Hier findet der Leser Informationen über Halogene, chemische Elemente des Periodensystems von D. I. Mendelejew. Der Inh alt des Artikels ermöglicht es Ihnen, sich mit ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften, ihrem Standort in der Natur, Anwendungsmethoden usw. vertraut zu machen.
Allgemeine Informationen
Halogene sind alle Elemente der chemischen Tabelle von D. I. Mendeleev, die zur siebzehnten Gruppe gehören. Nach einer strengeren Klassifizierungsmethode sind dies alles Elemente der siebten Gruppe, der Hauptuntergruppe.
Halogene sind Elemente, die mit fast allen Stoffen einfacher Art reagieren können, mit Ausnahme einiger Nichtmetalle. Alle von ihnen sind Energieoxidationsmittel, daher liegen sie unter natürlichen Bedingungen in der Regel in gemischter Form mit anderen Substanzen vor. Der Indikator für die chemische Aktivität von Halogenen nimmt mit zunehmender Seriennummer ab.
Die folgenden Elemente gelten als Halogene: Fluor, Chlor, Brom, Jod, Astat und künstlich hergestelltes Tennessin.
Wie bereits erwähnt, sind alle Halogene Oxidationsmittel mit ausgeprägten Eigenschaften und außerdem allesamt Nichtmetalle. Das äußere Energieniveau hat sieben Elektronen. Die Wechselwirkung mit Metallen führt zur Bildung von ionischen Bindungen und Salzen. Fast alle Halogene, mit Ausnahme von Fluor, können als Reduktionsmittel wirken und die höchste Oxidationsstufe von +7 erreichen, aber dies erfordert, dass sie mit Elementen mit hoher Elektronegativität wechselwirken.
Merkmale der Etymologie
1841 schlug der schwedische Chemiker J. Berzelius vor, den Begriff Halogene einzuführen, wobei er sich auf die damals bekannten F, Br, I bezog. Allerdings vor der Einführung dieses Begriffs in Bezug auf die gesamte Gruppe solcher Elemente, im Jahr 1811, nannte der deutsche Wissenschaftler I. Schweigger Chlor das gleiche Wort, der Begriff selbst wurde aus dem Griechischen als „Salz“übersetzt.
Atomstruktur und Oxidationsstufen
Die Elektronenkonfiguration der äußeren Atomhülle von Halogenen ist wie folgt: Astat - 6s26p5, Jod - 5s 25p5, Brom 4s24p5, Chlor – 3s 23p5, Fluor 2s22p5.
Halogene sind Elemente, die sieben Elektronen auf der Elektronenhülle des äußeren Typs haben, wodurch sie "leicht" ein Elektron anlagern können, das nicht ausreicht, um die Hülle zu vervollständigen. Typischerweise erscheint die Oxidationsstufe als -1. Cl, Br, I und At, die mit Elementen mit höherem Grad reagieren, beginnen, einen positiven Oxidationszustand zu zeigen: +1, +3, +5, +7. Fluor hat eine konstante Oxidationsstufe von -1.
Verteilung
In Anbetracht dessenAls Verbindungen werden meist hochreaktive Halogene gefunden. Der Verteilungsgrad in der Erdkruste nimmt entsprechend der Zunahme des Atomradius von F nach I ab. Astatin in der Erdkruste wird in Gramm gemessen und Tennessin wird künstlich erzeugt.
Halogene kommen in der Natur am häufigsten in Halogenidverbindungen vor, und Jod kann auch in Form von Kalium- oder Natriumjodat vorliegen. Aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit sind sie in ozeanischen Gewässern und natürlich vorkommenden Solen vorhanden. F ist ein schwerlöslicher Vertreter der Halogene und kommt am häufigsten in Sedimentgesteinen vor, seine Hauptquelle ist Calciumfluorid.
Körperliche Qualitätsmerkmale
Halogene können sehr unterschiedlich sein und haben die folgenden physikalischen Eigenschaften:
- Fluor (F2) ist ein hellgelbes Gas mit einem stechenden und irritierenden Geruch und wird unter normalen Temperaturbedingungen nicht komprimiert. Der Schmelzpunkt liegt bei -220 °C und der Siedepunkt bei -188 °C.
- Chlor (Cl2) ist ein Gas, das sich bei normaler Temperatur auch unter Druck nicht verdichtet, einen erstickenden, stechenden Geruch und eine grün-gelbe Farbe hat. Es beginnt bei -101 °С zu schmelzen und bei -34 °С zu sieden.
- Brom (Br2) ist eine flüchtige und schwere Flüssigkeit mit einer braunen Farbe und einem scharfen, üblen Geruch. Schmilzt bei -7°C und siedet bei 58°C.
- Jod (I2) - Diese feste Substanz hat eine dunkelgraue Farbe und einen metallischen Glanz, der Geruch ist ziemlich scharf. Der Schmelzvorgang beginnt umerreicht 113,5 °С und siedet bei 184,885 °С.
- Ein seltenes Halogen ist Astatin (At2), das ein Feststoff ist und eine schwarzblaue Farbe mit metallischem Glanz hat. Der Schmelzpunkt entspricht 244 °C, nach Erreichen von 309 °C beginnt das Sieden.
Chemische Natur von Halogenen
Halogene sind Elemente mit sehr hoher Oxidationsaktivität, die in Richtung von F nach At schwächer wird. Fluor, als der aktivste Vertreter der Halogene, kann mit allen Arten von Metallen reagieren, wobei bekannte nicht ausgeschlossen sind. Die meisten Vertreter von Metallen, die in die Fluoratmosphäre gelangen, unterliegen einer Selbstentzündung und setzen Wärme in großen Mengen frei.
