Εδώ ο αναγνώστης θα βρει πληροφορίες για τα αλογόνα, χημικά στοιχεία του περιοδικού πίνακα του D. I. Mendeleev. Το περιεχόμενο του άρθρου θα σας επιτρέψει να εξοικειωθείτε με τις χημικές και φυσικές τους ιδιότητες, τη θέση στη φύση, τις μεθόδους εφαρμογής κ.λπ.
Γενικές πληροφορίες
Αλογόνα είναι όλα τα στοιχεία του χημικού πίνακα του D. I. Mendeleev, τα οποία βρίσκονται στη δέκατη έβδομη ομάδα. Σύμφωνα με μια αυστηρότερη μέθοδο ταξινόμησης, όλα αυτά είναι στοιχεία της έβδομης ομάδας, της κύριας υποομάδας.
Τα αλογόνα είναι στοιχεία ικανά να αντιδρούν με όλες σχεδόν τις ουσίες απλού τύπου, με εξαίρεση μια ορισμένη ποσότητα μη μετάλλων. Όλοι τους είναι οξειδωτικοί παράγοντες ενέργειας, επομένως, σε φυσικές συνθήκες, κατά κανόνα, είναι σε μικτή μορφή με άλλες ουσίες. Ο δείκτης της χημικής δραστηριότητας των αλογόνων μειώνεται με την αύξηση της σειριακής τους αρίθμησης.
Τα ακόλουθα στοιχεία θεωρούνται αλογόνα: φθόριο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο, αστατίνη και τεχνητά δημιουργημένη τεννεσίνη.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, όλα τα αλογόνα είναι οξειδωτικοί παράγοντες με έντονες ιδιότητες, και επιπλέον, είναι όλα αμέταλλα. Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας έχει επτά ηλεκτρόνια. Η αλληλεπίδραση με μέταλλα οδηγεί στο σχηματισμό ιοντικών δεσμών και αλάτων. Σχεδόν όλα τα αλογόνα, με εξαίρεση το φθόριο, μπορούν να δράσουν ως αναγωγικός παράγοντας, φτάνοντας στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης +7, αλλά αυτό απαιτεί να αλληλεπιδρούν με στοιχεία που έχουν υψηλό βαθμό ηλεκτραρνητικότητας.
Χαρακτηριστικά ετυμολογίας
Το 1841, ο Σουηδός χημικός J. Berzelius πρότεινε να εισαχθεί ο όρος αλογόνα, αναφερόμενος σε αυτά τα τότε γνωστά F, Br, I. Ωστόσο, πριν από την εισαγωγή αυτού του όρου σε σχέση με ολόκληρη την ομάδα τέτοιων στοιχείων, το 1811., ο Γερμανός επιστήμονας I. Schweigger ονόμασε το χλώριο την ίδια λέξη, ο ίδιος ο όρος μεταφράστηκε από τα ελληνικά ως «αλάτι».
Ατομική δομή και καταστάσεις οξείδωσης
Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του εξωτερικού ατομικού κελύφους των αλογόνων είναι η εξής: αστατίνη - 6s26p5, ιώδιο - 5s 25p5, βρώμιο 4s24p5, χλώριο – 3s 23p5, φθόριο 2s22p5.
Τα αλογόνα είναι στοιχεία που έχουν επτά ηλεκτρόνια στο ηλεκτρονιακό κέλυφος του εξωτερικού τύπου, γεγονός που τους επιτρέπει να προσαρτούν «εύκολα» ένα ηλεκτρόνιο που δεν είναι αρκετό για να ολοκληρώσει το κέλυφος. Τυπικά, η κατάσταση οξείδωσης εμφανίζεται ως -1. Τα Cl, Br, I και At, αντιδρώντας με στοιχεία υψηλότερου βαθμού, αρχίζουν να εμφανίζουν θετική κατάσταση οξείδωσης: +1, +3, +5, +7. Το φθόριο έχει σταθερή κατάσταση οξείδωσης -1.
Διανομή
Λόγω τουΤα εξαιρετικά αντιδραστικά αλογόνα βρίσκονται συνήθως ως ενώσεις. Το επίπεδο κατανομής στον φλοιό της γης μειώνεται ανάλογα με την αύξηση της ατομικής ακτίνας από το F στο I. Η αστατίνη στον φλοιό της γης μετριέται σε γραμμάρια και η τεννεσίνη δημιουργείται τεχνητά.
Τα αλογόνα απαντώνται φυσικά πιο συχνά σε ενώσεις αλογονιδίου και το ιώδιο μπορεί επίσης να πάρει τη μορφή ιωδικού καλίου ή νατρίου. Λόγω της διαλυτότητάς τους στο νερό, υπάρχουν στα ωκεάνια νερά και στις φυσικές άλμης. Το F είναι ένας κακώς διαλυτός εκπρόσωπος των αλογόνων και απαντάται συχνότερα σε ιζηματογενή πετρώματα και η κύρια πηγή του είναι το φθοριούχο ασβέστιο.
