תכונות הלוגנים, מבנים ושימושים

ה הלוגנים הם אלמנטים מתכתיים השייכים לקבוצה VIIA או 17 בטבלה המחזורית. יש להם electronegativities וזיקה אלקטרונית גבוהה, אשר משפיעים מאוד על האופי היוני של הקשר שלהם עם מתכות. המילה "הלוגנים" היא ממוצא יווני ומשמעותה "מלח להרכיב". 

אבל, מה הם אומרים הלוגנים? פלואור (F), כלור (Cl), ברום (Br), יוד (I) ואת יסוד רדיואקטיבי ו אסטטין חלוף (ב). הם כל כך תגובתיים, כי הם מגיבים בינם לבין עצמם כדי ליצור מולקולות diatomic: F₂, Cl₂, בר₂, אני₂ ו₂. מולקולות אלה מאופיינות בעל תכונות מבניות דומות (מולקולות ליניארי), אם כי עם מצבים פיזיים שונים.

בתמונה למעלה, שלושה הלוגנים מוצגים. משמאל לימין: כלור, ברום ויוד. לא פלואור ולא אסטטין ניתן לאחסן במיכלי זכוכית, שכן אלה אינם מתנגדים קורוזיביות. שימו לב כיצד התכונות האורגנולפטיות של הלוגנים משתנות כאשר אתם יורדים דרך הקבוצה שלכם אל יסוד היוד.

פלואור הוא גז עם גוונים צהבהבים; כלור, אך צהבהב-ירקרק; ברום הוא נוזל אדמדם כהה; יוד, מוצק שחור עם צלילים סגולים; ואת האסטאטין, מוצק ומתכתי מבריק מוצק.

הלוגנים מסוגלים להגיב עם כמעט כל האלמנטים של הטבלה המחזורית, כולל כמה גזים אצילים (כגון קסנון קריפטון). כאשר הם עושים, הם יכולים לחמצן האטומי בדבריהם יותר חמצון החיובי, מה שהופך אותם סוכני חמצון חזקים.

הם גם מעניקים מאפיינים ספציפיים למולקולות כאשר הם מחברים או מחליפים חלק מהאטומים שלהם. סוגים אלה של חומרים נקראים הלידים. למעשה, הלידים הם המקור הטבעי העיקרי של הלוגנים, ורבים מהם מתמוססים בים או שהם חלק ממינרלים; כזה הוא המקרה של פלואוריט (CaF₂).

הן הלוגנים והן הלידים יש מגוון רחב של שימושים; מ תעשייתי או טכנולוגי, פשוט כדי להדגיש את הטעם של מזונות מסוימים כמו גם מלח סלע (נתרן כלורי).

אינדקס

• תכונות פיסיקליות וכימיות
• 2 מבנים מולקולריים
  • 2.1 אינטראקציות intermolecular
• 3 חלואים
• 4 שימושים
  • 4.1 כלור
  • 4.2 ברום
  • 4.3 יוד
  • 4.4 פלואור
  • 4.5 אסטאט
• 5 הפניות

תכונות פיסיקליות וכימיות

משקלים אטומיים

פלואורין (F) 18.99 גרם / מול; כלור (Cl) 35.45 גרם / mol; ברום (Br) 79.90 גרם / mol; יוד (I) 126.9 גרם / mol ו Astatine (ב) 210 גרם / מול,

מצב פיזי

F גזי; Cl גז; Br נוז; אני מוצק מוצק ב.

צבע

F, חום צהבהב חיוור; ירוק, ירוק בהיר; בר, חום-אדמדם; אני, סגול ב, שחור מתכתי * * (להניח)

נקודות התכה

F-219.6 ° C; Cl -101.5 ° C; Br -7.3 ° C; אני 113.7 מעלות צלזיוס ו ב 302 מעלות צלזיוס.

נקודות רתיחה

F -118.12.12 ° C; Cl-34.04 C; Br 58.8 ° C; אני 184.3 מעלות צלזיוס ו - 337 מעלות צלזיוס.

צפיפות ב 25 ° C

F- 0.0017 גרם / ס"מ³; Cl 0.0032 גרם / ס"מ³; Br- 3.102 גרם / ס"מ³; I- 4.93 גרם / ס"מ³ ו - 6.2-6.5 ג '/ ס"מ³

מסיסות במים

Cl - 0.091 mmol / cm³; Br- 0,21 mmol / cm³ ואני 0.0013 mmol / cm³.

