8.7: הלוגנים

הלוגנים הם קבוצה של חמישה יסודות לא מתכתיים:פלואור, כלור, ברום, יוד ואסטטין, השייכים לקבוצה 17. יסודות הלוגניים קיימים כמולקולות דיאטומיות. בטמפרטורת החדר, פלואור וכלור הם גזים, ברום הוא נוזל ויוד הוא מוצק.

אנחנו יודעים פחות על התכונות של היסוד החמישי, אסטטין, שהוא מוצק נדיר ורדיואקטיבי במיוחד. התכונות הפיזיקליות של הלוגנים, כגון צבע היסוד, משתנים ככל שמתקדמים במורד הקבוצה. הרדיוס האטומי גדל עם העלייה במספר אטומי ונקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה מציגים מגמת עלייה מפלואור ליוֹד.

לעומת זאת, תכונות של יסודות כמו אלקטרושליליות, פעילות כימית וזיקת אלקטרונים פוחתים בהמשך הקבוצה. תצורות אלקטרונים של הלוגנים מעידות על כך שיש להם שבעה אלקטרוני ערכיות וחסר להם אלקטרון אחד בשביל להגיע לתצורות הגז האציל הקרוב אליהן. לכן הלוגנים מפגינים אלקטרושליליות גבוהה עם נטייה חזקה להשיג אלקטרון נוסף כדי להשלים את האוקטט שלהם, מה שהופך אותם מחמצנים פעילים ועוצמתיים ביותר בהשוואה לקבוצות אחרות.

פלואור הוא המחמצן החזק ביותר בין ההלוגנים ויוד הוא החלש ביותר. הלוגנים גם מפגינים זיקות אלקטרונים שליליות ביותר, שהן השינוי באנרגיה כאשר אלקטרון נוסף לאטום ניטרלי. הן מבוטאות ביחידות שלקילוג'ול למול, והערך השלילי מעיד על האופי האקסותרמי של התגובה.

הלוגנים מגיבים עם רוב המתכות והתוצאה היא הלידים מתכתיים. לדוגמה, התגובה של כלור ונתרן מייצרת נתרן כלורי, שהוא סריג יוני. הלוגנים מגיבים עם מימן ויוצרים תרכובות קוולנטיות פולריות הנקראות מימן הלידים, שלעיתים קרובות מתמוססות במים ויוצרות חומצות הידרואליות.

הלוגנים מגיבים גם עם מים. התגובה של פלואור עם מים היא אקסותרמית ביותר ומייצרת מימן פלואוריד חומצה חזקה וחמצן. כלור, לעומת זאת, מגיב לאט יותר ומייצר חומצה הידרוכלורית וחומצה היפוכלורית מחמצן חזק.

בנוסף לכך, הלוגנים יכולים להגיב זה עם זה, ולייצר תרכובות קוולנטיות בינאריות הנקראות תרכובות אינטרהלוגן. לדוגמה, ברום מגיב עם פלואור ויוצר טריפלואוריד ברום.