ฮาโลเจน: คุณสมบัติทางกายภาพ, คุณสมบัติทางเคมี. การใช้ฮาโลเจนและสารประกอบของฮาโลเจน

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-18 04:30

ฮาโลเจนในตารางธาตุจะอยู่ทางซ้ายของก๊าซมีตระกูล ธาตุอโลหะที่เป็นพิษทั้งห้านี้อยู่ในกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุ ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และแอสทาทีน แม้ว่าแอสทาทีนจะมีกัมมันตภาพรังสีและมีไอโซโทปอายุสั้นเท่านั้น แต่ก็มีพฤติกรรมเหมือนไอโอดีนและมักจัดอยู่ในประเภทฮาโลเจน เนื่องจากองค์ประกอบฮาโลเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเจ็ดตัว พวกมันจึงต้องการอิเล็กตรอนพิเศษเพียงตัวเดียวเพื่อสร้างออคเต็ตเต็ม ลักษณะนี้ทำให้พวกมันมีปฏิกิริยามากกว่ากลุ่มอโลหะอื่นๆ

ลักษณะทั่วไป

ฮาโลเจนก่อตัวเป็นโมเลกุลไดอะตอม (ชนิด X₂ โดยที่ X หมายถึงอะตอมของฮาโลเจน) - รูปแบบที่เสถียรของการมีอยู่ของฮาโลเจนในรูปแบบขององค์ประกอบอิสระ พันธะของโมเลกุลไดอะตอมมิกเหล่านี้ไม่มีขั้ว โควาเลนต์ และเดี่ยว คุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจนช่วยให้สามารถรวมเข้ากับองค์ประกอบส่วนใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงไม่เคยเกิดขึ้นอย่างไม่รวมกันในธรรมชาติ ฟลูออรีนเป็นฮาโลเจนที่แอคทีฟมากที่สุดและแอสทาทีนน้อยที่สุด

ฮาโลเจนทั้งหมดอยู่ในกลุ่ม I เกลือที่มีความคล้ายคลึงกันคุณสมบัติ. ในสารประกอบเหล่านี้ ฮาโลเจนมีอยู่ในรูปของแอนไอออนของเฮไลด์ที่มีประจุเป็น -1 (เช่น Cl^-, Br^-) ส่วนท้าย -id บ่งชี้ว่ามีแอนไอออนเฮไลด์อยู่ เช่น Cl^- เรียกว่า "คลอไรด์"

นอกจากนี้ คุณสมบัติทางเคมีของฮาโลเจนยังช่วยให้พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ - เพื่อออกซิไดซ์โลหะ ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับฮาโลเจนเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำ ฮาโลเจนสร้างพันธะเดี่ยวกับคาร์บอนหรือไนโตรเจนในสารประกอบอินทรีย์โดยที่สถานะออกซิเดชัน (CO) ของพวกมันคือ -1 เมื่ออะตอมของฮาโลเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมของไฮโดรเจนที่มีพันธะโควาเลนต์ในสารประกอบอินทรีย์ คำนำหน้า ฮาโล- สามารถใช้ในความหมายทั่วไป หรือคำนำหน้าฟลูออโร-, คลอโร-, โบรมีน-, ไอโอดีน- สำหรับฮาโลเจนจำเพาะ องค์ประกอบของฮาโลเจนสามารถเชื่อมโยงข้ามเพื่อสร้างโมเลกุลไดอะตอมมิกที่มีพันธะเดี่ยวโควาเลนต์มีขั้ว

