Čia skaitytojas ras informacijos apie halogenus, cheminius D. I. Mendelejevo periodinės lentelės elementus. Straipsnio turinys leis susipažinti su jų cheminėmis ir fizinėmis savybėmis, vieta gamtoje, panaudojimo būdais ir kt.
Bendra informacija
Halogenai yra visi D. I. Mendelejevo cheminės lentelės elementai, kurie yra septynioliktoje grupėje. Pagal griežtesnį klasifikavimo metodą, tai visi septintos grupės, pagrindinio pogrupio, elementai.
Halogenai yra elementai, galintys reaguoti su beveik visomis paprastos rūšies medžiagomis, išskyrus tam tikrą nemetalų kiekį. Visi jie yra energiją oksiduojantys agentai, todėl natūraliomis sąlygomis jie paprastai yra mišrios formos su kitomis medžiagomis. Halogenų cheminio aktyvumo rodiklis mažėja didėjant jų serijos numeracijai.
Tokie elementai laikomi halogenais: fluoras, chloras, bromas, jodas, astatinas ir dirbtinai sukurtas tenesinas.
Kaip minėta anksčiau, visi halogenai yra oksidatoriai, turintys ryškių savybių, be to, jie visi yra nemetalai. Išorinis energijos lygis turi septynis elektronus. Sąveika su metalais veda prie joninių ryšių ir druskų susidarymo. Beveik visi halogenai, išskyrus fluorą, gali veikti kaip reduktorius ir pasiekti aukščiausią oksidacijos būseną +7, tačiau tam reikia, kad jie sąveikautų su elementais, kurie turi didelį elektronegatyvumo laipsnį.
Etimologijos ypatybės
1841 m. švedų chemikas J. Berzelius pasiūlė įvesti terminą halogenai, nurodydamas jiems tuo metu žinomus F, Br, I. Tačiau prieš įvedant šį terminą visos tokių elementų grupės atžvilgiu., 1811 m. vokiečių mokslininkas I. Schweiggeris chlorą pavadino tuo pačiu žodžiu, pats terminas iš graikų kalbos buvo išverstas kaip „druska“.
Atominė struktūra ir oksidacijos būsenos
Halogenų išorinio atominio apvalkalo elektronų konfigūracija yra tokia: astatinas - 6s26p5, jodas - 5s 25p5, bromas 4s24p5, chloras – 3s 23p5, fluoras 2s22p5.
Halogenai yra elementai, kurių išorinio tipo elektronų apvalkale yra septyni elektronai, o tai leidžia jiems „lengvai“prijungti elektroną, kurio neužtenka apvalkalui užbaigti. Paprastai oksidacijos būsena yra -1. Cl, Br, I ir At, reaguodami su aukštesnio laipsnio elementais, pradeda rodyti teigiamą oksidacijos būseną: +1, +3, +5, +7. Fluoro nuolatinė oksidacijos būsena yra -1.
Platinimas
Atsižvelgiant į taiLabai reaktyvūs halogenai paprastai randami kaip junginiai. Pasiskirstymo lygis žemės plutoje mažėja atsižvelgiant į atomo spindulio padidėjimą nuo F iki I. Astatinas žemės plutoje matuojamas gramais, o tenesinas sukuriamas dirbtinai.
Halogenai natūraliai randami halogenidų junginiuose, o jodas taip pat gali būti kalio arba natrio jodato pavidalu. Dėl savo tirpumo vandenyje jų yra vandenynų vandenyse ir natūraliai pasitaikančiuose sūrymuose. F yra blogai tirpus halogenų atstovas ir dažniausiai randamas nuosėdinėse uolienose, o pagrindinis jo š altinis yra kalcio fluoridas.
Fizinės kokybės charakteristikos
Halogenai gali labai skirtis vienas nuo kito ir turi šias fizines savybes:
- Fluoras (F2) yra šviesiai geltonos dujos, turinčios aštrų ir dirginantį kvapą ir nesuslėgtos normaliomis temperatūros sąlygomis. Lydymosi temperatūra yra -220 °C, o virimo temperatūra -188 °C.
- Chloras (Cl2) – tai dujos, kurios normalioje temperatūroje net ir esant slėgiui nesusispaudžia, turi dusinantį, aštrų kvapą ir žalsvai geltoną spalvą. Jis pradeda tirpti esant -101 °С, o virti -34 °С.
- Bromas (Br2) yra lakus ir sunkus skystis, turintis rudą spalvą ir aštrų, nemalonų kvapą. Lydoma -7°C temperatūroje ir verda 58°C temperatūroje.
- Jodas (I2) – ši kieto tipo medžiaga yra tamsiai pilkos spalvos, metalo blizgesio, kvapas gana aštrus. Lydymosi procesas prasidedapasiekia 113,5 °С ir verda 184,885 °С.
- Retas halogenas yra astatinas (At2), kuris yra kietas ir turi juodai mėlyną spalvą su metaliniu blizgesiu. Lydymosi temperatūra atitinka 244 °C, o virimas prasideda pasiekus 309 °C.
Cheminė halogenų prigimtis
Halogenai yra elementai, turintys labai didelį oksidacinį aktyvumą, kuris susilpnėja kryptimi nuo F iki At. Fluoras, būdamas aktyviausias halogenų atstovas, gali reaguoti su visų tipų metalais, neišskiriant nė vieno žinomo. Dauguma metalų atstovų, patekę į fluoro atmosferą, savaime užsidega, išskirdami didelius šilumos kiekius.
