Die Halogene oder Halogen-Elemente sind eine Reihe von Nichtmetall-Elementen von der Gruppe 17 IUPAC Stil (früher: VII, VIIA) des Periodensystems, Fluor (F), Chlor (Kl.), Brom (Br), Jod (I), und Astat (Daran) umfassend. Das künstlich geschaffene Element 117, provisorisch verwiesen auf durch den systematischen Namen ununseptium, kann auch ein Halogen sein.

Die Gruppe von Halogenen ist die einzige Periodensystem-Gruppe, die Elemente in allen drei vertrauten Staaten der Sache bei der Standardtemperatur und dem Druck enthält.

Geschichte und Etymologie

1842 hat der schwedische Chemiker Baron Jöns Jakob Berzelius den Begriff "Halogen" - ἅλς (háls), "Salz" oder "Meer" und γεν-(Information-), von  (gí'gnomai) vorgeschlagen, "kommen Sie um", - für die vier Elemente zu sein (Fluor, Chlor, Brom und Jod), die eine Substanz "Seesalz wie" erzeugen, wenn sie eine Zusammensetzung mit einem Metall bilden. Früher, 1811, war das Wort "Halogen" als ein Name für das kürzlich entdeckte Element-Chlor, aber der vorgeschlagene Begriff von Davy für dieses Element schließlich gewonnen vorgeschlagen worden.

Gruppentendenzen

Wie andere Gruppen zeigen die Kandidaten dieser Familie Muster in seiner Elektronkonfiguration, besonders die äußersten Schalen, die auf Tendenzen auf das chemische Verhalten hinauslaufen:

Die Halogene zeigen eine Reihe von Tendenzen, wenn sie die Gruppe — zum Beispiel herunterlassen, Elektronegativität und Reaktionsfähigkeit vermindernd, und das Schmelzen und den Siedepunkt vergrößernd.

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Halogen-Moleküle von Diatomic

Die Elemente werden weniger reaktiv und haben höhere Schmelzpunkte, als die Atomnummer zunimmt.

Chemie

Reaktionsfähigkeit

Halogene sind hoch reaktiv, und weil solcher schädlich oder zu biologischen Organismen in genügend Mengen tödlich sein kann. Diese hohe Reaktionsfähigkeit ist wegen der Atome, die hoch electronegative wegen ihrer hohen wirksamen Kernanklage sind. Sie können ein Elektron gewinnen, indem sie mit Atomen anderer Elemente reagieren. Fluor ist eines von den meisten reaktiven Elementen in der Existenz, sonst träge Materialien wie Glas angreifend, und Zusammensetzungen mit dem schwereren edlen Benzin bildend. Es ist ein zerfressendes und hoch toxisches Benzin. Die Reaktionsfähigkeit des Fluors ist solch, dass, wenn verwendet oder versorgt im Laborglas es mit dem Glas in Gegenwart von kleinen Beträgen von Wasser reagieren kann, um Silikon tetrafluoride (SiF) zu bilden. So muss Fluor mit Substanzen wie Teflon behandelt werden (der selbst eine Organofluorine-Zusammensetzung ist), äußerst trockenes Glas oder Metalle wie Kupfer oder Stahl, die eine Schutzschicht des Fluorids auf ihrer Oberfläche bilden.

Die hohe Reaktionsfähigkeit des Fluors bedeutet dass, sobald es wirklich mit etwas, es Obligationen damit so stark reagiert, dass das resultierende Molekül sehr träge und zu irgend etwas anderem phasenfrei ist. Zum Beispiel ist Teflon mit Kohlenstoff verpfändetes Fluor.

Sowohl Chlor als auch Brom werden als Antiseptiken für Trinkwasser, Schwimmbäder, frische Wunden, Kurorte, Teller und Oberflächen verwendet. Sie töten Bakterien und andere potenziell schädliche Kleinstlebewesen durch einen als Sterilisation bekannten Prozess. Ihre Reaktionsfähigkeit wird auch gestellt, um in der Bleiche zu verwenden. Natrium hypochlorite, der vom Chlor erzeugt wird, ist die aktive Zutat von den meisten Stoff-Bleichmitteln, und Chlor-abgeleitete Bleichmittel werden in der Produktion von einigen Papierprodukten verwendet. Chlor reagiert auch mit Natrium, um Natriumchlorid zu schaffen, das ein anderer Name für Tabellensalz ist.

Wasserstoffhalogenide

Die Halogene die ganze Form binäre Zusammensetzungen mit Wasserstoff, der als die Wasserstoffhalogenide (HF, HCl, HBr, HALLO, und HUT) bekannt ist, von denen alle starke Säuren mit Ausnahme von HF sind. Wenn in der wässrigen Lösung die Wasserstoffhalogenide als hydrohalic Säuren bekannt sind. HUT, oder "hydroastatic Säure", sollte sich auch qualifizieren, aber es wird in Diskussionen von hydrohalic Säuren wegen der äußersten Instabilität des Astats zum Alpha-Zerfall nicht normalerweise eingeschlossen.

Metallhalogenide

Die Halogene bilden viele Zusammensetzungen mit Metallen. Diese Zusammensetzungen erstrecken sich von hoch ionischen Zusammensetzungen wie Natriumchlorid, monomeric covalent Zusammensetzungen wie Uran hexafluoride und polymere Covalent-Zusammensetzungen wie Palladium-Chlorid. Metallhalogenide werden allgemein durch die direkte Kombination, oder allgemeiner, Neutralisierung von grundlegendem Metallsalz mit einer hydrohalic Säure erhalten. Sie dienen als nützliche Zugang-Punkte in die anorganische Chemie.

