Halogenai yra tariami nemetalai. Tai yra fluoras, astatinas, jodas, bromas, chloras ir dirbtinis elementas, vadinamas ununseptium (tenesinu). Šios medžiagos atlieka daugybę cheminių funkcijų ir apie jas verta pakalbėti plačiau.
Didelis oksidacinis aktyvumas
Tai pirmoji paminėta ypatybė. Visi halogenai pasižymi dideliu oksidaciniu aktyvumu, tačiau fluoras yra aktyviausias. Toliau nusileidžia: chloras, bromas, jodas, astatinas, ununseptiumas. Tačiau fluoras reaguoja su visais be išimties metalais. Be to, dauguma jų, būdami šio elemento atmosferoje, savaime užsidega, o šį procesą lydi didelis šilumos išsiskyrimas.
Jei fluoras nekaitinamas, tokiu atveju jis reaguos su daugeliu nemetalinių medžiagų. Pavyzdžiui, su siera, anglimi, siliciu, fosforu. Gaunamos reakcijoslabai egzoterminis ir gali įvykti sprogimas.
Taip pat verta paminėti, kad fluoras kaitinant oksiduoja visus kitus halogenus. Schema yra tokia: Hal2 + F2=2Pusė. O čia Hal yra chloras, bromas ir jodas. Be to, tokiuose junginiuose jų oksidacijos laipsnis yra +1.
Ir dar viena cheminė halogeno-fluoro savybė yra jo reakcija su sunkiosiomis inertinėmis dujomis, veikiant švitimui. Jie taip pat vadinami kilniais. Šios dujos apima helią, neoną, argoną, kriptoną, ksenoną, radoną ir neseniai atrastą oganessoną.
Sąveika su sudėtingomis medžiagomis
Tai dar viena cheminė halogenų savybė. Sudėtingos medžiagos, kaip žinoma, apima junginius, sudarytus iš dviejų ar daugiau elementų. Tas pats fluoras tokiose reakcijose pasireiškia labai energingai. Juos lydi sprogimas. Bet, pavyzdžiui, jo reakcija su vandeniu atrodo formulės pavidalu: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
Chloras taip pat yra reaktyvus, nors jo aktyvumas yra mažesnis nei fluoro. Tačiau jis reaguoja su visomis paprastomis medžiagomis, išskyrus tauriąsias dujas, azotą ir deguonį. Štai vienas pavyzdys: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
Tačiau ypač įdomi chloro reakcija su vandeniliu. Jei nėra tinkamo apšvietimo ir temperatūros, tada tarp jų nieko neįvyksta. Bet jei padidinsite ryškumą ir pašildysite juos, įvyks sprogimas, be to, grandinės mechanizmas. Reakcija vyksta veikiant fotonams, elektromagnetinės spinduliuotės kvantams, kuriedisocijuoja Cl2 molekules į atomus. Toliau vyksta visa reakcijų grandinė ir kiekvienoje iš jų gaunama dalelė, kuri inicijuoja kito etapo pradžią.
Bromas
Kaip matote, daugiausia kalbama apie fluorą ir šiek tiek mažiau apie chlorą. Taip yra todėl, kad halogenų cheminės savybės nuolat mažėja nuo fluoro iki astatino.
Bromas yra savotiškas jų serijos vidurys. Jis geriau tirpsta vandenyje nei kiti halogenai. Gautas tirpalas žinomas kaip bromo vanduo – galinga medžiaga, galinti oksiduoti nikelį, geležį, chromą, kob altą ir manganą.
Jei kalbėsime apie chemines halogeno savybes, verta paminėti, kad pagal aktyvumą jis užima tarpinę vietą tarp liūdnai pagarsėjusio chloro ir jodo. Beje, reaguodamas su jodido tirpalais išsiskiria laisvasis jodas. Tai atrodo taip: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
Be to, bromas gali reaguoti su nemetalais (teliu ir selenu), o skystoje būsenoje sąveikauja su auksu, todėl susidaro tribromidas AuBr3. Jis taip pat gali sujungti organines molekules trigubu ryšiu. Kaitinamas esant katalizatoriui, jis gali reaguoti su benzenu, sudarydamas brombenzeną C6H5Br, kuris vadinamas pakeitimo reakcija.
Jodas
Kita aktyviausia halogenų cheminė savybė lentelėje yra jodas. Jo ypatumas yra tas, kad jis sudaro daugybę skirtingų rūgščių. Tai apima:
- Jodas. Bespalvis aštraus kvapo skystis. Stipri rūgštis, kuri yra galinga reduktorius.
- Jodas. Nestabilus, gali būti tik labai praskiestuose tirpaluose.
