มีอิเล็กสูงสุดขององค์ประกอบทั้งหมดเป็นหลักฐานโดยตำแหน่งในตารางธาตุ การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ 1s 2 2s 2 2p 5 หากได้รับฟลูออไรอิเล็กตรอนอีก orbitals พีมากจะเต็มไปอย่างสมบูรณ์และรูปแบบ octet ที่สมบูรณ์ เพราะฟลูออรีนมีอิเล็กสูงก็สามารถเลือกอิเล็กตรอนจากอะตอมเพื่อนบ้าน ฟลูออไรในกรณีนี้ isoelectronic ก๊าซเฉื่อย (แปดอิเล็กตรอน) และทุก orbitals ภายนอกที่เต็มไปด้วย ในรัฐนี้ฟลูออรีนที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ในธรรมชาติ, ฮาโลเจนอยู่ที่ประจุลบเพื่อให้ฮาโลเจนฟรีผลิตโดยออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าหรืออนุมูลอิสระ ยกตัวอย่างเช่นคลอรีนจะถูกสร้างขึ้นโดยการย่อยสลายของการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด์ การใช้ฮาโลเจนและสารที่มีความหลากหลายของพวกเขา เคมีอนินทรีย์ ไฮโดรเจน + ฮาโลเจน
oxoacids ฮาโลเจน
ลักษณะและสภาพของเรื่อง
ลักษณะคำอธิบาย
ระดับของการเกิดออกซิเดชันของสารฮาโลเจนใน
ทำไมมีฟลูออรีน -1 เสมอ?
ในการจัดทำและการใช้ฮาโลเจน
Similar articles
Trending Now