Hier vindt de lezer informatie over halogenen, chemische elementen van het periodiek systeem van D. I. Mendelejev. De inhoud van het artikel stelt u in staat kennis te maken met hun chemische en fysische eigenschappen, locatie in de natuur, toepassingsmethoden, enz.
Algemene informatie
Halogenen zijn alle elementen van de chemische tabel van D. I. Mendelejev, die in de zeventiende groep staan. Volgens een strengere classificatiemethode zijn dit allemaal elementen van de zevende groep, de hoofdsubgroep.
Halogenen zijn elementen die kunnen reageren met bijna alle stoffen van een eenvoudig type, met uitzondering van een bepaalde hoeveelheid niet-metalen. Het zijn allemaal energie-oxidatiemiddelen, daarom zijn ze in natuurlijke omstandigheden in de regel in een gemengde vorm met andere stoffen. De indicator van de chemische activiteit van halogenen neemt af met toenemende serienummering.
De volgende elementen worden als halogenen beschouwd: fluor, chloor, broom, jodium, astatine en kunstmatig gecreëerde tennessine.
Zoals eerder vermeld, zijn alle halogenen oxidatiemiddelen met uitgesproken eigenschappen, en bovendien zijn ze allemaal niet-metalen. Het buitenste energieniveau heeft zeven elektronen. Interactie met metalen leidt tot de vorming van ionische bindingen en zouten. Bijna alle halogenen, met uitzondering van fluor, kunnen als reductiemiddel werken en de hoogste oxidatietoestand van +7 bereiken, maar dit vereist dat ze interageren met elementen met een hoge mate van elektronegativiteit.
Kenmerken van etymologie
In 1841 stelde de Zweedse chemicus J. Berzelius voor om de term halogenen in te voeren, verwijzend naar de toen bekende F, Br, I. Echter, vóór de introductie van deze term in relatie tot de hele groep van dergelijke elementen, in 1811., noemde de Duitse wetenschapper I. Schweigger chloor hetzelfde woord, de term zelf werd uit het Grieks vertaald als "zout".
Atoomstructuur en oxidatietoestanden
De elektronenconfiguratie van de buitenste atomaire schil van halogenen is als volgt: astatine - 6s26p5, jodium - 5s 25p5, broom 4s24p5, chloor – 3s 23p5, fluor 2s22p5.
Halogenen zijn elementen met zeven elektronen op de elektronenschil van het buitenste type, waardoor ze "gemakkelijk" een elektron kunnen hechten dat niet genoeg is om de schil te voltooien. Typisch verschijnt de oxidatietoestand als -1. Cl, Br, I en At, die reageren met elementen met een hogere graad, beginnen een positieve oxidatietoestand te vertonen: +1, +3, +5, +7. Fluor heeft een constante oxidatietoestand van -1.
Distributie
Met het oog op zijnZeer reactieve halogenen worden meestal gevonden als verbindingen. Het verspreidingsniveau in de aardkorst neemt af in overeenstemming met de toename van de atomaire straal van F naar I. Astatine in de aardkorst wordt gemeten in grammen en tennessine wordt kunstmatig gecreëerd.
Halogenen komen van nature het meest voor in halogenideverbindingen, en jodium kan ook de vorm aannemen van kalium- of natriumjodaat. Vanwege hun oplosbaarheid in water zijn ze aanwezig in oceanische wateren en natuurlijk voorkomende pekel. F is een slecht oplosbare vertegenwoordiger van halogenen en wordt meestal aangetroffen in sedimentair gesteente, en de belangrijkste bron is calciumfluoride.
Fysieke kwaliteitskenmerken
Halogenen kunnen erg van elkaar verschillen en hebben de volgende fysieke eigenschappen:
- Fluor (F2) is een lichtgeel gas met een penetrante en irriterende geur en wordt onder normale temperatuuromstandigheden niet samengeperst. Het smeltpunt is -220 °C en het kookpunt is -188 °C.
- Chloor (Cl2) is een gas dat niet comprimeert bij normale temperatuur, zelfs niet onder druk, een verstikkende, doordringende geur heeft en een groengele kleur heeft. Het begint te smelten bij -101 °С en kookt bij -34 °С.
- Broom (Br2) is een vluchtige en zware vloeistof met een bruine kleur en een scherpe, stinkende geur. Smelt bij -7°C en kookt bij 58°C.
- Jodium (I2) - Deze vaste stof heeft een donkergrijze kleur en heeft een metaalachtige glans, de geur is behoorlijk scherp. Het smeltproces begint bijhet bereiken van 113,5 °С, en kookt bij 184,885 °С.
- Een zeldzaam halogeen is astatine (At2), dat een vaste stof is en een zwartblauwe kleur heeft met een metaalachtige glans. Het smeltpunt komt overeen met 244 ° C en het koken begint na het bereiken van 309 ° C.
Chemische aard van halogenen
Halogenen zijn elementen met een zeer hoge oxiderende activiteit, die in de richting van F naar At afzwakken. Fluor, de meest actieve vertegenwoordiger van halogenen, kan reageren met alle soorten metalen, met uitzondering van bekende. De meeste vertegenwoordigers van metalen, die in de atmosfeer van fluor terechtkomen, zijn onderhevig aan zelfontbranding, terwijl ze in grote hoeveelheden warmte afgeven.