- Jodas. Savybės yra tokios pačios kaip ir ankstesnės. Sudaro jodito druskas.
- Jodas. Kristalinė bespalvė medžiaga su stikliniu blizgesiu. Tirpus vandenyje, linkęs polimerizuotis. Turi oksiduojančių savybių.
- Jodas. Higroskopinė kristalinė medžiaga. Naudojamas analitinėje chemijoje kaip oksidatorius.
Bendrosios cheminės halogeno jodo savybės apima didelį aktyvumą. Nors jis yra mažesnis nei chloro su bromu, o juo labiau nepalyginamas su fluoru. Garsiausia reakcija yra jodo sąveika su krakmolu, dėl kurio pastarasis įgauna mėlyną spalvą.
Astatinas
Taip pat verta pasakyti keletą žodžių apie tai, tęsiant diskusiją apie bendrąsias halogenų charakteristikas. Astatino fizinės ir cheminės savybės yra artimos garsiojo jodo ir polonio (radioaktyvaus elemento) savybėms. Štai jo trumpas aprašymas:
- Sukuria netirpią AgAt druską, kaip ir visi halogenai.
- Gali būti oksiduotas iki At, kaip jodas.
- Sudaro junginius su metalais, kurių oksidacijos būsena yra -1. Tačiau kaip ir visi halogenai.
- Reaguoja su jodu ir bromu, sudarydamas tarphalogeninius junginius. Astatino jodidas ir bromidas, tiksliau (AtI ir AtBr).
- Tirpsta azote ir druskos rūgštyjerūgštys.
- Jei veikiate jį vandeniliu, susidaro dujinis vandenilio astatidas – nestabili dujinė rūgštis.
- Kaip ir visi halogenai, metano molekulėje jis gali pakeisti vandenilį.
- Turi būdingą alfa spinduliuotę. Pagal jo buvimą nustatomas astatino buvimas.
Beje, į žmogaus organizmą įvedus astatino tirpalo pavidalu, gydoma skydliaukė. Radioterapijoje šis elementas aktyviai naudojamas.
Tenesin
Ir jis turi atkreipti dėmesį, nes kalbame apie chemines halogenų savybes. Žinomų junginių su tenesinu nėra labai daug, nes iki šiol tikslios jo charakteristikos tebėra diskusijų objektas, nes į lentelę jis buvo įtrauktas tik 2014 m.
Greičiausiai tai pusiau metalas. Jis beveik nerodo oksidacinės galios, todėl yra silpniausias iš halogenų, nes jo elektronai yra per toli nuo branduolio. Tačiau labai tikėtina, kad tenesinas bus halogenas, kurio redukcinė savybė bus didesnė už oksiduojančią.
Eksperimentiškai atlikta reakcija su vandeniliu. TsH yra paprasčiausias ryšys. Gautas tenesino vandenilis tęsia daugumą vandenilio halogenidų tendencijų.
Fizikinės savybės
Jas reikėtų trumpai paminėti. Taigi:
- Fluoras yra nuodingos šviesiai geltonos aštraus kvapo dujos.
- Chloras yra šviesiai žalios dujos. Jis taip pat turi stiprų kvapą ir yra nuodingesnis nei fluoras.
- Bromas yra raudonai rudas sunkus skystis. Jogarai yra labai toksiški.
- Jodas yra tamsiai pilka kieta medžiaga su metaliniu blizgesiu.
- Astatinas yra melsvai juoda kieta medžiaga. Atrodo kaip jodas.
Halogenų gavimas
Tai paskutinis dalykas. Halogenų cheminės savybės ir gamyba yra tiesiogiai susijusios. Pirmasis sąlygoja antrąjį. Štai keletas būdų, kaip gauti šių medžiagų:
- Per elektrolizę lydalams arba halogenidų tirpalams – jų junginiams su kitais elementais arba radikalais.
- Dėl jų kietųjų druskų ir koncentruotos sieros rūgšties sąveikos. Bet tai taikoma tik HF ir HCl.
- HBr ir HI galima gauti hidrolizuojant fosforo halogenidus.
- Halogenidinių rūgščių oksidacija.
- HClO gaunamas hidrolizės būdu vandeniniuose chloro tirpaluose.
- HOBr susidaro sąveikaujant vandeniui ir halogenui.
Tačiau apskritai yra daug daugiau būdų gauti, tai tik pavyzdžiai. Juk halogenai plačiai naudojami pramonėje. Fluoras naudojamas lubrikantams gaminti, chloras – balinimui ir dezinfekcijai, bromas – medicinoje ir fotografinių medžiagų gamyboje, o apie jodą net neverta kalbėti.
