Gli elementi del gruppo 17, noti come alogeni, non sono metalli. A temperatura ambiente, fluoro e cloro sono gas, il bromo è un liquido e lo iodio un solido. L’astatina è un elemento radioattivo altamente instabile, quindi attualmente, la maggior parte delle sue proprietà sono sconosciute a causa della sua breve emi vitale. La tennessina è un elemento sintetico che si prevede sia anche in questo gruppo.
Gli alogeni non si trovano come singoli atomi ma esistono come molecole biatomiche. Il raggio atomico aumenta dal fluoro allo iodio. La configurazione elettronica del guscio di valenza degli alogeni è ns2np5, e hanno la tendenza ad accettare un elettrone per ottenere la configurazione del gas nobile. Le varie proprietà degli alogeni sono elencate nella tabella 1.
Tabella 1: Proprietà degli alogeni.
Elemento | Configurazione elettronica | Raggio atomico (pm) | IE1 (kJ/mol) | EA (kJ/mol) | Densità a 25 °C | Punto di fusione (°C) |
F | [Lui] 2s22p5 | 71 | 1680 | -328 | 1,70 g/L | -219 |
Cl | [Ne] 3s23p5 | 99 | 1250 | -348 | 3,12 g/L | -101 |
Br | [Ar] 4s24p5 | 114 | 1140 | -324 | 3,19 g/cm3 | -7 |
Ho | [Kr] 5s25p5 | 133 | 1010 | -295 | 3,96 g/cm3 | 114 |
Le affinità degli elettroni degli alogeni hanno grandi valori negativi; quindi, gli alogeni sono potenti agenti ossidanti. Il fluoro è l’agente ossidante più potente del gruppo con l’affinità elettronica più negativa. Gli alogeni reagiscono con i metalli per ottenere l’elettrone e produrre alogenuri metallici corrispondenti. Ad esempio, il cloro reagisce con il ferro per dare cloruro di ferro e con sodio per dare cloruro di sodio. Gli alogeni reagiscono con l’idrogeno per formare alogenuri di idrogeno, che si dissolvono in acqua per produrre acidi idroalici. L’acido fluoridrico è l’aloacido più debole. Il fluoro reagisce vigorosamente con l’acqua. La reazione è altamente esotermica e produce ossigeno. La reazione del cloro è meno vigorosa con l’acqua. L’acido ipocloroso prodotto in questa reazione è un forte agente ossidante.
Gli alogeni reagiscono tra loro per formare composti interalogeni, molti dei quali sono composti binari. La formula molecolare generale per i composti interalogeni è ABn, dove A è l’alogeno con numero atomico più alto ed è un numero dispari. Pochi esempi di composti interalogeni sono ICl, IBr, BrF, BrCl, ClF. Gli alogeni reagiscono con il carbonio per formare composti commercialmente importanti. Ad esempio, l’etilene reagisce con il fluoro per dare perfluoroetilene.
Questo testo è adattato da Openstax, Chimica 2e, Sezione 6.5: Variazioni periodiche nelle proprietà degli elementi.