คลอรีน (Cl₂) เป็นฮาโลเจนตัวแรกที่ค้นพบในปี 1774 ตามด้วยไอโอดีน (I₂) โบรมีน (Br ₂), ฟลูออรีน (F₂) และแอสทาทีน (ที่ ค้นพบครั้งสุดท้ายในปี 1940) ชื่อ "ฮาโลเจน" มาจากรากศัพท์ภาษากรีก hal- ("เกลือ") และ -gen ("เป็นรูปแบบ") คำเหล่านี้รวมกันหมายถึง "การก่อตัวเป็นเกลือ" โดยเน้นที่ความจริงที่ว่าฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้างเกลือ เฮไลต์เป็นชื่อของเกลือสินเธาว์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่ประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และสุดท้ายคือการใช้ฮาโลเจนในชีวิตประจำวัน - พบฟลูออไรด์ในยาสีฟัน คลอรีนฆ่าเชื้อน้ำดื่ม และไอโอดีนส่งเสริมการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์

องค์ประกอบทางเคมี

ฟลูออรีนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 9 แสดงด้วยสัญลักษณ์ F ธาตุฟลูออรีนถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2429 โดยแยกจากกรดไฮโดรฟลูออริก ในสภาวะอิสระ ฟลูออรีนมีอยู่ในรูปของโมเลกุลไดอะตอมมิก (F₂) และเป็นฮาโลเจนที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก ฟลูออรีนเป็นธาตุที่มีไฟฟ้ามากที่สุดในตารางธาตุ ที่อุณหภูมิห้อง เป็นก๊าซสีเหลืองซีด ฟลูออรีนยังมีรัศมีอะตอมที่ค่อนข้างเล็ก CO ของมันคือ -1 ยกเว้นสถานะไดอะตอมมิกของธาตุ ซึ่งสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ ฟลูออรีนมีปฏิกิริยารุนแรงมากและโต้ตอบโดยตรงกับองค์ประกอบทั้งหมด ยกเว้นฮีเลียม (He) นีออน (Ne) และอาร์กอน (Ar) ในสารละลาย H₂O กรดไฮโดรฟลูออริก (HF) เป็นกรดอ่อน แม้ว่าฟลูออรีนจะมีค่าอิเล็กโตรเนกาติตีสูง แต่อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของฟลูออรีนไม่ได้กำหนดความเป็นกรด HF เป็นกรดอ่อนเนื่องจากฟลูออรีนไอออนเป็นเบส (pH> 7) นอกจากนี้ ฟลูออรีนยังผลิตสารออกซิไดเซอร์ที่ทรงพลังมาก ตัวอย่างเช่น ฟลูออรีนสามารถทำปฏิกิริยากับซีนอนของก๊าซเฉื่อยเพื่อสร้างตัวออกซิไดซ์ที่แรงซีนอนไดฟลูออไรด์ (XeF₂) ฟลูออรีนมีประโยชน์มากมาย

คลอรีนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 17 และสัญลักษณ์ทางเคมี Cl ค้นพบในปี พ.ศ. 2317 โดยแยกมันออกจากกรดไฮโดรคลอริก ในสถานะธาตุ จะเกิดโมเลกุลไดอะตอม Cl₂ คลอรีนมี CO หลายตัว: -1, +1, 3, 5 และ7. ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซสีเขียวอ่อน เนื่องจากพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคลอรีนสองอะตอมนั้นอ่อนแอ โมเลกุล Cl₂ มีความสามารถสูงในการเข้าสู่สารประกอบ คลอรีนทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้างเกลือที่เรียกว่าคลอไรด์ คลอรีนไอออนเป็นไอออนที่พบมากที่สุดในน้ำทะเล คลอรีนยังมีไอโซโทปสองชนิด: ³⁵Cl และ ³⁷Cl โซเดียมคลอไรด์เป็นคลอไรด์ที่พบได้บ่อยที่สุด

โบรมีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 35 และสัญลักษณ์ Br. มันถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2369 ในรูปแบบธาตุโบรมีนเป็นโมเลกุลไดอะตอมมิก Br₂ ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นของเหลวสีน้ำตาลแดง CO ของมันคือ -1, +1, 3, 4 และ 5 โบรมีนแอคทีฟมากกว่าไอโอดีน แต่แอคทีฟน้อยกว่าคลอรีน นอกจากนี้ โบรมีนยังมีไอโซโทปสองชนิด: ⁷⁹Br และ ⁸¹Br. โบรมีนเกิดขึ้นเมื่อเกลือโบรไมด์ละลายในน้ำทะเล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การผลิตโบรไมด์ในโลกเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากความพร้อมในการใช้งานและอายุการใช้งานที่ยาวนาน เช่นเดียวกับฮาโลเจนอื่นๆ โบรมีนเป็นสารออกซิไดซ์และมีความเป็นพิษสูง

ไอโอดีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 53 และสัญลักษณ์ I. ไอโอดีนมีสถานะออกซิเดชัน: -1, +1, +5 และ +7. มีอยู่ในโมเลกุลไดอะตอม I₂ ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นของแข็งสีม่วง ไอโอดีนมีไอโซโทปเสถียรหนึ่งตัว ¹²⁷I ค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2354ด้วยสาหร่ายและกรดซัลฟิวริก ปัจจุบันไอโอดีนสามารถแยกได้ในน้ำทะเล แม้ว่าไอโอดีนจะไม่ละลายในน้ำมากนัก แต่ความสามารถในการละลายของไอโอดีนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้ไอโอไดด์ที่แยกจากกัน ไอโอดีนมีบทบาทสำคัญในร่างกาย มีส่วนร่วมในการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์

แอสทาทีนเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่มีเลขอะตอม 85 และสัญลักษณ์ At. สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้คือ -1, +1, 3, 5 และ 7 ฮาโลเจนเพียงชนิดเดียวที่ไม่ใช่โมเลกุลไดอะตอม ภายใต้สภาวะปกติ จะเป็นของแข็งสีดำ แอสทาทีนเป็นองค์ประกอบที่หายากมาก ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับมัน นอกจากนี้ แอสทาทีนยังมีครึ่งชีวิตที่สั้นมาก ไม่เกินสองสามชั่วโมง ได้รับในปี พ.ศ. 2483 อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ เชื่อกันว่าแอสทาทีนคล้ายกับไอโอดีน คุณสมบัติของโลหะ

ตารางด้านล่างแสดงโครงสร้างของอะตอมฮาโลเจน โครงสร้างของอิเล็กตรอนชั้นนอก

ฮาโลเจน	การกำหนดค่าอิเลคตรอน
ฟลูออรีน	1s2 2s2 2p5
คลอรีน	3s2 3p5
โบรมีน	3d10 4s2 4p5
ไอโอดีน	4d10 5s2 5p5
แอสทาทีน	4f14 5d106s2 6p5

โครงสร้างที่คล้ายกันของชั้นนอกของอิเล็กตรอนกำหนดว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของฮาโลเจนนั้นคล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบเหล่านี้ จะสังเกตเห็นความแตกต่างด้วย

คุณสมบัติเป็นระยะในกลุ่มฮาโลเจน

คุณสมบัติทางกายภาพของสารอย่างง่าย ฮาโลเจนจะเปลี่ยนแปลงไปตามจำนวนองค์ประกอบที่เพิ่มขึ้น เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นและชัดเจนยิ่งขึ้น เราขอเสนอตารางหลายตารางให้คุณ

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของกลุ่มเพิ่มขึ้นตามขนาดของโมเลกุลเพิ่มขึ้น (F <Cl

ตารางที่ 1. ฮาโลเจน. คุณสมบัติทางกายภาพ: จุดหลอมเหลวและจุดเดือด

ฮาโลเจน	ละลาย T (˚C)	จุดเดือด (˚C)
ฟลูออรีน	-220	-188
คลอรีน	-101	-35
โบรมีน	-7.2	58.8
ไอโอดีน	114	184
แอสทาทีน	302	337

รัศมีอะตอมเพิ่มขึ้น

ขนาดของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น (F < Cl < Br < I < At) เมื่อจำนวนโปรตอนและนิวตรอนเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มระดับพลังงานมากขึ้นในแต่ละช่วงเวลา ส่งผลให้วงโคจรมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นจึงเพิ่มรัศมีของอะตอม