φυσικά ποιοτικά χαρακτηριστικά
Τα αλογόνα μπορεί να είναι πολύ διαφορετικά μεταξύ τους και έχουν τις ακόλουθες φυσικές ιδιότητες:
- Φθόριο (F2) είναι ένα ανοιχτό κίτρινο αέριο με έντονη και ερεθιστική οσμή και δεν συμπιέζεται υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας. Το σημείο τήξης είναι -220 °C και το σημείο βρασμού είναι -188 °C.
- Χλώριο (Cl2) είναι ένα αέριο που δεν συμπιέζεται σε κανονική θερμοκρασία, ακόμη και υπό πίεση, έχει αποπνικτική, πικάντικη οσμή και πράσινο-κίτρινο χρώμα. Αρχίζει να λιώνει στους -101 °C και να βράζει στους -34 °C.
- Το βρώμιο (Br2) είναι ένα πτητικό και βαρύ υγρό με καφέ χρώμα και έντονη, δυσάρεστη οσμή. Λιώνει στους -7°C και βράζει στους 58°C.
- Ιώδιο (I2) - Αυτή η ουσία στερεού τύπου έχει σκούρο γκρι χρώμα και έχει μεταλλική γυαλάδα, η μυρωδιά είναι αρκετά έντονη. Η διαδικασία τήξης ξεκινά στιςφτάνει τους 113,5 °C και βράζει στους 184,885 °C.
- Ένα σπάνιο αλογόνο είναι η αστίνη (At2), το οποίο είναι συμπαγές και έχει μαύρο-μπλε χρώμα με μεταλλική γυαλάδα. Το σημείο τήξης αντιστοιχεί σε 244 ° C και ο βρασμός αρχίζει αφού φτάσει τους 309 ° C.
Χημική φύση των αλογόνων
Τα αλογόνα είναι στοιχεία με πολύ υψηλή οξειδωτική δράση, η οποία εξασθενεί προς την κατεύθυνση από F προς At. Το φθόριο, ως ο πιο ενεργός εκπρόσωπος των αλογόνων, μπορεί να αντιδράσει με όλους τους τύπους μετάλλων, χωρίς να αποκλείονται τα γνωστά. Οι περισσότεροι εκπρόσωποι των μετάλλων, που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα του φθορίου, υπόκεινται σε αυτανάφλεξη, ενώ απελευθερώνουν θερμότητα σε τεράστιες ποσότητες.
Χωρίς να εκτεθεί το φθόριο σε θερμότητα, μπορεί να αντιδράσει με μεγάλο αριθμό μη μετάλλων, όπως H2, C, P, S, Si. Ο τύπος των αντιδράσεων σε αυτή την περίπτωση είναι εξώθερμος και μπορεί να συνοδεύεται από έκρηξη. Όταν θερμαίνεται, το F αναγκάζει τα υπόλοιπα αλογόνα να οξειδωθούν και όταν εκτίθεται σε ακτινοβολία, αυτό το στοιχείο μπορεί να αντιδράσει πλήρως με βαρέα αέρια αδρανούς φύσης.
Όταν αλληλεπιδρά με ουσίες σύνθετου τύπου, το φθόριο προκαλεί αντιδράσεις υψηλής ενέργειας, για παράδειγμα, με την οξείδωση του νερού, μπορεί να προκαλέσει έκρηξη.
Το χλώριο μπορεί επίσης να είναι αντιδραστικό, ειδικά σε ελεύθερη κατάσταση. Το επίπεδο δραστηριότητάς του είναι μικρότερο από αυτό του φθορίου, αλλά είναι σε θέση να αντιδρά με όλες σχεδόν τις απλές ουσίες, αλλά το άζωτο, το οξυγόνο και τα ευγενή αέρια δεν αντιδρούν με αυτό. Αλληλεπιδρώντας με το υδρογόνο, όταν θερμαίνεται ή σε καλό φως, το χλώριο δημιουργεί μια βίαιη αντίδραση που συνοδεύεται από έκρηξη.
Εκτός από τις αντιδράσεις προσθήκης και υποκατάστασης, το Cl μπορεί να αντιδράσει με μεγάλο αριθμό ουσιών σύνθετου τύπου. Μπορεί να εκτοπίσει το Br και το I ως αποτέλεσμα της θέρμανσης από τις ενώσεις που δημιουργούνται από αυτά με μέταλλο ή υδρογόνο και μπορεί επίσης να αντιδράσει με αλκαλικές ουσίες.
Το βρώμιο είναι χημικά λιγότερο δραστικό από το χλώριο ή το φθόριο, αλλά εξακολουθεί να εμφανίζεται πολύ έντονα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το βρώμιο Br χρησιμοποιείται συχνότερα ως υγρό, επειδή σε αυτή την κατάσταση ο αρχικός βαθμός συγκέντρωσης, υπό άλλες ίδιες συνθήκες, είναι υψηλότερος από αυτόν του Cl. Χρησιμοποιείται ευρέως στη χημεία, ιδιαίτερα στην οργανική. Μπορεί να διαλυθεί στο H2O και να αντιδράσει εν μέρει μαζί του.
