Ở đây người đọc sẽ tìm thấy thông tin về các halogen, các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn của D. I. Mendeleev. Nội dung của bài viết sẽ giúp bạn làm quen với các tính chất hóa học và vật lý, vị trí trong tự nhiên, phương pháp ứng dụng, v.v.
Thông tin chung
Halogens là tất cả các nguyên tố trong bảng hóa học của D. I. Mendeleev, nằm trong nhóm thứ mười bảy. Theo một phương pháp phân loại chặt chẽ hơn, đây là tất cả các phần tử của nhóm thứ bảy, phân nhóm chính.
halogen là những nguyên tố có khả năng phản ứng với hầu hết tất cả các chất thuộc loại đơn giản, ngoại trừ một lượng nhất định phi kim loại. Tất cả chúng đều là chất oxy hóa năng lượng, do đó, trong điều kiện tự nhiên, theo quy luật, chúng ở dạng hỗn hợp với các chất khác. Chỉ thị về hoạt động hóa học của các halogen giảm khi tăng số thứ tự của chúng.
Các nguyên tố sau được coi là halogen: flo, clo, brom, iot, astatin và tennessine được tạo ra nhân tạo.
Như đã đề cập trước đó, tất cả các halogen đều là chất oxy hóa với các đặc tính rõ rệt, và bên cạnh đó, chúng đều là phi kim loại. Mức năng lượng ngoài cùng có bảy electron. Tương tác với kim loại dẫn đến sự hình thành các liên kết ion và muối. Hầu hết tất cả các halogen, ngoại trừ flo, đều có thể hoạt động như một chất khử, đạt đến trạng thái oxi hóa cao nhất là +7, nhưng điều này đòi hỏi chúng phải tương tác với các nguyên tố có độ âm điện lớn.
Đặc điểm của từ nguyên
Năm 1841, nhà hóa học Thụy Điển J. Berzelius đề xuất đưa ra thuật ngữ halogen, gọi chúng là F, Br, I. Tuy nhiên, trước khi thuật ngữ này ra đời liên quan đến toàn bộ nhóm nguyên tố như vậy., vào năm 1811, nhà khoa học người Đức I. Schweigger đã gọi clo là từ tương tự, bản thân thuật ngữ này được dịch từ tiếng Hy Lạp là “muối”.
Cấu trúc nguyên tử và các trạng thái oxy hóa
Cấu hình electron của lớp vỏ nguyên tử ngoài cùng của các halogen như sau: astatin - 6s26p5, iot - 5s25p5, brom 4s24p5, clo - 3s 23p5, flo 2s22p5.
Halogens là những nguyên tố có bảy electron trên lớp vỏ electron thuộc loại ngoài cùng, cho phép chúng "dễ dàng" gắn một electron không đủ để hoàn thành lớp vỏ. Thông thường, trạng thái oxy hóa xuất hiện dưới dạng -1. Cl, Br, I và At, phản ứng với các nguyên tố có bậc cao hơn, bắt đầu thể hiện trạng thái oxi hóa dương: +1, +3, +5, +7. Flo có số oxi hóa không đổi ở trạng thái -1.
Phân phối
Theo quan điểm của nóCác halogen có hoạt tính cao thường được tìm thấy dưới dạng các hợp chất. Mức độ phân bố trong vỏ trái đất giảm dần theo sự gia tăng bán kính nguyên tử từ F đến I. Astatine trong vỏ trái đất được tính bằng gam, và tennessine được tạo ra nhân tạo.
Halogens xuất hiện tự nhiên phổ biến nhất trong các hợp chất halogenua, và iốt cũng có thể ở dạng kali hoặc natri iodat. Do khả năng hòa tan trong nước, chúng có mặt trong nước biển và nước muối tự nhiên. F là một đại diện hòa tan kém của halogen và thường được tìm thấy nhiều nhất trong đá trầm tích, và nguồn chính của nó là canxi florua.
Đặc điểm chất lượng vật lý
Các halogen có thể rất khác nhau và chúng có các đặc tính vật lý sau:
- Flo (F2) là chất khí màu vàng nhạt, có mùi hắc và khó chịu, không bị nén ở điều kiện nhiệt độ thường. Điểm nóng chảy là -220 ° C và nhiệt độ sôi là -188 ° C.
- Clo (Cl2) là chất khí không nén ở nhiệt độ thường, kể cả dưới áp suất, có mùi hắc, hắc, màu vàng xanh. Nó bắt đầu nóng chảy ở -101 ° С và sôi ở -34 ° С.
- Brom (Br2) là một chất lỏng nặng và dễ bay hơi, có màu nâu và mùi khét, nồng. Nóng chảy ở -7 ° C và sôi ở 58 ° C.
- Iodine (I2) - Chất dạng rắn này có màu xám đen, ánh kim loại, mùi khá gắt. Quá trình nấu chảy bắt đầu lúcđạt 113,5 ° С và sôi ở 184.885 ° С.
- Một halogen hiếm là astatine (Tại2), là chất rắn và có màu xanh đen với ánh kim loại. Điểm nóng chảy tương ứng với 244 ° C và bắt đầu sôi sau khi đạt đến 309 ° C.
Bản chất hóa học của halogen
Halogens là những nguyên tố có hoạt tính oxi hóa rất cao, tính oxi hóa yếu dần theo chiều từ F đến At. Flo, là đại diện tích cực nhất của halogen, có thể phản ứng với tất cả các loại kim loại, không loại trừ bất kỳ loại nào đã biết. Hầu hết các đại diện của kim loại, khi đi vào bầu khí quyển của flo, đều có thể tự bốc cháy, đồng thời giải phóng nhiệt lượng rất lớn.