ตารางที่ 2ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: รัศมีอะตอม

ฮาโลเจน	รัศมีโควาเลนต์ (บ่ายโมง)	Ionic (X-) รัศมี (หลังเที่ยง)
ฟลูออรีน	71	133
คลอรีน	99	181
โบรมีน	114	196
ไอโอดีน	133	220
แอสทาทีน	150

พลังงานไอออไนเซชันลดลง

ถ้าเวเลนซ์อิเล็กตรอนชั้นนอกไม่อยู่ใกล้นิวเคลียส ก็จะไม่ต้องใช้พลังงานมากในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากนิวเคลียส ดังนั้นพลังงานที่จำเป็นในการผลักอิเล็กตรอนชั้นนอกออกจึงไม่สูงเท่ากับที่ด้านล่างของกลุ่มองค์ประกอบ เนื่องจากมีระดับพลังงานมากกว่า นอกจากนี้ พลังงานไอออไนซ์ที่สูงทำให้องค์ประกอบแสดงคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ จอแสดงผลไอโอดีนและแอสทาทีนแสดงคุณสมบัติของโลหะเนื่องจากพลังงานไอออไนเซชันลดลง (ที่ < I < Br < Cl < F)

ตารางที่ 3 ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: พลังงานไอออไนเซชัน

ฮาโลเจน	พลังงานไอออไนเซชัน (kJ/mol)
ฟลูออรีน	1681
คลอรีน	1251
โบรมีน	1140
ไอโอดีน	1008
แอสทาทีน	890±40

อิเล็กโทรเนกาติวิตีลดลง

จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมจะเพิ่มขึ้นตามระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้นในระดับที่ต่ำลงเรื่อยๆ อิเล็กตรอนจะค่อยๆ ห่างออกไปจากนิวเคลียส ดังนั้นนิวเคลียสและอิเล็กตรอนจึงไม่ถูกดึงดูดเข้าหากัน มีการสังเกตการเพิ่มขึ้นของการป้องกัน ดังนั้นอิเล็กโตรเนกาติวีตี้จึงลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (ที่ < I < Br < Cl < F)

ตารางที่ 4. ฮาโลเจน คุณสมบัติทางกายภาพ: อิเล็กโทรเนกาติวิตี

ฮาโลเจน	อิเล็กโทรเนกาติวิตี
ฟลูออรีน	4.0
คลอรีน	3.0
โบรมีน	2.8
ไอโอดีน	2.5
แอสทาทีน	2.2

ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนลดลง

เมื่อขนาดของอะตอมเพิ่มขึ้นตามระยะเวลา ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนมีแนวโน้มลดลง (B < I < Br < F < Cl) ข้อยกเว้นคือฟลูออรีนซึ่งมีความสัมพันธ์กันน้อยกว่าคลอรีน นี้สามารถอธิบายได้ด้วยขนาดที่เล็กกว่าของฟลูออรีนเมื่อเทียบกับคลอรีน

ตารางที่ 5. ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของฮาโลเจน

ฮาโลเจน	ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน (kJ/mol)
ฟลูออรีน	-328.0
คลอรีน	-349.0
โบรมีน	-324.6
ไอโอดีน	-295.2
แอสทาทีน	-270.1

ปฏิกิริยาขององค์ประกอบลดลง

ปฏิกิริยาของฮาโลเจนลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น (ที่ <I

เคมีอนินทรีย์. ไฮโดรเจน + ฮาโลเจน

เฮไลด์เกิดขึ้นเมื่อฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นที่มีอิเลคโตรเนกาติตีน้อยกว่าเพื่อสร้างสารประกอบไบนารี ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ HX:

• ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ HF;
• ไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl;
• ไฮโดรเจนโบรไมด์ HBr;
• ไฮโดรไอโอดีนไฮ.