Nepaveikus fluoro karščiui, jis gali reaguoti su daugybe nemetalų, tokių kaip H2, C, P, S, Si. Reakcijos šiuo atveju yra egzoterminės ir gali būti kartu su sprogimu. Kaitinamas F priverčia likusius halogenus oksiduotis, o veikiamas spinduliuotės šis elementas gali visiškai reaguoti su sunkiomis inertiško pobūdžio dujomis.
Sąveikaujant su sudėtingo tipo medžiagomis, fluoras sukelia didelės energijos reakcijas, pavyzdžiui, oksiduodamas vandenį, jis gali sukelti sprogimą.
Chloras taip pat gali būti reaktyvus, ypač laisvoje būsenoje. Jo aktyvumo lygis yra mažesnis nei fluoro, tačiau jis gali reaguoti beveik su visomis paprastomis medžiagomis, tačiau azotas, deguonis ir inertinės dujos su juo nereaguoja. Sąveikaujant su vandeniliu, kaitinant arba esant geram apšvietimui, chloras sukelia smarkią reakciją, kurią lydi sprogimas.
Be papildomų ir pakeitimo reakcijų, Cl gali reaguoti su daugybe sudėtingo tipo medžiagų. Gali išstumti Br ir I dėl kaitinimo iš jų sukurtų junginių su metalu arba vandeniliu, taip pat gali reaguoti su šarminėmis medžiagomis.
Bromas yra chemiškai mažiau aktyvus nei chloras ar fluoras, bet vis tiek atrodo labai ryškiai. Taip yra dėl to, kad bromas Br dažniausiai naudojamas kaip skystis, nes tokioje būsenoje pradinis koncentracijos laipsnis kitomis identiškomis sąlygomis yra didesnis nei Cl. Plačiai naudojamas chemijoje, ypač organinėje. Gali ištirpti H2O ir iš dalies su juo reaguoti.
Halogeninis elementas jodas sudaro paprastą medžiagą I2 ir gali reaguoti su H2O, tirpsta jodido tirpaluose, susidaro kompleksiniai anijonai. Aš skiriuosi nuo daugumos halogenų tuo, kad jis nereaguoja su dauguma nemetalų atstovų ir lėtai reaguoja su metalais, tuo tarpu jis turi būti šildomas. Jis reaguoja su vandeniliu tik stipriai kaitinamas, o reakcija yra endoterminė.
Retas halogeninis astatinas (At) yra mažiau reaktyvus nei jodas, bet gali reaguoti su metalais. Disociacijos metu susidaro ir anijonai, ir katijonai.
Programos
Halogeninius junginius žmonės plačiai naudoja įvairiose srityse. natūralus kriolitas(Na3AlF6) naudojamas Al gauti. Bromas ir jodas dažnai naudojami kaip paprastos medžiagos farmacijos ir chemijos įmonėse. Halogenai dažnai naudojami mašinų dalių gamyboje. Priekiniai žibintai yra vienas iš tų dalykų. Labai svarbu pasirinkti tinkamą medžiagą šiam automobilio komponentui, nes žibintai apšviečia kelią naktį ir yra būdas aptikti tiek jus, tiek kitus vairuotojus. Ksenonas laikomas viena geriausių kompozicinių medžiagų priekiniams žibintams kurti. Tačiau halogeno kokybė nėra daug prastesnė už šias inertines dujas.
Geras halogenas yra fluoras, plačiai naudojamas dantų pastoje. Tai padeda išvengti dantų ligų – karieso.
Halogeninis elementas, pvz., chloras (Cl), naudojamas HCl gamyboje, dažnai naudojamas organinių medžiagų, pvz., plastikų, gumos, sintetinių pluoštų, dažiklių, tirpiklių ir kt., sintezei. Taip pat junginiai chloras naudojamas kaip skalbinių, medvilnės, popieriaus baliklis ir kaip bakterijas naikinanti medžiaga geriamajame vandenyje.
Dėmesio! Toksiška
Dėl labai didelio reaktyvumo halogenai teisėtai vadinami nuodingais. Gebėjimas įsitraukti į reakcijas yra ryškiausias fluore. Halogenai pasižymi ryškiomis dusinančiomis savybėmis ir sąveikaudami gali pažeisti audinius.
Fluoras garuose ir aerozoliuose laikomas vienu potencialiausiųpavojingos halogenų formos, kurios kenkia aplinkinėms gyvoms būtybėms. Taip yra dėl to, kad jis prastai suvokiamas uosle ir jaučiamas tik pasiekus didelę koncentraciją.
Apibendrinant
Kaip matome, halogenai yra labai svarbi Mendelejevo periodinės lentelės dalis, jie turi daug savybių, skiriasi fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, atomų struktūra, oksidacijos būsena ir gebėjimu reaguoti su metalais ir nemetalais. Pramonėje jie naudojami įvairiais būdais – nuo priedų asmens priežiūros gaminiuose iki organinių cheminių medžiagų ar baliklių sintezės. Nors ksenonas yra vienas geriausių būdų išlaikyti ir sukurti šviesą automobilio priekiniuose žibintuose, halogenas vis dar yra beveik toks pat geras kaip ksenonas, taip pat plačiai naudojamas ir turi savo privalumų.
Dabar žinote, kas yra halogenas. Skanus žodis su bet kokiais klausimais apie šias medžiagas jums nebėra kliūtis.