Fluor kann ohne Hitzeeinwirkung mit einer Vielzahl von Nichtmetallen wie H2, C, P, S, Si reagieren. Die Art der Reaktionen ist dabei exotherm und kann von einer Explosion begleitet sein. Beim Erhitzen zwingt F die verbleibenden Halogene zur Oxidation, und wenn es Strahlung ausgesetzt wird, kann dieses Element vollständig mit schweren Gasen inerter Natur reagieren.
Bei der Wechselwirkung mit Stoffen eines komplexen Typs verursacht Fluor hochenergetische Reaktionen, z. B. durch Oxidation von Wasser kann es zu einer Explosion kommen.
Chlor kann auch reaktiv sein, besonders im freien Zustand. Sein Aktivitätsniveau ist geringer als das von Fluor, aber es kann mit fast allen einfachen Substanzen reagieren, aber Stickstoff, Sauerstoff und Edelgase reagieren nicht damit. Bei der Wechselwirkung mit Wasserstoff erzeugt Chlor beim Erhitzen oder bei gutem Licht eine heftige Reaktion, die von einer Explosion begleitet wird.
Neben Additions- und Substitutionsreaktionen kann Cl mit einer Vielzahl von Stoffen eines Komplextyps reagieren. Kann Br und I durch Erhitzen aus den von ihnen gebildeten Verbindungen mit Metall oder Wasserstoff verdrängen und auch mit alkalischen Substanzen reagieren.
Brom ist chemisch weniger aktiv als Chlor oder Fluor, zeigt sich aber dennoch sehr hell. Dies liegt daran, dass Brom Br am häufigsten als Flüssigkeit verwendet wird, weil in diesem Zustand der anfängliche Konzentrationsgrad unter anderen gleichen Bedingungen höher ist als der von Cl. Weit verbreitet in der Chemie, insbesondere in der organischen. Kann sich in H2O lösen und teilweise damit reagieren.
Das Halogenelement Jod bildet eine einfache Substanz I2 und kann mit H2O reagieren, löst sich in Jodidlösungen, bilden dabei komplexe Anionen. I unterscheidet sich von den meisten Halogenen dadurch, dass es mit den meisten Vertretern von Nichtmetallen nicht reagiert und mit Metallen langsam reagiert, während es erhitzt werden muss. Es reagiert nur bei starker Erwärmung mit Wasserstoff und die Reaktion ist endotherm.
Das seltene Halogenastatin (At) ist weniger reaktiv als Jod, kann aber mit Metallen reagieren. Bei der Dissoziation entstehen sowohl Anionen als auch Kationen.
Bewerbungen
Halogenverbindungen werden vom Menschen in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. natürlicher Kryolith(Na3AlF6) wird verwendet, um Al zu erh alten. Brom und Jod werden von pharmazeutischen und chemischen Unternehmen häufig als einfache Substanzen verwendet. Halogene werden häufig bei der Herstellung von Maschinenteilen verwendet. Scheinwerfer sind eines dieser Dinge. Es ist sehr wichtig, das richtige Material für diese Komponente des Autos zu wählen, da die Scheinwerfer nachts die Straße beleuchten und Sie und andere Autofahrer erkennen können. Xenon gilt als einer der besten Verbundwerkstoffe für die Herstellung von Scheinwerfern. Halogen steht diesem Edelgas jedoch qualitativ nicht viel nach.
Ein gutes Halogen ist Fluor, ein in Zahnpasta weit verbreiteter Zusatzstoff. Es hilft, das Auftreten von Zahnerkrankungen – Karies – zu verhindern.
Das Halogenelement wie Chlor (Cl) findet seine Verwendung bei der Herstellung von HCl, das häufig bei der Synthese von organischen Substanzen wie Kunststoffen, Gummi, synthetischen Fasern, Farbstoffen und Lösungsmitteln usw. sowie von Verbindungen verwendet wird Chlor wird als Bleichmittel für Leinen, Baumwolle, Papier und als Bakterienbekämpfungsmittel im Trinkwasser verwendet.
Achtung! Giftig
Halogene werden aufgrund ihrer sehr hohen Reaktivität zu Recht als giftig bezeichnet. Die Fähigkeit, Reaktionen einzugehen, ist bei Fluor am ausgeprägtesten. Halogene haben ausgeprägte erstickende Eigenschaften und können bei Wechselwirkung Gewebe schädigen.
Fluor in Dämpfen und Aerosolen gilt als eines der potenziellstengefährliche Formen von Halogenen, die für die umliegenden Lebewesen schädlich sind. Dies liegt daran, dass es vom Geruchssinn schlecht wahrgenommen wird und erst nach Erreichen einer hohen Konzentration wahrgenommen wird.
Zusammenfassen
Wie wir sehen können, sind Halogene ein sehr wichtiger Bestandteil des Periodensystems von Mendeleev, sie haben viele Eigenschaften, unterscheiden sich in physikalischen und chemischen Eigenschaften, Atomstruktur, Oxidationszustand und Fähigkeit, mit Metallen und Nichtmetallen zu reagieren. In der Industrie werden sie vielfältig eingesetzt, von Zusatzstoffen in Körperpflegeprodukten bis hin zur Synthese von organischen Chemikalien oder Bleichmitteln. Obwohl Xenon eine der besten Möglichkeiten ist, Licht in einem Autoscheinwerfer zu erh alten und zu erzeugen, ist Halogen immer noch fast so gut wie Xenon und auch weit verbreitet und hat seine Vorteile.
Jetzt weißt du, was ein Halogen ist. Ein Schlagwort bei Fragen zu diesen Stoffen ist für Sie kein Hindernis mehr.