ไฮโดรเจนเฮไลด์ละลายในน้ำได้ง่ายเพื่อสร้างกรดไฮโดรฮาลิก (ไฮโดรฟลูออริก ไฮโดรคลอริก ไฮโดรโบรมิก ไฮโดรไอโอดิก) คุณสมบัติของกรดเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง

กรดเกิดจากปฏิกิริยาต่อไปนี้: HX (aq) + H₂O (l) → Х^- (aq) + H ₃O⁺ (aq).

ไฮโดรเจนเฮไลด์ทั้งหมดก่อตัวเป็นกรดแก่ ยกเว้น HF

ความเป็นกรดของกรดไฮโดรฮาลิกเพิ่มขึ้น: HF <HCl <HBr <HI.

กรดไฮโดรฟลูออริกสามารถแกะสลักแก้วและฟลูออไรด์อนินทรีย์บางชนิดได้เป็นเวลานาน

อาจดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณว่า HF เป็นกรดไฮโดรฮาลิกที่อ่อนแอที่สุดเนื่องจากฟลูออรีนมีค่าสูงสุดอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ อย่างไรก็ตาม พันธะ H-F นั้นแรงมาก ส่งผลให้เกิดกรดอ่อนมาก พันธะที่แข็งแกร่งถูกกำหนดโดยความยาวพันธะสั้นและพลังงานการแยกตัวสูง ในบรรดาไฮโดรเจนเฮไลด์ทั้งหมด HF มีความยาวพันธะที่สั้นที่สุดและมีพลังงานการแตกตัวของพันธะที่ใหญ่ที่สุด

ฮาโลเจนออกโซแอซิด

ฮาโลเจนออกโซแอซิดเป็นกรดที่มีอะตอมของไฮโดรเจน ออกซิเจน และฮาโลเจน สามารถกำหนดความเป็นกรดได้โดยใช้การวิเคราะห์โครงสร้าง ฮาโลเจน oxoacids แสดงอยู่ด้านล่าง:

• กรดไฮโปคลอรัส HOCl.
• กรดคลอริก HClO₂.
• กรดคลอริก HClO₃.
• กรดเปอร์คลอริก HClO₄.
• กรดไฮโปคลอรัส HOBr.
• กรดโบรโมมิก HBrO₃.
• กรดโบรโมอิก HBrO₄.
• กรดไฮโอดิก HOI.
• กรดไอโอโดนิก HIO₃.
• กรดเมไทโอดิก HIO4, H5IO6.

ในแต่ละกรดเหล่านี้ โปรตอนถูกพันธะกับอะตอมออกซิเจน ดังนั้นการเปรียบเทียบความยาวพันธะโปรตอนจึงไม่มีประโยชน์ที่นี่ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้มีบทบาทสำคัญที่นี่ กิจกรรมของกรดจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนอะตอมของออกซิเจนที่จับกับอะตอมกลาง

ลักษณะที่ปรากฏและสถานะของสสาร

คุณสมบัติทางกายภาพหลักของฮาโลเจนสามารถสรุปได้ในตารางต่อไปนี้

สถานะของสสาร (ที่อุณหภูมิห้อง)	ฮาโลเจน	ลักษณะที่ปรากฏ
ยาก	ไอโอดีน	สีม่วง
	แอสทาทีน	ดำ
ของเหลว	โบรมีน	น้ำตาลแดง
แก๊ส	ฟลูออรีน	สีแทนซีด
	คลอรีน	เขียวซีด

คำอธิบายลักษณะที่ปรากฏ

สีของฮาโลเจนเป็นผลมาจากการดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้ด้วยโมเลกุลซึ่งทำให้เกิดการกระตุ้นของอิเล็กตรอน ฟลูออรีนดูดซับแสงสีม่วงจึงปรากฏเป็นสีเหลืองอ่อน ในทางกลับกัน ไอโอดีนดูดซับแสงสีเหลืองและปรากฏเป็นสีม่วง (สีเหลืองและสีม่วงเป็นสีเสริม) สีของฮาโลเจนจะเข้มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