Zwischenhalogen-Zusammensetzungen

Die Halogene reagieren mit einander, um Zwischenhalogen-Zusammensetzungen zu bilden. Zwischenhalogen-Zusammensetzungen von Diatomic wie BrF, ICl und ClF haben Ähnlichkeit mit den reinen Halogenen in etwas Hinsicht. Die Eigenschaften und das Verhalten einer diatomic Zwischenhalogen-Zusammensetzung neigen dazu, zwischen denjenigen seiner Elternteilhalogene Zwischen-zu sein. Einige Eigenschaften werden jedoch in keinem Elternteilhalogen gefunden. Zum Beispiel sind Kl. und ich in CCl auflösbar, aber ICl ist nicht, da es ein polares Molekül wegen des relativ großen Elektronegativitätsunterschieds zwischen mir und Kl. ist.

Organohalogen vergleicht sich

Viele synthetische organische Zusammensetzungen wie Plastikpolymer und einige natürliche, enthalten Halogen-Atome; diese sind als halogenated Zusammensetzungen oder organische Halogenide bekannt. Chlor ist bei weitem von den Halogenen und dem einzigen am reichlichsten, das in relativ großen Beträgen (als Chlorid-Ionen) durch Menschen erforderlich ist. Zum Beispiel spielen Chlorid-Ionen eine Schlüsselrolle in der Gehirnfunktion durch das Vermitteln der Handlung des hemmenden Senders GABA und werden auch durch den Körper verwendet, um Magen-Säure zu erzeugen. Jod ist in Spur-Beträgen für die Produktion von Schilddrüse-Hormonen wie thyroxine erforderlich. Andererseits, wie man glaubt, sind weder Fluor noch Brom für Menschen notwendig. Organohalogens werden auch durch die nucleophilic Abstraktionsreaktion synthetisiert.

Polyhalogenated vergleicht sich

Zusammensetzungen von Polyhalogenated werden mit vielfachen Halogenen eingesetzte Zusammensetzungen industriell geschaffen. Viele von ihnen sind sehr toxisch und bioaccumulate in Menschen, und haben eine sehr breite Anwendungsreihe. Sie schließen verleumdeten PCBs von viel, PBDEs, und PFCs sowie viele andere Zusammensetzungen ein.

Reaktionsfähigkeit mit Wasser

Fluor reagiert kräftig mit Wasser, um Sauerstoff (O) und Wasserstofffluorid (HF) zu erzeugen:

:2 F (g) + 2 HO (l)  O (g) + 4 HF (aq)

Chlor hat maximale Löslichkeit von ca. 7.1 g Kl. pro Kg Wasser an der Umgebungstemperatur (21 °C). Aufgelöstes Chlor reagiert, um Salzsäure (HCl) und hypochlorous Säure, eine Lösung zu bilden, die als ein Antiseptikum oder Bleichmittel verwendet werden kann:

:Cl (g) + HO (l)  HCl (aq) + HClO (aq)

Brom hat eine Löslichkeit von 3.41 g pro 100 g von Wasser, aber es reagiert langsam, um Wasserstoffbromid (HBr) und hypobromous Säure (HBrO) zu bilden:

:Br (g) + HO (l)  HBr (aq) + HBrO (aq)

Jod ist jedoch in Wasser (0.03 g/100 g Wasser an 20 °C) minimal auflösbar und reagiert damit nicht. Jedoch wird Jod eine wässrige Lösung in Gegenwart vom iodide Ion, solcher als durch die Hinzufügung des Kaliums iodide (KI) bilden, weil das triiodide Ion gebildet wird.

Produktion

Anwendungen

Rauschgift-Entdeckung

In der Rauschgift-Entdeckung läuft die Integration von Halogen-Atomen in einen Leitungsrauschgift-Kandidaten auf Entsprechungen hinaus, die gewöhnlich mehr lipophilic und weniger auflösbares Wasser sind. Folglich werden Halogen-Atome verwendet, um Durchdringen durch lipid Membranen und Gewebe zu verbessern. Hieraus folgt dass es eine Tendenz für einige halogenated Rauschgifte gibt, um im fetthaltigen Gewebe anzuwachsen.

Die chemische Reaktionsfähigkeit von Halogen-Atomen hängt sowohl von ihrem Punkt der Verhaftung zur Leitung als auch von der Natur des Halogens ab. Aromatische Halogen-Gruppen sind viel weniger reaktiv als aliphatic Halogen-Gruppen, die beträchtliche chemische Reaktionsfähigkeit ausstellen können. Für aliphatic Obligationen des Kohlenstoff-Halogens ist das C-F Band am stärksten und gewöhnlich weniger chemisch reaktiv als aliphatic C-H Obligationen. Die anderen Aliphatic-Halogen-Obligationen, sind ihre Reaktionsfähigkeit schwächer, die unten das Periodensystem vergrößert. Sie sind gewöhnlich chemischer reaktiv als aliphatic C-H Obligationen. Folglich sind die allgemeinsten Halogen-Ersetzungen das weniger reaktive aromatische Fluor und die Chlor-Gruppen.

Biologische Rolle

Giftigkeit

Siehe auch

• Pseudohalogen
• Halogen-Band
• Halogen-Lampe

Weiterführende Literatur

• N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente, 2. Hrsg., Butterworth-Heinemanns, Oxfords, das Vereinigte Königreich, 1997.