Halogeenit lausutaan ei-metalleina. Näitä ovat fluori, astatiini, jodi, bromi, kloori ja keinotekoinen alkuaine nimeltä ununseptium (tennessiini). Näillä aineilla on laaja valikoima kemiallisia tehtäviä, ja niistä kannattaa puhua tarkemmin.
Korkea oksidatiivinen aktiivisuus
Tämä on ensimmäinen mainittava ominaisuus. Kaikilla halogeeneilla on korkea oksidatiivinen aktiivisuus, mutta fluori on aktiivisin. Laskeutuvat edelleen: kloori, bromi, jodi, astatiini, ununseptium. Mutta fluori reagoi poikkeuksetta kaikkien metallien kanssa. Lisäksi useimmat niistä syttyvät tämän alkuaineen ilmakehässä itsestään, ja tähän prosessiin liittyy suuri määrä lämpöä.
Jos fluoria ei lämmitetä, se reagoi tässä tapauksessa monien ei-metallisten aineiden kanssa. Esimerkiksi rikillä, hiilellä, piillä, fosforilla. Reaktiot saadaanerittäin eksoterminen, ja siihen voi liittyä räjähdys.
On myös syytä huomata, että fluori hapettaa kuumennettaessa kaikki muut halogeenit. Kaava on seuraava: Hal2 + F2=2HalF. Ja tässä Hal on klooria, bromia ja jodia. Lisäksi tällaisissa yhdisteissä niiden hapettumisaste on +1.
Ja toinen halogeenifluorin kemiallinen ominaisuus on sen reaktio raskaiden inerttien kaasujen kanssa säteilytyksen vaikutuksesta. Niitä kutsutaan myös jaloiksi. Näitä kaasuja ovat helium, neon, argon, krypton, ksenon, radon ja äskettäin löydetty oganessoni.
Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa
Tämä on halogeenien toinen kemiallinen ominaisuus. Monimutkaisiin aineisiin, kuten tiedetään, kuuluvat yhdisteet, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta alkuaineesta. Sama fluori ilmenee tällaisissa reaktioissa erittäin voimakkaasti. Niitä seuraa räjähdys. Mutta esimerkiksi tältä sen reaktio veden kanssa näyttää kaavan muodossa: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
Kloori on myös reaktiivista, vaikka sen aktiivisuus on pienempi kuin fluorin. Mutta se reagoi kaikkien yksinkertaisten aineiden kanssa paitsi jalokaasujen, typen ja hapen kanssa. Tässä on yksi esimerkki: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
Mutta kloorin reaktio vedyn kanssa on erityisen mielenkiintoinen. Jos ei ole kunnollista valaistusta ja lämpötilaa, niiden välillä ei tapahdu mitään. Mutta jos lisäät kirkkautta ja lämmität niitä, räjähdys tapahtuu lisäksi ketjumekanismilla. Reaktio etenee fotonien, sähkömagneettisen säteilyn kvanttien, vaikutuksen alaisenahajottaa Cl2 molekyylejä atomeiksi. Seuraavaksi tapahtuu kokonainen reaktioketju, ja jokaisessa niistä saadaan hiukkanen, joka käynnistää seuraavan vaiheen alun.
Bromi
Kuten näet, suurin osa puheesta fluorista ja hieman vähemmän kloorista. Tämä johtuu siitä, että halogeenien kemialliset ominaisuudet heikkenevät jatkuvasti fluorista astatiiniksi.
Bromi on eräänlainen keskikohta heidän sarjassaan. Se liukenee veteen paremmin kuin muut halogeenit. Saatu liuos tunnetaan bromivedenä, voimakkaana aineena, joka voi hapettaa nikkeliä, rautaa, kromia, kobolttia ja mangaania.
Jos puhumme halogeenin kemiallisista ominaisuuksista, on syytä mainita, että se on aktiivisuuden suhteen väliasemassa pahamaineisen kloorin ja jodin välillä. Muuten, kun se reagoi jodidiliuosten kanssa, vapaata jodia vapautuu. Se näyttää tältä: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
Bromi voi myös reagoida ei-metallien (telluuri ja seleeni) kanssa, ja nestemäisessä tilassa se on vuorovaikutuksessa kullan kanssa, jolloin muodostuu tribromidia AuBr3. Hän pystyy myös yhdistämään orgaanisia molekyylejä kolmoissidoksella. Jos sitä kuumennetaan katalyytin läsnä ollessa, se voi reagoida bentseenin kanssa muodostaen bromibentseeniä C6H5Br, jota kutsutaan substituutioreaktioksi.
Jodi
Taulukon seuraavaksi aktiivisin halogeenien kemiallinen ominaisuus on jodi. Sen erikoisuus on siinä, että se muodostaa useita erilaisia happoja. Näitä ovat:
- Jodi. Väritön neste, jolla on pistävä haju. Vahva happo, joka on voimakas pelkistävä aine.
- Jodi. Epästabiili, voi esiintyä vain erittäin laimeissa liuoksissa.
