ฮาโลเจนคือ สารประกอบฮาโลเจน

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

ที่นี่ผู้อ่านจะพบข้อมูลเกี่ยวกับฮาโลเจน องค์ประกอบทางเคมีของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev เนื้อหาของบทความจะช่วยให้คุณทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพ ตำแหน่งตามธรรมชาติ วิธีการใช้งาน ฯลฯ

ข้อมูลทั่วไป

ฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบทั้งหมดของตารางเคมีของ D. I. Mendeleev ซึ่งอยู่ในกลุ่มที่สิบเจ็ด ตามวิธีการจัดหมวดหมู่ที่เข้มงวดยิ่งขึ้น สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มที่ 7 ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยหลัก

ฮาโลเจนเป็นธาตุที่ทำปฏิกิริยากับสารประเภทง่ายเกือบทั้งหมด ยกเว้นอโลหะจำนวนหนึ่ง ทั้งหมดเป็นสารออกซิไดซ์พลังงานดังนั้นในสภาพธรรมชาติตามกฎแล้วจะอยู่ในรูปแบบผสมกับสารอื่น ๆ ตัวบ่งชี้กิจกรรมทางเคมีของฮาโลเจนลดลงเมื่อเพิ่มหมายเลขซีเรียล

องค์ประกอบต่อไปนี้ถือเป็นฮาโลเจน: ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน แอสทาทีน และเทนเนสซีนที่สร้างขึ้นเทียม

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ฮาโลเจนทั้งหมดเป็นสารออกซิไดซ์ที่มีคุณสมบัติเด่นชัด นอกจากนั้น ยังเป็นอโลหะทั้งหมด ระดับพลังงานภายนอกมีเจ็ดอิเล็กตรอนปฏิกิริยากับโลหะทำให้เกิดพันธะไอออนิกและเกลือ ฮาโลเจนเกือบทั้งหมด ยกเว้นฟลูออรีน สามารถทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ได้ถึงสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่ +7 แต่สิ่งนี้ต้องการให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบที่มีระดับอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูง

ลักษณะของนิรุกติศาสตร์

ในปี 1841 นักเคมีชาวสวีเดน J. Berzelius เสนอให้แนะนำคำว่า halogens โดยอ้างถึง F, Br, I ที่รู้จักกันในขณะนั้น อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะมีการแนะนำคำนี้เกี่ยวกับกลุ่มขององค์ประกอบดังกล่าวทั้งหมด ในปี ค.ศ. 1811 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน I. Schweigger เรียกคลอรีนว่าเป็นคำเดียวกัน คำนี้แปลมาจากภาษากรีกว่า “เกลือ”

โครงสร้างอะตอมและสถานะออกซิเดชัน

โครงสร้างอิเล็กตรอนของเปลือกอะตอมด้านนอกของฮาโลเจนมีดังนี้: แอสทาทีน - 6s²6p⁵ ไอโอดีน - 5s ²5p⁵, โบรมีน 4s²4p⁵, คลอรีน – 3s 2^3p5^{, ฟลูออรีน 2s}2^2p5.

ฮาโลเจนเป็นธาตุที่มีอิเล็กตรอนเจ็ดตัวบนเปลือกอิเล็กตรอนของประเภทชั้นนอก ซึ่งช่วยให้พวกมันติดอิเล็กตรอนที่ "ไม่เพียงพอ" ที่จะทำให้เปลือกสมบูรณ์ได้ โดยปกติ สถานะออกซิเดชันจะปรากฏเป็น -1 Cl, Br, I และ At ทำปฏิกิริยากับธาตุที่มีระดับสูงกว่า เริ่มแสดงสถานะออกซิเดชันในเชิงบวก: +1, +3, +5, +7 ฟลูออรีนมีสถานะออกซิเดชันคงที่ที่ -1.

จำหน่าย

ในมุมมองของมันฮาโลเจนที่มีปฏิกิริยาสูงมักพบเป็นสารประกอบ ระดับการกระจายในเปลือกโลกลดลงตามการเพิ่มขึ้นของรัศมีอะตอมจาก F ถึง I แอสทาทีนในเปลือกโลกวัดเป็นกรัมและเทนเนสซีนถูกสร้างขึ้นเทียม

ฮาโลเจนเกิดขึ้นตามธรรมชาติมากที่สุดในสารประกอบเฮไลด์ และไอโอดีนยังสามารถอยู่ในรูปของโพแทสเซียมหรือโซเดียมไอโอเดต เนื่องจากความสามารถในการละลายในน้ำ จึงมีอยู่ในน่านน้ำมหาสมุทรและน้ำเกลือที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ F เป็นตัวแทนที่ละลายได้ไม่ดีของฮาโลเจนและมักพบในหินตะกอน และแหล่งที่มาหลักคือแคลเซียมฟลูออไรด์

