Alogeni

Gli alogeni sono un gruppo di cinque elementi non metallici fluoro, cloro, bromo, iodio e astato appartenenti al Gruppo 17. Gli alogeni elementari esistono come molecole biatomiche. A temperatura ambiente, il fluoro e il cloro sono gas, il bromo è un liquido e lo iodio è un solido.

Si sa molto meno circa le proprietà del quinto elemento, l'astato, che è un solido raro e altamente radioattivo. Le proprietà fisiche degli alogeni, come il colore elementare, variano spostandosi lungo il gruppo. I raggi atomici aumentano con l'aumentare del numero atomico, e il punto di fusione e il punto di ebollizione mostrano una tendenza al rialzo dal fluoro allo iodio.

Al contrario, proprietà come l'elettronegatività, la reattività e l'affinità degli elettroni diminuiscono nel gruppo. Le configurazioni degli elettroni per gli alogeni indicano che hanno sette elettroni di valenza e che possiedono un elettrone in meno per raggiungere le configurazioni dei gas nobili più vicini. Pertanto, gli alogeni mostrano elevate elettronegatività, con una forte tendenza a guadagnare un elettrone aggiuntivo per completare il loro ottetto, rendendoli agenti ossidanti altamente reattivi e potenti rispetto ad altri gruppi.

Il fluoro è l'agente ossidante più potente fra gli alogeni e lo iodio il meno potente. Gli alogeni mostrano affinità per gli elettroni altamente negative, dimostrate dal cambiamento di energia di un elettrone quando viene acquisito da un atomo neutro. È espresso in kilojoule per mole, e il valore negativo indica la natura esotermica della reazione.

Gli alogeni reagiscono con la maggior parte dei metalli per produrre alogenuri metallici. Per esempio, il cloro e il sodio reagiscono per produrre cloruro di sodio, che è un composto ionico. Gli alogeni reagiscono con l'idrogeno per formare composti covalenti polari detti alogenuri di idrogeno, che spesso si dissolvono in acqua per formare acidi idroalici.

Gli alogeni reagiscono anche con l'acqua. La reazione del fluoro con l'acqua è altamente esotermica, producendo acido fluoridrico, un acido forte, e ossigeno. Il cloro, tuttavia, reagisce più lentamente, producendo acido cloridrico e acido ipocloroso, un forte agente ossidante.

Inoltre, gli alogeni possono reagire tra loro, producendo composti binari e covalenti detti composti interalogeni. Per esempio, il bromo reagisce gione visibile. Lo spettro di emissione di ogni elemento è unico e utilizzato per identificare qualitativamente l'elemento.