- Jodi. Ominaisuudet ovat samat kuin edellisessä. Muodostaa jodiittisuoloja.
- Jodi. Kiteinen väritön aine, jolla on lasimainen kiilto. Liukenee veteen, altis polymeroitumiselle. Sillä on hapettavia ominaisuuksia.
- Jodi. Hygroskooppinen kiteinen aine. Käytetään analyyttisessä kemiassa hapettavana aineena.
Halogeenijodin yleisiin kemiallisiin ominaisuuksiin kuuluu korkea aktiivisuus. Vaikka se on pienempi kuin kloorin bromin kanssa, ja vielä enemmän se ei ole verrattavissa fluoriin. Tunnetuin reaktio on jodin vuorovaikutus tärkkelyksen kanssa, mikä johtaa tärkkelyksen siniseen väriin.
Astatine
Siitä kannattaa myös sanoa muutama sana jatkona keskustelulle halogeenien yleisistä ominaisuuksista. Astatiinin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat lähellä pahamaineisen jodin ja poloniumin (radioaktiivinen alkuaine) ominaisuuksia. Tässä on hänen lyhyt kuvaus:
- Tuottaa liukenematonta AgAt-suolaa, kuten kaikki halogeenit.
- Voidaan hapettaa At:ksi, kuten jodiksi.
- Muodostaa metallien kanssa yhdisteitä, joiden hapetusaste on -1. Kuten kaikki halogeenit kuitenkin.
- Reagoi jodin ja bromin kanssa muodostaen interhalogeeniyhdisteitä. Astatiinijodidi ja -bromidi, tarkemmin sanottuna (AtI ja AtBr).
- Liukenee typpeen ja kloorivetyhappoonhapot.
- Jos vaikutat siihen vedyllä, muodostuu kaasumaista vetyastatidia - epästabiilia kaasumaista happoa.
- Kuten kaikki halogeenit, se voi korvata vedyn metaanimolekyylissä.
- Sillä on ominaista alfasäteilyä. Astatiinin läsnäolo määritetään sen läsnäolon perusteella.
Muuten, astatiinin tuominen liuoksen muodossa ihmiskehoon hoitaa kilpirauhasta. Sädehoidossa tätä elementtiä käytetään aktiivisesti.
Tennesin
Ja hänen on kiinnitettävä huomiota, koska puhumme halogeenien kemiallisista ominaisuuksista. Tennessiinin yhdisteitä ei tunneta kovinkaan paljon, koska sen tarkat ominaisuudet ovat toistaiseksi keskustelun kohteena, koska se sisällytettiin taulukkoon vasta vuonna 2014.
Todennäköisesti se on puolimetalli. Sillä ei ole juuri lainkaan hapettavaa voimaa, joten se on halogeeneista heikoin, koska sen elektronit ovat liian kaukana ytimestä. Mutta on erittäin todennäköistä, että tennessiini on halogeeni, jonka pelkistävä ominaisuus on suurempi kuin hapettava.
Kokeellisesti suoritettu reaktio vedyn kanssa. TsH on yksinkertaisin yhteys. Tuloksena oleva tennessiinivety jatkaa useimpia vetyhalogenidien suuntauksia.
Fysikaaliset ominaisuudet
Ne on mainittava lyhyesti. Joten:
- Fluori on myrkyllinen vaaleankeltainen kaasu, jolla on pistävä haju.
- Kloori on vaaleanvihreä kaasu. Sillä on myös voimakas haju ja se on myrkyllisempi kuin fluori.
- Bromi on punaruskea raskas neste. Hänenhöyryt ovat erittäin myrkyllisiä.
- Jodi on tummanharmaa kiinteä aine, jolla on metallinen kiilto.
- Astatiini on sini-musta kiinteä aine. Näyttää jodilta.
Halogeenien hankinta
Tämä on viimeinen asia. Halogeenien kemialliset ominaisuudet ja tuotanto liittyvät suoraan toisiinsa. Ensimmäinen ehdottaa toista. Tässä on joitain tapoja saada nämä aineet:
- Halogenidien sulatteiden tai liuosten elektrolyysin kautta - niiden yhdisteet muiden alkuaineiden tai radikaalien kanssa.
- Niiden kiinteiden suolojen ja väkevän rikkihapon vuorovaikutuksen kautta. Mutta tämä koskee vain HF:ää ja HCl:ää.
- HBr ja HI voidaan saada hydrolysoimalla fosforihalogenideja.
- halogenidivetyhappojen hapetus.
- HClO saadaan hydrolyysillä kloorin vesiliuoksissa.
- HOBr muodostuu veden ja halogeenin vuorovaikutuksesta.
Mutta yleensä on monia muitakin tapoja saada, nämä ovat vain esimerkkejä. Loppujen lopuksi halogeeneja käytetään laaj alti teollisuudessa. Fluorista valmistetaan voiteluaineita, klooria käytetään valkaisuun ja desinfiointiin, bromia käytetään lääketieteessä ja valokuvausmateriaalien valmistuksessa, eikä jodista kannata edes puhua.