ในภาชนะปิด โบรมีนเหลวและไอโอดีนที่เป็นของแข็งจะอยู่ในสมดุลกับไอระเหย ซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นก๊าซสี

แม้ว่าจะไม่รู้จักสีของแอสทาทีน แต่ก็ถือว่าต้องเข้มกว่าไอโอดีน (เช่น สีดำ) ตามรูปแบบที่สังเกตพบ

ตอนนี้ ถ้าคุณถูกถาม: "แสดงคุณสมบัติทางกายภาพของฮาโลเจน" คุณจะต้องมีอะไรจะพูด

สถานะออกซิเดชันของฮาโลเจนในสารประกอบ

มักใช้สถานะออกซิเดชันแทน "วาเลนซีฮาโลเจน" ตามกฎแล้วสถานะออกซิเดชันคือ -1 แต่ถ้าฮาโลเจนถูกผูกมัดกับออกซิเจนหรือฮาโลเจนอื่น ก็สามารถรับสภาพอื่นๆ ได้:CO ออกซิเจน -2 มีลำดับความสำคัญ ในกรณีของสองอะตอมของฮาโลเจนที่ต่างกันถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน อะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะมีชัยและรับ CO -1

ตัวอย่างเช่น ในไอโอดีนคลอไรด์ (ICl) คลอรีนมี CO -1 และไอโอดีน +1 คลอรีนมีอิเล็กโตรเนกาทีฟมากกว่าไอโอดีน ดังนั้น CO ของมันคือ -1.

ในกรดโบรมิก (HBrO₄) ออกซิเจนมี CO -8 (-2 x 4 อะตอม=-8) ไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันโดยรวมเท่ากับ +1 การเพิ่มค่าเหล่านี้ให้ CO -7 เนื่องจาก CO สุดท้ายของสารประกอบต้องเป็นศูนย์ ดังนั้น CO ของโบรมีนคือ +7

ข้อยกเว้นที่สามของกฎคือสถานะออกซิเดชันของฮาโลเจนในรูปแบบธาตุ (X₂) โดยที่ CO เป็นศูนย์

ฮาโลเจน	CO ในสารประกอบ
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

ทำไม SD ของฟลูออรีนจึงเป็น -1 เสมอ

อิเล็กโทรเนกาติวิตีเพิ่มขึ้นตามระยะเวลา ดังนั้นฟลูออรีนจึงมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ดังที่เห็นได้จากตำแหน่งของมันในตารางธาตุ การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์คือ 1s² 2s² 2p⁵ ถ้าฟลูออรีนได้รับอิเลคตรอนเพิ่มขึ้น 1 ตัว p-orbitals ด้านนอกสุดจะถูกเติมจนเต็มและประกอบเป็น octet เต็ม เพราะฟลูออรีนมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงสามารถดึงอิเล็กตรอนจากอะตอมข้างเคียงได้อย่างง่ายดาย ฟลูออรีนในกรณีนี้เป็นไอโซอิเล็กทรอนิกส์ต่อก๊าซเฉื่อย (มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนแปดตัว) ออร์บิทัลด้านนอกทั้งหมดจะถูกเติม ในสถานะนี้ ฟลูออรีนจะเสถียรกว่ามาก

การผลิตและการใช้ฮาโลเจน

โดยธรรมชาติแล้ว ฮาโลเจนจะอยู่ในสถานะของแอนไอออน ดังนั้นฮาโลเจนอิสระจะได้มาจากการออกซิเดชันโดยอิเล็กโทรลิซิสหรือด้วยความช่วยเหลือของตัวออกซิไดซ์ ตัวอย่างเช่น คลอรีนเกิดจากการไฮโดรไลซิสของสารละลายเกลือ การใช้ฮาโลเจนและสารประกอบมีความหลากหลาย