אנרגיית יינון

F-1681 kJ / mol; Cl-1.251 kJ / mol; Br- 1,140 kJ / mol; I-1,008 kJ / mol ו- at-890 kJ / mol.

Electronegativity

F-4.0; Cl 3.0; Br-2.8; I- 2,5 ו- At- 2,2.

הלוגנים יש 7 אלקטרונים פגז הערכיות שלהם, ומכאן הלהט הגדול שלהם כדי לקבל אלקטרון. כמו כן, הלוגנים יש electronegativity גבוהה בשל רדיומי האטום הקטן שלהם ואת האטרקציה הגדולה המופעל על ידי הגרעין על האלקטרונים valence.

Reactivity

הלוגנים הם תגובתי מאוד, אשר היה אז להסביר את הרעילות שלהם. בנוסף, הם חומרים חמצון.

צמצום סדר התגובה הוא: F> Cl> Br> I> At.

מדינה בטבע

בשל תגובתיות גבוהה האטומים הלוגן אינם חופשיים בטבע; אבל הם יוצרים אגרגטים או כמולקולות דיאטומיות המקושרות לאג"ח קוולנטיות.

מבנים מולקולריים

הלוגנים אינם קיימים בטבע כאטומים יסודיים, אלא כמולקולות דיאטומיות. עם זאת, לכולם יש במשותף כי יש להם מבנה מולקולרי ליניארי, ההבדל היחיד טמון אורך הקישורים שלהם אינטראקציות intermolecular שלהם..

מולקולות ליניארי X-X (X₂) מאופיינים על ידי חוסר יציבות, משום ששניהם אטומים למשוך את זוג האלקטרונים לקראתם. למה? בגלל האלקטרונים החיצוניים שלהם לחייב תשלום גרעיני יעיל מאוד, Zef. ככל שה- Zef גדול יותר, כך המרחק בין קישור X-X קטן יותר.

ככל שהוא יורד בתוך הקבוצה, זף הופך חלש יותר ויציבות של מולקולות אלה עולה. לפיכך, צמצום סדר התגובה הוא: F₂> Cl₂> בר₂> אני₂. עם זאת, זה לא מתאים להשוות אסטטין עם פלואור, כפי שהוא איזוטופים ידועים מספיק יציבה הבאה הרדיואקטיביות שלו.

אינטראקציות intermolecular

מצד שני, למולקולות שלהם אין דיפול רגע, להיות אפולרי. זה אחראי על אינטראקציות מולקולאריים החלשות שלה, אשר כוח סמוי יחיד הוא בלונדון או הפיזור, אשר עומדת ביחס ישר למסה האטומית והאזור המולקולרי.

בדרך זו, מולקולה קטנה של F₂ זה לא מספיק מסה או אלקטרונים כדי ליצור מוצק. שלא כמוני₂, את מולקולת יוד, אשר עם זאת נשאר מוצק שנותן אדים סגולים.

ברום מייצג דוגמה ביניים בין שני הקצוות: מולקולות Br₂ הם אינטראקציה מספיק כדי להציג את עצמם במצב נוזלי.

ככל הנראה, בגלל האופי המתכתי הגדל שלה, אינו מציג את עצמו כ₂ אבל כמו אטומים אטומים ליצור קשרים.

לגבי הצבע שלו (צהוב-ירוק-אדום-צהוב סגול-שחור), את ההסבר המתאים יותר מבוסס על התאוריה של אורביטל מולקולרי (טום). מרחק האנרגיה בין מולקולריים האחרון מולא מסלולית, ואת האנרגיה הגבוהה הבאה (antibonding), מתגבר על ידי קליטת פוטון עם אורכי גל גדול יותר ויותר.

Haluros

הלוגנים מגיבים ליצירת הלידים, אם אורגניים או אורגניים. הידועים ביותר הם הלידים מימניים: מימן פלואורי (HF), מימן כלורי (HCl), ברומיד מימן (HBr) ו יודיד מימן (HI).

כולם מומסים במים לייצר פתרונות חומציים; כך חומצה, כי HF יכול לבזות כל מיכל זכוכית. בנוסף, חומרי המוצא נחשבים לסינתזה של חומצות חזקות מאוד.