Το αλογόνο στοιχείο ιώδιο σχηματίζει μια απλή ουσία I2 και είναι σε θέση να αντιδράσει με H2O, διαλύεται σε διαλύματα ιωδίου, σχηματίζοντας ενώ σύνθετα ανιόντα. Διαφέρω από τα περισσότερα αλογόνα στο ότι δεν αντιδρά με τους περισσότερους εκπροσώπους των μη μετάλλων και αντιδρά αργά με τα μέταλλα, ενώ πρέπει να θερμανθεί. Αντιδρά με το υδρογόνο μόνο όταν υποβάλλεται σε ισχυρή θέρμανση και η αντίδραση είναι ενδόθερμη.
Η σπάνια αλογόνο αστίνη (At) είναι λιγότερο δραστική από το ιώδιο, αλλά μπορεί να αντιδράσει με μέταλλα. Η διάσταση παράγει τόσο ανιόντα όσο και κατιόντα.
Εφαρμογές
Οι ενώσεις αλογόνου χρησιμοποιούνται ευρέως από τον άνθρωπο σε μεγάλη ποικιλία πεδίων. φυσικός κρυόλιθος(Na3AlF6) χρησιμοποιείται για τη λήψη Al. Το βρώμιο και το ιώδιο χρησιμοποιούνται συχνά ως απλές ουσίες από φαρμακευτικές και χημικές εταιρείες. Τα αλογόνα χρησιμοποιούνται συχνά στην κατασκευή εξαρτημάτων μηχανών. Οι προβολείς είναι ένα από αυτά τα πράγματα. Είναι πολύ σημαντικό να επιλέξετε το σωστό υλικό για αυτό το εξάρτημα του αυτοκινήτου, καθώς οι προβολείς φωτίζουν το δρόμο τη νύχτα και είναι ένας τρόπος για να εντοπίσετε εσάς και άλλους οδηγούς. Το Xenon θεωρείται ένα από τα καλύτερα σύνθετα υλικά για τη δημιουργία προβολέων. Το αλογόνο, ωστόσο, δεν είναι πολύ κατώτερο σε ποιότητα από αυτό το αδρανές αέριο.
Ένα καλό αλογόνο είναι το φθόριο, ένα πρόσθετο που χρησιμοποιείται ευρέως στην οδοντόκρεμα. Βοηθά στην πρόληψη της εμφάνισης οδοντικής νόσου - τερηδόνας.
Το στοιχείο αλογόνου όπως το χλώριο (Cl) βρίσκει τη χρήση του στην παραγωγή HCl, που χρησιμοποιείται συχνά στη σύνθεση οργανικών ουσιών όπως πλαστικά, καουτσούκ, συνθετικές ίνες, βαφές και διαλύτες κ.λπ. Καθώς και ενώσεις Το χλώριο χρησιμοποιείται ως χλωρίνη για λινό, βαμβάκι, χαρτί και ως παράγοντας καταπολέμησης βακτηρίων στο πόσιμο νερό.
Προσοχή! Τοξικό
Λόγω της πολύ υψηλής αντιδραστικότητάς τους, τα αλογόνα δικαιωματικά ονομάζονται δηλητηριώδη. Η ικανότητα να εισέρχεται σε αντιδράσεις είναι πιο έντονη στο φθόριο. Τα αλογόνα έχουν έντονες ασφυξιογόνες ιδιότητες και είναι ικανά να βλάψουν τους ιστούς κατά την αλληλεπίδραση.
Το φθόριο σε ατμούς και αερολύματα θεωρείται ένα από τα πιο πιθανάεπικίνδυνες μορφές αλογόνων που είναι επιβλαβείς για τα γύρω έμβια όντα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν γίνεται αντιληπτό από την όσφρηση και γίνεται αισθητό μόνο αφού φτάσει σε υψηλή συγκέντρωση.
Σύνοψη
Όπως μπορούμε να δούμε, τα αλογόνα είναι ένα πολύ σημαντικό μέρος του περιοδικού πίνακα του Mendeleev, έχουν πολλές ιδιότητες, διαφέρουν ως προς τις φυσικές και χημικές ιδιότητες, την ατομική δομή, την κατάσταση οξείδωσης και την ικανότητα να αντιδρούν με μέταλλα και αμέταλλα. Στη βιομηχανία, χρησιμοποιούνται με διάφορους τρόπους, που κυμαίνονται από πρόσθετα σε προϊόντα προσωπικής φροντίδας έως τη σύνθεση οργανικών χημικών ή λευκαντικών. Αν και το xenon είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους διατήρησης και δημιουργίας φωτός σε έναν προβολέα αυτοκινήτου, το αλογόνο εξακολουθεί να είναι σχεδόν εξίσου καλό με το xenon και επίσης χρησιμοποιείται ευρέως και έχει τα πλεονεκτήματά του.
Τώρα ξέρετε τι είναι το αλογόνο. Ένα scanword με τυχόν ερωτήσεις σχετικά με αυτές τις ουσίες δεν αποτελεί πλέον εμπόδιο για εσάς.