Zonder fluor bloot te stellen aan hitte, kan het reageren met een groot aantal niet-metalen, zoals H2, C, P, S, Si. Het type reacties is in dit geval exotherm en kan gepaard gaan met een explosie. Bij verhitting dwingt F de resterende halogenen om te oxideren, en bij blootstelling aan straling kan dit element volledig reageren met zware gassen van inerte aard.
Bij interactie met stoffen van een complex type veroorzaakt fluor hoogenergetische reacties, bijvoorbeeld door water te oxideren, wat een explosie kan veroorzaken.
Chloor kan ook reactief zijn, vooral in de vrije staat. Het activiteitsniveau is lager dan dat van fluor, maar het kan met bijna alle eenvoudige stoffen reageren, maar stikstof, zuurstof en edelgassen reageren er niet mee. Door interactie met waterstof, wanneer verwarmd of in goed licht, veroorzaakt chloor een heftige reactie, vergezeld van een explosie.
Naast en substitutiereacties kan Cl reageren met een groot aantal stoffen van een complex type. In staat om Br en I te verdringen als gevolg van verhitting van de verbindingen die ze creëren met metaal of waterstof, en kan ook reageren met alkalische stoffen.
Broom is chemisch minder actief dan chloor of fluor, maar laat zich toch heel helder zien. Dit komt door het feit dat broom Br het meest als vloeistof wordt gebruikt, omdat in deze toestand de beginconcentratie, onder andere identieke omstandigheden, hoger is dan die van Cl. Veel gebruikt in de chemie, vooral organisch. Kan oplossen in H2O en er gedeeltelijk mee reageren.
Het halogeenelement jodium vormt een eenvoudige stof I2 en kan reageren met H2O, lost op in jodide-oplossingen, vormen terwijl complexe anionen. I verschilt van de meeste halogenen doordat het niet reageert met de meeste vertegenwoordigers van niet-metalen en langzaam reageert met metalen, terwijl het moet worden verwarmd. Het reageert alleen met waterstof wanneer het wordt blootgesteld aan sterke verhitting, en de reactie is endotherm.
Zeldzame halogeen astatine (At) is minder reactief dan jodium, maar kan reageren met metalen. Dissociatie produceert zowel anionen als kationen.
Toepassingen
Halogeenverbindingen worden door de mens veel gebruikt op een groot aantal verschillende gebieden. natuurlijk kryoliet(Na3AlF6) wordt gebruikt om Al te verkrijgen. Broom en jodium worden vaak als eenvoudige stoffen gebruikt door farmaceutische en chemische bedrijven. Halogenen worden vaak gebruikt bij de vervaardiging van machineonderdelen. Koplampen zijn een van die dingen. Het is erg belangrijk om het juiste materiaal te kiezen voor dit onderdeel van de auto, omdat de koplampen 's nachts de weg verlichten en zowel u als andere automobilisten detecteren. Xenon wordt beschouwd als een van de beste composietmaterialen voor het maken van koplampen. Halogeen is echter niet veel slechter van kwaliteit dan dit inerte gas.
Een goed halogeen is fluor, een additief dat veel wordt gebruikt in tandpasta. Het helpt het optreden van tandziekte - cariës - te voorkomen.
Het halogeenelement zoals chloor (Cl) wordt gebruikt bij de productie van HCl, vaak gebruikt bij de synthese van organische stoffen zoals plastic, rubber, synthetische vezels, kleurstoffen en oplosmiddelen, enz. Evenals verbindingen chloor wordt gebruikt als bleekmiddel voor linnen, katoen, papier en als bacteriebestrijdend middel in drinkwater.
Let op! Giftig
Vanwege hun zeer hoge reactiviteit worden halogenen met recht giftig genoemd. Het vermogen om reacties aan te gaan is het meest uitgesproken in fluor. Halogenen hebben uitgesproken verstikkende eigenschappen en kunnen bij interactie weefsels beschadigen.
Fluor in dampen en spuitbussen wordt beschouwd als een van de meest potentieelgevaarlijke vormen van halogenen die schadelijk zijn voor omringende levende wezens. Dit komt door het feit dat het slecht wordt waargenomen door de reukzin en pas wordt gevoeld na het bereiken van een hoge concentratie.
Samenvattend
Zoals we kunnen zien, zijn halogenen een zeer belangrijk onderdeel van het periodiek systeem van Mendelejev, ze hebben veel eigenschappen, verschillen in fysische en chemische eigenschappen, atomaire structuur, oxidatietoestand en het vermogen om te reageren met metalen en niet-metalen. In de industrie worden ze op verschillende manieren gebruikt, variërend van additieven in producten voor persoonlijke verzorging tot de synthese van organische chemicaliën of bleekmiddelen. Hoewel xenon een van de beste manieren is om licht in een autokoplamp te behouden en te creëren, is halogeen nog steeds bijna net zo goed als xenon en wordt het ook veel gebruikt en heeft het zijn voordelen.
Nu weet je wat een halogeen is. Een scanwoord met vragen over deze stoffen is voor u geen belemmering meer.