Không để flo tiếp xúc với nhiệt, nó có thể phản ứng với một số lượng lớn các phi kim loại như H2, C, P, S, Si. Loại phản ứng trong trường hợp này là tỏa nhiệt và có thể kèm theo một vụ nổ. Khi bị nung nóng, F buộc các halogen còn lại bị oxi hóa, và khi bị chiếu bức xạ, nguyên tố này có thể phản ứng hoàn toàn với các khí nặng có tính chất trơ.
Khi tương tác với các chất thuộc loại phức tạp, flo gây ra các phản ứng năng lượng cao, ví dụ như oxy hóa nước, nó có thể gây nổ.
Clo cũng có thể phản ứng, đặc biệt là ở trạng thái tự do. Mức độ hoạt động của nó kém hơn flo, nhưng nó có thể phản ứng với hầu hết tất cả các chất đơn giản, nhưng nitơ, oxy và khí quý không phản ứng với nó. Tương tác với hydro, khi đun nóng hoặc ở nơi có ánh sáng tốt, clo sẽ tạo ra phản ứng dữ dội, kèm theo một vụ nổ.
Phản ứng cộng và phản ứng thế, Cl có thể phản ứng với một số lượng lớn các chất thuộc loại phức chất. Có thể thay thế Br và I do đun nóng từ các hợp chất tạo ra chúng với kim loại hoặc hydro, và cũng có thể phản ứng với các chất kiềm.
Brom hoạt động hóa học kém hơn so với clo hoặc flo, nhưng vẫn thể hiện rất rõ ràng. Điều này là do thực tế là Brôm thường được sử dụng làm chất lỏng nhất, vì ở trạng thái này, nồng độ ban đầu, trong các điều kiện giống hệt nhau, cao hơn nồng độ của Cl. Được sử dụng rộng rãi trong hóa học, đặc biệt là hữu cơ. Có thể hòa tan trong H2O và phản ứng một phần với nó.
Iot nguyên tố halogen tạo thành một chất đơn giản I2và có khả năng phản ứng với H2O, tan trong dung dịch iodua, tạo thành trong khi các anion phức tạp. Tôi khác với hầu hết các halogen ở chỗ nó không phản ứng với hầu hết các đại diện của phi kim loại và phản ứng chậm với kim loại, trong khi nó phải được đun nóng. Nó chỉ phản ứng với hydro khi bị nung nóng mạnh và phản ứng thu nhiệt.
Astatine halogen hiếm (At) ít phản ứng hơn iot, nhưng có thể phản ứng với kim loại. Sự phân ly tạo ra cả anion và cation.
Ứng dụng
Hợp chất halogen được con người sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. cryolite tự nhiên(Na3AlF6) được sử dụng để thu được Al. Brom và iốt thường được sử dụng như những chất đơn giản bởi các công ty dược phẩm và hóa chất. Halogens thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận máy móc. Đèn pha là một trong những thứ đó. Điều rất quan trọng là chọn vật liệu phù hợp cho bộ phận này của xe, vì đèn pha chiếu sáng đường vào ban đêm và là cách để phát hiện cả bạn và những người lái xe khác. Xenon được coi là một trong những vật liệu composite tốt nhất để tạo ra đèn pha. Halogen, tuy nhiên, chất lượng không thua kém nhiều so với khí trơ này.
Halogen tốt là flo, một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong kem đánh răng. Nó giúp ngăn ngừa sự xuất hiện của bệnh răng miệng - sâu răng.
Nguyên tố halogen như clo (Cl) được sử dụng trong sản xuất HCl, thường được sử dụng trong quá trình tổng hợp các chất hữu cơ như nhựa, cao su, sợi tổng hợp, thuốc nhuộm và dung môi, v.v. Cũng như các hợp chất clo được sử dụng làm chất tẩy trắng cho vải lanh, bông, giấy và như một chất chống vi khuẩn trong nước uống.
Chú ý! Độc
Do khả năng phản ứng rất cao, các halogen được gọi là độc. Khả năng tham gia phản ứng rõ rệt nhất ở flo. Halogens có đặc tính gây ngạt rõ rệt và có khả năng gây tổn hại cho các mô khi tương tác.
Flo trong hơi và bình xịt được coi là một trong những chất có khả năngcác dạng halogen nguy hiểm có hại cho các sinh vật xung quanh. Điều này là do khứu giác kém cảm nhận được và chỉ cảm nhận được sau khi đạt nồng độ cao.
Tổng hợp
Như chúng ta thấy, halogen là một phần rất quan trọng trong bảng tuần hoàn của Mendeleev, chúng có nhiều tính chất, khác nhau về chất lượng vật lý và hóa học, cấu trúc nguyên tử, trạng thái oxy hóa và khả năng phản ứng với kim loại và phi kim loại. Trong công nghiệp, chúng được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, từ chất phụ gia trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân đến tổng hợp hóa chất hữu cơ hoặc chất tẩy trắng. Mặc dù xenon là một trong những cách tốt nhất để duy trì và tạo ra ánh sáng cho đèn pha ô tô, nhưng halogen vẫn tốt gần như xenon và cũng được sử dụng rộng rãi và có những ưu điểm của nó.
Bây giờ bạn đã biết halogen là gì. Một từ khóa với bất kỳ câu hỏi nào về những chất này không còn là trở ngại đối với bạn.
