Burada okuyucu, D. I. Mendeleev'in periyodik tablosunun kimyasal elementleri olan halojenler hakkında bilgi bulacaktır. Makalenin içeriği, kimyasal ve fiziksel özellikleri, doğadaki konumları, uygulama yöntemleri vb. hakkında bilgi edinmenizi sağlayacaktır.
Genel bilgi
Halojenler, on yedinci grupta yer alan D. I. Mendeleev'in kimyasal tablosunun tüm elementleridir. Daha katı bir sınıflandırma yöntemine göre, bunların hepsi ana alt grup olan yedinci grubun öğeleridir.
Halojenler, belirli bir miktar metal olmayanlar dışında, basit türden hemen hemen tüm maddelerle reaksiyona girebilen elementlerdir. Hepsi enerji oksitleyici ajanlardır, bu nedenle doğal koşullarda, kural olarak, diğer maddelerle karışık haldedirler. Halojenlerin kimyasal aktivite göstergesi, seri numaralandırmalarının artmasıyla azalır.
Şu elementler halojen olarak kabul edilir: flor, klor, brom, iyot, astatin ve yapay olarak oluşturulmuş tennessin.
Daha önce de belirtildiği gibi, tüm halojenler belirgin özelliklere sahip oksitleyici maddelerdir ve ayrıca hepsi metal değildir. Dış enerji seviyesi yedi elektrona sahiptir. Metallerle etkileşim, iyonik bağların ve tuzların oluşumuna yol açar. Flor hariç hemen hemen tüm halojenler, indirgeyici ajan olarak hareket ederek +7'lik en yüksek oksidasyon durumuna ulaşabilir, ancak bu, yüksek derecede elektronegatifliğe sahip elementlerle etkileşime girmelerini gerektirir.
Etimolojinin özellikleri
1841'de İsveçli kimyager J. Berzelius, halojenler terimini tanıtmayı önerdi ve onlara o zamanlar bilinen F, Br, I olarak atıfta bulundu. Ancak, bu terimin bu tür elementlerin tamamı ile ilgili olarak tanıtılmasından önce, 1811'de Alman bilim adamı I. Schweigger kloru aynı kelimeye çağırdı, terimin kendisi Yunanca'dan “tuz” olarak çevrildi.
Atomik yapı ve oksidasyon durumları
Halojenlerin dış atom kabuğunun elektron konfigürasyonu aşağıdaki gibidir: astatin - 6s26p5, iyodin - 5s 25p5, brom 4s24p5, klor – 3s 23p5, flor 2s22p5.
Halojenler, dış tipteki elektron kabuğunda yedi elektrona sahip olan ve kabuğu tamamlamaya yetmeyen bir elektronu "kolaylıkla" bağlamalarına izin veren elementlerdir. Tipik olarak oksidasyon durumu -1 olarak görünür. Daha yüksek dereceye sahip elementlerle reaksiyona giren Cl, Br, I ve At, pozitif oksidasyon durumu göstermeye başlar: +1, +3, +5, +7. Flor, -1'lik sabit bir oksidasyon durumuna sahiptir.
Dağıtım
Görünüşüne göreOldukça reaktif halojenler genellikle bileşik olarak bulunur. F'den I'e atom yarıçapının artışına bağlı olarak yerkabuğundaki dağılım düzeyi azalır. Yerkabuğundaki astatin gram olarak ölçülür ve tennessine yapay olarak oluşturulur.
Halojenler doğal olarak en yaygın olarak halojenür bileşiklerinde bulunur ve iyot ayrıca potasyum veya sodyum iyodat şeklini de alabilir. Sudaki çözünürlükleri nedeniyle okyanus sularında ve doğal olarak oluşan tuzlu sularda bulunurlar. F halojenlerin az çözünür bir temsilcisidir ve çoğunlukla tortul kayaçlarda bulunur ve ana kaynağı kalsiyum florürdür.
Fiziksel kalite özellikleri
Halojenler birbirinden çok farklı olabilir ve aşağıdaki fiziksel özelliklere sahiptirler:
- Flor (F2) keskin ve tahriş edici bir kokuya sahip açık sarı bir gazdır ve normal sıcaklık koşullarında sıkıştırılmaz. Erime noktası -220 °C ve kaynama noktası -188 °C'dir.
- Klor (Cl2) normal sıcaklıkta, basınç altında dahi sıkışmayan, boğucu, keskin kokulu ve yeşil-sarı renkli bir gazdır. -101 °С'de erimeye ve -34 °С'de kaynamaya başlar.
- Brom (Br2), kahverengi bir renge ve keskin, kokulu bir kokuya sahip uçucu ve ağır bir sıvıdır. -7°C'de erir ve 58°C'de kaynar.
- İyot (I2) - Bu katı tip madde koyu gri bir renge sahiptir ve metalik bir parlaklığa sahiptir, kokusu oldukça keskindir. Erime süreci başlar113,5 °С'ye ulaşır ve 184.885 °С.
- Nadir bir halojen, katı olan ve metalik parlaklığa sahip siyah-mavi bir renge sahip olan astatindir (At2). Erime noktası 244 °C'ye karşılık gelir ve 309 °C'ye ulaştıktan sonra kaynama başlar.
'de kaynar
Halojenlerin kimyasal yapısı
Halojenler, F'den At'a doğru zayıflayan çok yüksek oksitleyici aktiviteye sahip elementlerdir. Halojenlerin en aktif temsilcisi olan flor, bilinenler hariç tüm metal türleri ile reaksiyona girebilir. Flor atmosferine giren metallerin temsilcilerinin çoğu, büyük miktarlarda ısı yayarken kendiliğinden tutuşmaya maruz kalır.
