8.7: Halógenos

Los elementos del grupo 17, conocidos como halógenos, son no metales. A temperatura ambiente, el flúor y el cloro son gases, el bromo es un líquido y el yodo es un sólido. La astatina es un elemento radiactivo altamente inestable, por lo que actualmente, la mayoría de sus propiedades son desconocidas debido a su corta vida media. El teneso es un elemento sintético que también se predijo que está en este grupo. 

Los halógenos no se encuentran como átomos únicos, sino que existen como moléculas diatómicas. El radio atómico aumenta de flúor a yodo. La configuración electrónica de la capa de valencia de los halógenos es ns²np⁵, y tienen una tendencia a aceptar un electrón para lograr la configuración de gases nobles.  Las diversas propiedades de los halógenos se enumeran en el cuadro 1.

Tabla 1: Propiedades de los halógenos.

Las afinidades electrónicas de los halógenos tienen grandes valores negativos; por lo tanto, los halógenos son potentes agentes oxidantes. El flúor es el agente oxidante más poderoso del grupo con la afinidad electrónica más negativa. Los halógenos reaccionan con los metales para ganar el electrón y producir el correspondiente haluro metálico. Por ejemplo, el cloro reacciona con el hierro para formar cloruro de hierro y con el sodio para formar cloruro de sodio. Los halógenos reaccionan con hidrógeno para formar haluros de hidrógeno, que se disuelven en agua para producir ácidos hidrácidos. El ácido fluorhídrico es el hidrácido más débil. El flúor reacciona vigorosamente con el agua. La reacción es altamente exotérmica y produce oxígeno. La reacción del cloro es menos vigorosa con el agua. El ácido hipocloroso producido en esta reacción es un agente oxidante potente.

Los halógenos reaccionan entre sí para formar compuestos interhalógenos, muchos de los cuales son compuestos binarios. La fórmula molecular general para compuestos interhalógenos es AB_n, donde A es el halógeno con mayor número atómico y es un número impar. Algunos ejemplos de compuestos interhalógenos son ICl, IBr, BrF, BrCl, ClF. Los halógenos reaccionan con el carbono para formar compuestos de importancia comercial.  Por ejemplo, el etileno reacciona con el flúor para dar perfluoroetileno.

Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 6.5: Variaciones Periódicas en las Propiedades de los Elementos.

Los halógenos son un grupo de cinco elementos no metálicos:flúor, cloro, bromo, yodo y astato, que pertenecen al grupo 17. Los halógenos elementales existen como moléculas diatómicas. A temperatura ambiente, el flúor y el cloro son gases, el bromo es un líquido y el yodo es un sólido.

Se sabe menos sobre las propiedades del quinto elemento, el astato, que es un sólido raro y altamente radiactivo. Las propiedades físicas de los halógenos, como el color elemental, varían en función del grupo. Los radios atómicos aumentan al aumentar el número atómico, y el punto de fusión y el punto de ebullición muestran una tendencia ascendente del flúor al yodo.

En contraste, las propiedades periódicas como electronegatividad, reactividad y afinidad electrónica disminuyen con en forma descendente por el grupo. Las configuraciones electrónicas de los halógenos indican que tienen siete electrones de valencia y están a un electrón menos de alcanzar sus configuraciones de gas noble más cercanas. Por lo tanto, los halógenos exhiben altas electronegatividades con una fuerte tendencia a ganar un electrón adicional para completar su octeto, lo que los convierte en poderosos agentes oxidantes altamente reactivos en comparación con otros grupos.

El flúor es el agente oxidante más potente entre los halógenos y el yodo el menos oxidante. Los halógenos también exhiben afinidades electrónicas altamente negativas, que es el cambio de energía cuando un átomo neutro adquiere un electrón. Se expresa en kilojulios por mol y el valor negativo indica la naturaleza exotérmica de la reacción.

Los halógenos reaccionan con la mayoría de los metales para producir haluros metálicos. Por ejemplo, el cloro y el sodio reaccionan para producir cloruro de sodio, que es un compuesto iónico. Los halógenos reaccionan con el hidrógeno para formar compuestos covalentes polares llamados haluros de hidrógeno, que a menudo se disuelven en agua para formar ácidos hidrohálicos.

Los halógenos también reaccionan con el agua. La reacción del flúor con el agua es muy exotérmica y produce fluoruro de hidrógeno, un ácido fuerte, y oxígeno. El cloro, sin embargo, reacciona más lentamente, produciendo ácido clorhídrico y ácido hipocloroso, un agente oxidante fuerte.

Además, los halógenos pueden reaccionar entre sí, produciendo compuestos covalentes binarios llamados compuestos interhalogenados. Por ejemplo, el bromo reacciona con el flúor formando trifluoruro de bromo.