ลักษณะทางกายภาพ

ฮาโลเจนอาจแตกต่างกันมากและมีคุณสมบัติทางกายภาพดังต่อไปนี้:

1. ฟลูออรีน (F2) เป็นก๊าซสีเหลืองอ่อนที่มีกลิ่นฉุนและระคายเคือง ไม่ถูกบีบอัดภายใต้สภาวะอุณหภูมิปกติ จุดหลอมเหลวคือ -220 °C และจุดเดือดคือ -188 °C
2. คลอรีน (Cl₂) เป็นก๊าซที่ไม่บีบอัดที่อุณหภูมิปกติ แม้จะอยู่ภายใต้ความกดดัน มีกลิ่นฉุน ฉุน และสีเขียว-เหลือง เริ่มละลายที่ -101 °С และเดือดที่ -34 °С
3. โบรมีน (Br₂) เป็นของเหลวที่ระเหยได้และหนัก มีสีน้ำตาลและมีกลิ่นฉุนฉุนเฉียว ละลายที่ -7°C และเดือดที่ 58°C.
4. ไอโอดีน (I₂) - สารชนิดแข็งนี้มีสีเทาเข้ม และมีเงาโลหะ กลิ่นค่อนข้างคม กระบวนการหลอมเริ่มต้นที่ถึง 113.5 °С และเดือดที่ 184.885 °С
5. ฮาโลเจนที่หายากคือแอสทาทีน (ที่₂) ซึ่งเป็นของแข็งและมีสีดำ-น้ำเงินที่มีเงาเป็นโลหะ จุดหลอมเหลวสอดคล้องกับ 244 ° C และเริ่มเดือดหลังจากถึง 309 ° C

ลักษณะทางเคมีของฮาโลเจน

ฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบที่มีกิจกรรมออกซิไดซ์สูงมาก ซึ่งจะอ่อนตัวลงในทิศทางจาก F ถึง At ฟลูออรีนซึ่งเป็นตัวแทนที่มีฤทธิ์มากที่สุดของฮาโลเจน สามารถทำปฏิกิริยากับโลหะได้ทุกประเภท ไม่รวมที่รู้จัก ตัวแทนของโลหะส่วนใหญ่ที่เข้าสู่บรรยากาศของฟลูออรีนสามารถติดไฟได้เองโดยปล่อยความร้อนออกมาในปริมาณมาก

โดยไม่ให้ฟลูออรีนถูกความร้อน สามารถทำปฏิกิริยากับอโลหะจำนวนมาก เช่น H2, C, P, S, Si ประเภทของปฏิกิริยาในกรณีนี้เป็นแบบคายความร้อนและอาจมาพร้อมกับการระเบิด เมื่อถูกความร้อน F จะบังคับให้ฮาโลเจนที่เหลืออยู่ออกซิไดซ์ และเมื่อสัมผัสกับรังสี ธาตุนี้จะสามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซธรรมชาติเฉื่อยได้อย่างสมบูรณ์

เมื่อทำปฏิกิริยากับสารประเภทที่ซับซ้อน ฟลูออรีนทำให้เกิดปฏิกิริยาที่มีพลังงานสูง เช่น การออกซิไดซ์ของน้ำ อาจทำให้เกิดการระเบิดได้

คลอรีนสามารถเกิดปฏิกิริยาได้ โดยเฉพาะในสภาวะปลอด ระดับกิจกรรมของมันน้อยกว่าฟลูออรีน แต่สามารถทำปฏิกิริยากับสารง่าย ๆ เกือบทั้งหมด แต่ไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซมีตระกูลไม่ทำปฏิกิริยากับมันเมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน เมื่อถูกความร้อนหรือแสงดี คลอรีนจะทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงพร้อมกับการระเบิด

นอกจากนี้และปฏิกิริยาการแทนที่ Cl สามารถทำปฏิกิริยากับสารประเภทที่ซับซ้อนได้จำนวนมาก สามารถแทนที่ Br และ I อันเป็นผลมาจากความร้อนจากสารประกอบที่สร้างขึ้นโดยพวกเขาด้วยโลหะหรือไฮโดรเจนและยังสามารถทำปฏิกิริยากับสารอัลคาไลน์ได้

โบรมีนมีฤทธิ์ทางเคมีน้อยกว่าคลอรีนหรือฟลูออรีน แต่ก็ยังแสดงออกมาได้อย่างสดใส นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโบรมีน Br มักถูกใช้เป็นของเหลวเพราะในสถานะนี้ระดับความเข้มข้นเริ่มต้นภายใต้สภาวะที่เหมือนกันอื่น ๆ จะสูงกว่าระดับ Cl ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเคมี โดยเฉพาะสารอินทรีย์ สามารถละลายใน H₂O และทำปฏิกิริยาบางส่วนกับมัน