Floru ısıya maruz bırakmadan, H2, C, P, S, Si gibi çok sayıda metal olmayan madde ile reaksiyona girebilir. Bu durumda reaksiyonların türü ekzotermiktir ve buna bir patlama eşlik edebilir. F, ısıtıldığında kalan halojenleri oksitlenmeye zorlar ve radyasyona maruz kaldığında, bu element inert nitelikteki ağır gazlarla tamamen reaksiyona girebilir.
Karmaşık tipteki maddelerle etkileşime girdiğinde, flor yüksek enerjili reaksiyonlara neden olur, örneğin suyu oksitleyerek patlamaya neden olabilir.
Klor, özellikle serbest haldeyken de reaktif olabilir. Aktivite seviyesi flordan daha düşüktür, ancak hemen hemen tüm basit maddelerle reaksiyona girebilir, ancak azot, oksijen ve soy gazlar onunla reaksiyona girmez. Klor, ısıtıldığında veya iyi ışıkta hidrojenle etkileşime girerek, patlamanın eşlik ettiği şiddetli bir reaksiyon oluşturur.
İlave ve ikame reaksiyonlarına ek olarak, Cl, karmaşık tipte çok sayıda madde ile reaksiyona girebilir. Metal veya hidrojen ile oluşturdukları bileşiklerden ısıtma sonucunda Br ve I'in yerini alabilir ve ayrıca alkali maddelerle reaksiyona girebilir.
Brom kimyasal olarak klor veya flordan daha az aktiftir, ancak yine de kendini çok parlak gösterir. Bunun nedeni, bromin Br'nin en sık sıvı olarak kullanılmasıdır, çünkü bu durumda, diğer özdeş koşullar altında ilk konsantrasyon derecesi Cl'den daha yüksektir. Kimyada, özellikle organik olarak yaygın olarak kullanılır. H2O içinde çözülebilir ve onunla kısmen reaksiyona girebilir.
Halojen elementi iyot, I2 basit bir madde oluşturur ve H2O ile reaksiyona girebilir, iyodür çözeltilerinde çözünür, karmaşık anyonlar oluştururken. Çoğu halojenden farklıdır, çünkü metal olmayanların çoğu temsilcisiyle reaksiyona girmez ve ısıtılması gerekirken metallerle yavaş yavaş reaksiyona girer. Yalnızca güçlü ısıtmaya maruz kaldığında hidrojen ile reaksiyona girer ve reaksiyon endotermiktir.
Nadir halojen astatin (At), iyottan daha az reaktiftir, ancak metallerle reaksiyona girebilir. Ayrışma hem anyon hem de katyon üretir.
Uygulamalar
Halojen bileşikler, insanlar tarafından çok çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. doğal kriyolit(Na3AlF6) Al elde etmek için kullanılır. Brom ve iyot genellikle ilaç ve kimya şirketleri tarafından basit maddeler olarak kullanılır. Halojenler genellikle makine parçalarının imalatında kullanılır. Farlar da bunlardan biri. Farlar geceleri yolu aydınlattığından ve hem sizi hem de diğer sürücüleri algılamanın bir yolu olduğundan, otomobilin bu bileşeni için doğru malzemeyi seçmek çok önemlidir. Xenon, far oluşturmak için en iyi kompozit malzemelerden biri olarak kabul edilir. Ancak halojen, bu soy gaza göre kalite açısından çok daha düşük değildir.
İyi bir halojen, diş macununda yaygın olarak kullanılan bir katkı maddesi olan flordur. Diş hastalıklarının ortaya çıkmasını önlemeye yardımcı olur - çürük.
Klor (Cl) gibi halojen elementi, genellikle plastik, kauçuk, sentetik lifler, boyalar ve çözücüler gibi organik maddelerin sentezinde kullanılan HCl üretiminde kullanım alanı bulur. Bileşiklerin yanı sıra klor keten, pamuk, kağıt için ağartıcı olarak ve içme suyunda bakteriyle mücadele maddesi olarak kullanılır.
Dikkat! Zehirli
Çok yüksek reaktiviteleri nedeniyle halojenler haklı olarak zehirli olarak adlandırılır. Reaksiyonlara girme yeteneği en çok florda belirgindir. Halojenler, boğucu özelliklere sahiptir ve etkileşim halinde dokulara zarar verme yeteneğine sahiptir.
Buharlarda ve aerosollerde bulunan flor, en potansiyel olarakçevredeki canlılar için zararlı olan tehlikeli halojen türleri. Bunun nedeni koku duyusu tarafından kötü algılanması ve ancak yüksek konsantrasyona ulaştıktan sonra hissedilmesidir.
Özetleme
Gördüğümüz gibi, halojenler Mendeleev'in periyodik tablosunun çok önemli bir parçasıdır, birçok özelliğe sahiptirler, fiziksel ve kimyasal nitelikler, atomik yapı, oksidasyon durumu ve metaller ve metal olmayanlarla reaksiyona girme yetenekleri farklıdır.. Endüstride, kişisel bakım ürünlerindeki katkı maddelerinden organik kimyasalların veya ağartıcıların sentezine kadar çeşitli şekillerde kullanılırlar. Xenon, bir araba farında ışık tutmanın ve oluşturmanın en iyi yollarından biri olsa da, halojen hala neredeyse xenon kadar iyidir ve ayrıca yaygın olarak kullanılır ve avantajları vardır.
Artık halojenin ne olduğunu biliyorsunuz. Bu maddelerle ilgili herhangi bir soru içeren bir tarama kelimesi artık sizin için bir engel değil.