יש גם מה שנקרא מתכת הלידים, אשר יש נוסחאות כימיות התלויות הערכיות של המתכת. לדוגמה, הלידים של מתכות אלקליות יש את הנוסחה MX, והם כוללים: NaCl, נתרן כלורי; KBR, אשלגן ברומיד; CsF, פלואוריד צזיום; ו LiI, ליתיום יודיד.

ההלידים של מתכות כדור הארץ אלקליין, מתכות המעבר או מתכות של p לחסום, יש על ידי הנוסחה MX_n, שם n הוא החיוב החיובי של המתכת. אז, כמה דוגמאות מהם הם: FeCl₃, Ferric trichloride; MgBr₂, מגנזיום ברומיד; ALF₃, אלומיניום trifluoride; ו CuI₂, יודיד קאפרי.

עם זאת, הלוגנים יכולים גם ליצור קשרים עם אטומי פחמן; ולכן הם יכולים להפריע לעולם המורכב של הכימיה האורגנית ושל הביוכימיה. חומרים אלה נקראים הלידים אורגניים, ויש להם את הנוסחה הכימית הכללית RX, כאשר X הוא כל הלוגנים.

שימושים

כלור

בענף

-ברום וכלור משמשים בתעשיית הטקסטיל כדי להלבין ולטפל בצמר, ובכך למנוע הצטמקות כאשר רטוב.

-הוא משמש כחומר חיטוי עבור ditritus ו לטיהור מי שתייה ובריכות שחייה. בנוסף, תרכובות שמקורן בכלור משמשות במכבסות ובענף הנייר.

-מצא שימוש בייצור של סוללות מיוחדות פחמימנים כלור. הוא משמש גם לעיבוד בשר, ירקות, דגים ופירות. כמו כן, כלור עובד כסוכן bactricidal.

-הוא משמש לניקוי העור destanify, וכן להלבין תאית. בעבר נעשה שימוש בחנקן טריכלוריד כמרכיב אקונומיקה ומרכך קמח.

-גז phosphene (COCL₂) משמש בתהליכי סינתזה תעשייתיים רבים, כמו גם בייצור של גזים צבאיים. הפוספן הוא רעיל מאוד והוא אחראי למותם של רבים במלחמת העולם הראשונה, שם נעשה שימוש בגז.

-גז זה נמצא גם קוטלי חרקים ודלקים.

-NaCl הוא מלח שופע מאוד המשמש מזון העונה ובשמירה על בעלי חיים ועופות בשר. בנוסף, הוא משמש נוזלים הגוף rehydration, הן בעל פה ו תוך ורידי.

ברפואה

-אטומי הלוגן הנקשרים לתרופות גורמים להם ליפופיליים יותר. זה מאפשר לסמים לעבור בקלות רבה יותר את קרום התא המסתנן בשומנים המרכיבים אותו.

-כלור מתמוסס לתוך הנוירונים של מערכת העצבים המרכזית דרך תעלות יונים צמודים שלקולטנים הנוירוטרנסמיטר, ובכך לייצר אפקט מרגיע. זהו מנגנון הפעולה של מספר חרדות.

-HCl קיים בקיבה, שם הוא מתערב יצירת סביבה צמצום כי מעדיף עיבוד של מזון. בנוסף, HCl מפעילה pepsin, אנזים היוזם את הידרוליזה של חלבונים, לפני ספיגת המעי של החומר חלבון..

אחרים

-חומצה הידרוכלורית (HCl) משמשת לניקוי חדרי אמבטיה, במעבדות הוראה ומחקר ובתעשיות רבות.

-PVC (פוליוויניל כלוריד) הוא פולימר של ויניל כלוריד המשמש בבגדים, מרצפות, כבלי חשמל, צינורות, צינורות, מבנים מתנפחים רעפים. בנוסף, כלור משמש ביניים בייצור של חומרים פלסטיים אחרים.

-כלור משמש להפקת ברום.

-מתיל כלורי משמש כהרדמה. הוא משמש גם בייצור של פולימרים סיליקון מסוימים בהפקת של שומנים, שמנים שרפים.

-כלורופורם (CHCl)₃) הוא ממס המשמש במעבדות רבות, במיוחד במעבדות של כימיה אורגנית וביוכימיה, מן ההוראה, כדי החקירה.