• ฟลูออรีน แม้ว่าฟลูออรีนจะมีปฏิกิริยาสูง แต่ก็ถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมหลายประเภท ตัวอย่างเช่น เป็นส่วนประกอบสำคัญของพอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน (เทฟลอน) และฟลูออโรโพลิเมอร์อื่นๆ คลอโรฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารเคมีอินทรีย์ที่เคยใช้เป็นสารทำความเย็นและสารขับดันในละอองลอย การใช้งานหยุดลงเนื่องจากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อม พวกมันถูกแทนที่ด้วยไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน ฟลูออไรด์ถูกเติมลงในยาสีฟัน (SnF₂) และน้ำดื่ม (NaF) เพื่อป้องกันฟันผุ ฮาโลเจนนี้พบได้ในดินเหนียวที่ใช้ทำเซรามิกบางชนิด (LiF) ที่ใช้ในพลังงานนิวเคลียร์ (UF₆) เพื่อผลิตยาปฏิชีวนะฟลูออโรควิโนโลน อะลูมิเนียม (Na ₃ AlF₆) สำหรับฉนวนไฟฟ้าแรงสูง (SF₆).
• คลอรีนยังพบประโยชน์ใช้สอยที่หลากหลาย ใช้สำหรับฆ่าเชื้อน้ำดื่มและสระว่ายน้ำ โซเดียมไฮโปคลอไรท์ (NaClO)เป็นส่วนประกอบหลักของสารฟอกขาว กรดไฮโดรคลอริกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการ คลอรีนมีอยู่ในโพลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) และพอลิเมอร์อื่นๆ ที่ใช้เพื่อป้องกันสายไฟ ท่อ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ คลอรีนได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในอุตสาหกรรมยา ยาที่มีคลอรีนใช้รักษาอาการติดเชื้อ ภูมิแพ้ และเบาหวาน ไฮโดรคลอไรด์ในรูปแบบที่เป็นกลางเป็นส่วนประกอบของยาหลายชนิด คลอรีนยังใช้ในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ของโรงพยาบาลและฆ่าเชื้อ ในการเกษตร คลอรีนเป็นส่วนผสมในยาฆ่าแมลงเชิงพาณิชย์หลายชนิด: DDT (ไดคลอโรไดฟีนิลไตรคลอโรอีเทน) ใช้เป็นยาฆ่าแมลงทางการเกษตร แต่เลิกใช้แล้ว

• โบรมีนเนื่องจากไม่ติดไฟ ถูกใช้เพื่อระงับการเผาไหม้ นอกจากนี้ยังพบในเมทิลโบรไมด์ ซึ่งเป็นยาฆ่าแมลงที่ใช้รักษาพืชผลและยับยั้งแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม การใช้เมทิลโบรไมด์ที่มากเกินไปได้ถูกยกเลิกเนื่องจากผลกระทบต่อชั้นโอโซน โบรมีนใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซิน ฟิล์มถ่ายภาพ เครื่องดับเพลิง ยารักษาโรคปอดบวมและโรคอัลไซเมอร์
• ไอโอดีนมีบทบาทสำคัญในการทำงานที่เหมาะสมของต่อมไทรอยด์ หากร่างกายได้รับไอโอดีนไม่เพียงพอ ต่อมไทรอยด์ก็จะขยายใหญ่ขึ้น เพื่อป้องกันโรคคอพอก ฮาโลเจนนี้จะถูกเติมลงในเกลือแกง ไอโอดีนยังใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ พบไอโอดีนในสารละลายที่ใช้สำหรับทำความสะอาดแผลเปิดตลอดจนในสเปรย์ฆ่าเชื้อ นอกจากนี้ ซิลเวอร์ไอโอไดด์เป็นสิ่งจำเป็นในการถ่ายภาพ
• แอสทาทีนเป็นฮาโลเจนที่เป็นกัมมันตภาพรังสีและหายาก ดังนั้นจึงยังไม่ได้ใช้งานที่ไหนเลย อย่างไรก็ตาม เชื่อกันว่าองค์ประกอบนี้อาจช่วยไอโอดีนในการควบคุมฮอร์โมนไทรอยด์ได้