8.7: Галогены

Элементы группы 17, известные как галогены, не являются металлами. При комнатной температуре фтор и хлор являются газами, бром — жидкостью, а йод — твёрдым. Астатин является крайне нестабильным радиоактивным элементом, поэтому в настоящее время большая часть его свойств неизвестна из-за короткого полураспада. Теннессин также является синтетическим элементом, который, по прогнозам, будет находиться в этой группе.  

Галогены встречаются не в виде отдельных атомов, а в виде двухатомных молекул. Атомный радиус увеличивается от фтора к йоду. Электронная конфигурация валентной оболочки галогенов составляет ns²np ⁵ , и они имеют тенденцию принимать электрон для получения конфигурации с благородным газом. & nbsp; Различные свойства галогенов перечислены в таблице 1.

Таблица 1: Свойства галогена.

Сродство к электронам у галогенов имеют большие отрицательные значения; таким образом, галогенами являются мощные окислители. Фтор является самым мощным окислителем группы с самым отрицательным сродством электронов. Галогены реагируют с металлами с получением электрона, и производят соответствующий галогенид металла. Например, хлор вступает в реакцию с железом, чтобы дать ему хлорид железа и натрий, чтобы дать хлорид натрия. Галогеновые микроорганизмы реагируют с водородом на образование галогенидов водорода, которые растворяются в воде для получения гидрогалогенных кислот. Гидрофтористовая кислота является самой слабой галокислотой. Фтор активно реагирует с водой. Реакция очень экзотермическая и вырабатывает кислород. Реакция хлора менее энергичная с водой. При этой реакции образуется гипохлородная кислота, которая является сильным окислителем.

Галогены реагируют друг с другом с образованием межгалогенных соединений, многие из которых являются бинарными соединениями. Общая молекулярная формула межгалогенных соединений - AB _n , где A - галоген с более высоким атомным номером и нечетное число. Немногочисленными примерами межгалогенных соединений являются ICl, IBr, BrF, BrCl, ClF. Галогены реагируют с углеродом с образованием коммерчески важных соединений. & nbsp; Например, этилен реагирует с фтором с образованием перфторэтилена.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 6.5: Периодические изменения свойств элемента.

Галогены это группа из пяти неметаллических элементов фтора, хлора, брома, йода и астата принадлежащих к 17-й группе. Элементарные галогены существуют в виде двухатомных молекул. При комнатной температуре фтор и хлор являются газами, бром жидкостью, а йод твердым веществом.

Меньше известно о свойствах пятого элемента, астата, который является редким и высокорадиоактивным твердым веществом. Физические свойства галогенов, такие как цвет элемента, меняются при движении вниз по группе. Атомные радиусы увеличиваются с увеличением атомного номера, а температура плавления и кипения показывает тенденцию к увеличению от фтора к йоду.

Напротив, периодические свойства, такие как электроотрицательность, реакционная способность и сродство к электрону, снижаются в группе. Электронные конфигурации галогенов указывают на то, что они имеют семь валентных электронов и одного электрона не хватает до ближайших конфигураций благородного газа. Таким образом, галогены обладают высокой электроотрицательностью с сильной тенденцией к получению одного дополнительного электрона для завершения своего октета, что делает их высокоактивными и мощными окислителями по сравнению с другими группами.

Фтор самый сильный окислитель среди галогенов, а йод самый слабый. Галогены также проявляют резко отрицательное сродство к электрону, которое представляет собой изменение энергии, когда электрон захватывается нейтральным атомом. Оно выражается в килоджоулях на моль, а отрицательное значение указывает на экзотермический характер реакции.

Галогены реагируют с большинством металлов с образованием галогенидов металлов. Например, хлор и натрий реагируют с образованием хлорида натрия, который является ионным соединением. Галогены реагируют с водородом с образованием полярных ковалентных соединений, называемых галогенидами водорода, которые часто растворяются в воде с образованием галогеноводородных кислот.

Галогены также реагируют с водой. Реакция фтора с водой сильно экзотермична, с образованием фтороводорода сильной кислоты и кислорода. Однако хлор реагирует медленнее, образуя соляную кислоту и хлорноватистую кислоту сильные окислители.

Кроме того, галогены могут реагировать друг с другом с образованием бинарных ковалентных соединений, называемые межгалогенными соединениями. Например, бром реагирует с фтором, образуя трифторид брома.