-ולבסוף לגבי כלור, trichlorethylene משמש degriase חלקי מתכת.

ברום

-ברום משמש בתהליך הכרייה של זהב ובקידוחים של בארות נפט וגז. הוא משמש מעכב בעירה של תעשיות פלסטיק וגז. ברום מבודד אש חמצן גורם לו לכבות.

-זהו מתווך בייצור נוזלים הידראוליים, נוזל קירור ומוצרי לחות והכנות לשיער. אשלגן bromide משמש בייצור של צלחות וניירות צילום.

-אשלגן ברומיד משמש גם נוגדת פרכוסים, אך בשל האפשרות כי מלח עלול לגרום לבעיות תפקוד נוירולוגי, השימוש בו הופחת. בנוסף, עוד שימושים נפוצים שלה הוא כמו לוח עבור מדידות של דוגמאות מוצקות של ספקטרוסקופית אינפרא אדום.

-תרכובות ברום קיימות בתרופות המשמשות לטיפול בדלקת ריאות. כמו כן, תרכובות ברום משולבות בתרופות המשמשות בניסויים המבוצעים בטיפול במחלת האלצהיימר.

-ברום משמש להפחתת זיהום כספית במפעלי כוח המשתמשים בפחם כדלק. הוא משמש גם בתעשיית הטקסטיל כדי ליצור צבע שונה צבעים.

-ברום מתיל שימש כחומר הדברה לקרקע ולריסוס, אך השפעתו המזיקה על האוזון הגבילה את השימוש בו.

-מנורות הלוגן הן ליבון ותוספת כמויות קטנות של ברום ויוד מאפשרת הפחתה בגודל הנורות.

יוד

-יוד מתערב בתפקוד של בלוטת התריס, הורמון המווסת את חילוף החומרים בגוף. בלוטת התריס מפריעה את ההורמונים T3 ו- T4, אשר מפעילים את פעולתם על איברים היעד שלהם. לדוגמה, הפעולה ההורמונלית על שריר הלב גורמת לעלייה בלחץ הדם ובקצב הלב.

-כמו כן, יוד משמש לזיהוי נוכחות של עמילן. כסף יודיד הוא מגיב בשימוש התגלות של תמונות.

פלואור

-כמה תרכובות פלואור מתווספות למשחות שיניים על מנת למנוע התרחשות של עששת. נגזרות פלואור נוכחים במספר הרדמה. בתעשיית התרופות הם משלבים פלואוריד לתרופות כדי לחקור שיפורים אפשריים בהשפעתם על האורגניזם.

-חומצה הידרופלואורית משמש לשרוף זכוכית. גם בייצור של הילות (גזים לכיבוי אש, כגון פריאון). תרכובת פלואור משמש אלקטרוליזה של אלומיניום כדי להשיג טיהור שלה.

-ציפוי אנטירפלקטיבי מכיל תרכובת פלואור. הוא משמש לייצור של מסכי פלזמה, מסכים שטוחים ומערכות microelectromechanical. פלואור נוכחת גם בחומר המשמש בכמה קרמיקה.

אסטאטוס

הוא חשב כי אסטטין יכול לתרום יוד ב ויסות תפקוד בלוטת התריס. כמו כן, האיזוטופ רדיואקטיבי שלה (²¹⁰ב) נעשה שימוש בחקר הסרטן בעכברים.

הפניות

1. אנציקלופדיה לבריאות ובטיחות בעבודה. הלוגנים ותרכובותיהם. [PDF] נלקח מ:
2. empleo.gob.es
3. כימיה. קבוצה 17: מאפיינים כלליים של הלוגנים. נלקח מ: chem.libretexts.org
4. ויקיפדיה. (2018). הלוגן מתוך: en.wikipedia.org
5. ג 'ים קלארק (מאי 2015). תכונות אטומיות ופיסיקליות של הקבוצה 7 אלמנטים (הלוגנים). נלקח מ: chemguide.co.uk
6. K. W., דייוויס, R.E., פק, מ.ל. ו סטנלי, ג 'כימיה (2003), 8th ed. Cengage למידה.
7. אלמנטים הלוגנים נלקח מתוך: elementos.org.es
8. בראון, לורל. (24 באפריל 2017). מאפייני הלוגן. Scinencing. מקור: sciencing.com