ธาตุฮาโลเจน ไอโอดีนสร้างสารอย่างง่าย I₂ และสามารถทำปฏิกิริยากับ H₂O, ละลายในสารละลายไอโอไดด์, ก่อตัวในขณะที่แอนไอออนที่ซับซ้อน ฉันแตกต่างจากฮาโลเจนส่วนใหญ่ตรงที่มันไม่ทำปฏิกิริยากับตัวแทนส่วนใหญ่ของอโลหะและค่อย ๆ ทำปฏิกิริยากับโลหะในขณะที่มันจะต้องถูกทำให้ร้อน มันทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเฉพาะเมื่อได้รับความร้อนสูง และปฏิกิริยาดูดความร้อน

ฮาโลเจนแอสทาทีนหายาก (At) มีปฏิกิริยาน้อยกว่าไอโอดีน แต่สามารถทำปฏิกิริยากับโลหะได้ ความแตกแยกทำให้เกิดทั้งแอนไอออนและไอออนบวก

แอพพลิเคชั่น

สารประกอบฮาโลเจนที่มนุษย์ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ไครโอไลต์ธรรมชาติ(Na₃AlF₆) ถูกใช้เพื่อรับ Al บริษัทยาและเคมีภัณฑ์มักใช้โบรมีนและไอโอดีนเป็นสารธรรมดา ฮาโลเจนมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักร ไฟหน้าเป็นหนึ่งในสิ่งเหล่านั้น การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบนี้ของรถเป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากไฟหน้าจะส่องสว่างบนถนนในเวลากลางคืน และเป็นวิธีตรวจจับทั้งตัวคุณและผู้ขับขี่คนอื่นๆ ซีนอนถือเป็นหนึ่งในวัสดุคอมโพสิตที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างไฟหน้า อย่างไรก็ตามฮาโลเจนไม่ได้ด้อยกว่าคุณภาพก๊าซเฉื่อยนี้มากนัก

ฮาโลเจนที่ดีคือฟลูออรีน ซึ่งเป็นสารเติมแต่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยาสีฟัน ช่วยป้องกันการเกิดโรคฟันผุ

ธาตุฮาโลเจน เช่น คลอรีน (Cl) พบการใช้ในการผลิต HCl มักใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เช่น พลาสติก ยาง เส้นใยสังเคราะห์ สีย้อมและตัวทำละลาย เป็นต้น รวมทั้งสารประกอบ คลอรีนถูกใช้เป็นสารฟอกขาวสำหรับผ้าลินิน ผ้าฝ้าย กระดาษ และเป็นสารต้านแบคทีเรียในน้ำดื่ม

ระวัง! เป็นพิษ

เนื่องจากปฏิกิริยาที่สูงมาก ฮาโลเจนจึงถูกเรียกว่าเป็นพิษ ความสามารถในการทำปฏิกิริยาเด่นชัดที่สุดในฟลูออรีน ฮาโลเจนมีคุณสมบัติขาดอากาศหายใจเด่นชัดและสามารถทำลายเนื้อเยื่อเมื่อได้รับปฏิสัมพันธ์

ฟลูออรีนในไอระเหยและละอองลอยถือเป็นหนึ่งในสารที่มีศักยภาพมากที่สุดรูปแบบของฮาโลเจนที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตโดยรอบ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการรับรู้กลิ่นได้ไม่ดีและรู้สึกได้ก็ต่อเมื่อมีความเข้มข้นสูงเท่านั้น

สรุป

อย่างที่เราเห็น ฮาโลเจนเป็นส่วนสำคัญของตารางธาตุของ Mendeleev ซึ่งมีคุณสมบัติหลายประการ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกัน โครงสร้างอะตอม สถานะออกซิเดชัน และความสามารถในการทำปฏิกิริยากับโลหะและอโลหะ. ในอุตสาหกรรมมีการใช้สารเหล่านี้ในหลากหลายวิธี ตั้งแต่สารเติมแต่งในผลิตภัณฑ์ดูแลร่างกายไปจนถึงการสังเคราะห์สารเคมีอินทรีย์หรือสารฟอกขาว แม้ว่าซีนอนจะเป็นหนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการรักษาและสร้างแสงในไฟหน้ารถ แต่ฮาโลเจนก็ยังดีพอๆ กับซีนอน และยังใช้กันอย่างแพร่หลายและมีข้อดี

ตอนนี้คุณก็รู้แล้วว่าฮาโลเจนคืออะไร คำสแกนที่มีคำถามเกี่ยวกับสารเหล่านี้จะไม่เป็นอุปสรรคสำหรับคุณอีกต่อไป