ハロゲンの性質、構造および用途



の ハロゲン それらは周期律表の第VIIA族または第17族に属する非金属元素です。それらは電気陰性度および高い電子親和性を有し、それらは金属とのそれらの結合のイオン性に大きく影響する。 「ハロゲン」という言葉はギリシャ語由来で「塩形成」を意味します. 

しかし、ハロゲンとは何ですか？フッ素（F）、塩素（Cl）、臭素（Br）、ヨウ素（I）と放射性元素および短命のアスタチン（At）。それらは非常に反応性が高いので、それらはそれら自身の間で反応して二原子分子を​​形成する。2, Cl2, Br2, 私は2 とで2. これらの分子は、異なる物理的状態を有するが、類似の構造特性（線状分子）を有することを特徴とする。.

上の画像では、3つのハロゲンが示されています。左から右へ：塩素、臭素およびヨウ素。ガラス容器は腐食に耐えられないので、フッ素もアスタチンもガラス容器に貯蔵することはできない。あなたのグループを通ってヨウ素元素に降りるにつれて、ハロゲンの官能特性がどのように変化するかに注目してください.

フッ素は黄色がかった色調のガスです。塩素もありますが、黄緑色です。臭素は濃い赤みを帯びた液体です。ヨウ素、紫の倍音を持つ黒い固体。そしてアスタチン、暗くて輝いている金属固体.

ハロゲンは、いくつかの希ガス（キセノンやクリプトンなど）を使っても、周期表のほとんどすべての元素と反応することができます。そうすると、原子をより積極的な酸化状態に酸化し、それらを強力な酸化剤に変えることができます。.

それらはまた、それらがそれらの原子のいくつかと結合または置換するときに分子に特定の性質を付与する。これらの種類の化合物はハロゲン化物と呼ばれます。実際、ハロゲン化物はハロゲンの主な天然源であり、それらの多くは海に溶け込んでいるか、鉱物の一部です。蛍石（ＣａＦ）の場合がそうである。2）.

ハロゲンもハロゲン化物も幅広い用途があります。工業や技術から、岩塩（塩化ナトリウム）がそうであるように特定の食品の味を単に強調するために.

索引

  • 1物理的および化学的性質
  • 2分子構造
    • 2.1分子間相互作用
  • 3ハロロス
  • 4つの用途
    • 4.1塩素
    • 4.2臭素
    • 4.3ヨウ素
    • 4.4フッ素
    • 4.5アスタタス
  • 5参考文献

物理的および化学的性質

原子量

フッ素（Ｆ）１８．９９ｇ ／ ｍｏｌ。塩素（Ｃｌ）３５．４５ｇ ／ ｍｏｌ。臭素（Ｂｒ）７９．９０ｇ ／ ｍｏｌ。ヨウ素（I）126.9 g / molおよびアスタチン（At）210 g / mol,

物理的な状態

Fガス状。 Clガス。 Ｂｒ液体。しっかりとしっかりしています.

色

F、淡黄褐色。 Cl、淡い緑色。 Br、赤褐色。私、すみれとAt、メタリックブラック* *（仮定）

融点

Ｆ − ２１９．６℃。 ＣＩ − １０１．５℃。 Ｂｒ − ７．３℃。私は113.7℃と302℃で.

沸点

Ｆ − １１８．１２℃。 Ｃｌ − ３４．０４℃。 Br 58.8℃。私は184.3℃そして？337℃で.

25℃での密度

F - 0.0017 g / cm3; Cl- 0.0032 g / cm3; Br- 3.102 g / cm3; I - 4.93 g / cm3 そして - 6.2-6.5 g / cm3

水への溶解度

Cl- 0.091 mmol / cm3; Br- 0.21 mmol / cm3 そして - 0.0013ミリモル/ cm3.

イオン化エネルギー

Ｆ − １６８１ｋＪ ／ ｍｏｌ。 Ｃｌ − １．２５１ｋＪ ／ ｍｏｌ。 Ｂｒ − １，１４０ｋＪ ／ ｍｏｌ。 I-1,008 kJ / molおよびAt-890 kJ / mol.

電気陰性度

Ｆ − ４．０； Ｃ１−３．０。 Ｂｒ − ２．８。 I-2,5とAt-2,2.

ハロゲンはそれらの原子価殻に７個の電子を有し、それ故にそれらは電子を得るためのそれらの大きな結合力を有する。また、ハロゲンは、それらの小さい原子半径および原子核によって原子価電子に及ぼされる大きな引力のために高い電気陰性度を有する。.

反応性

ハロゲンは反応性が高いので、その毒性の説明になります。また、それらは酸化剤です.

反応性の降順は次のとおりです。F> Cl> Br> I> At.

自然の中の状態

その高い反応性のために、ハロゲン原子は事実上遊離していない。しかし、それらは凝集体を形成しているか、または共有結合によって連結された二原子分子として.

分子構造

ハロゲンは元素原子としてではなく、二原子分子として自然界には存在しません。しかしながら、それらはすべてそれらが線状分子構造を有するという共通点を有し、そして唯一の違いはそれらの結合の長さおよびそれらの分子間相互作用にある。.

線状分子X-X（X2なぜなら、両方の原子はそれらに向かって電子対を強く引き付けるからです。なんで？それらの外部電子は非常に高い実効核電荷を経験するので、Zef。 Zefが大きいほど、X-Xリンクの距離は短くなります。.

それが群を通って下降するにつれて、Zefはより弱くなりそしてこれらの分子の安定性は増す。したがって、反応性の降順は次のとおりです。2> Cl2> Br2>私は2. しかしながら、それは放射能のために十分に安定な未知の同位体であるので、アスタチンをフッ素と比較することは不都合である。.

分子間相互作用

一方、それらの分子には双極子モーメントがなく、無極性です。この事実は、その弱い分子間相互作用の原因であり、その唯一の潜在力は分散またはロンドンであり、これは原子量および分子領域に比例する。.

このようにして、Fの小分子2 それは固体を形成するのに十分な質量または電子を持っていません。私と違い2, ヨウ素分子は、紫色の蒸気を発する固体のままです.

臭素は両端間の中間例を表す：Ｂｒ分子2 それらは液体状態で彼ら自身を提示するのに十分に相互作用.

astatusはおそらく、その増加する金属的な性格のために、Atとしてそれ自体を提示しません。2 しかし金属結合を形成するAt原子として.

その色（黄 - 黄 - 緑 - 赤 - 紫 - 黒）に関して、最も適切な説明は分子軌道理論（TOM）に基づいています。最後の全分子軌道と次に高いエネルギー（反結合）との間のエネルギー距離は、ますます大きな波長を有する光子の吸収によって克服される.

ハロロス

ハロゲンは、無機であれ有機であれ、反応してハロゲン化物を形成する。最もよく知られているのは、ハロゲン化水素：フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）およびヨウ化水素（ＨＩ）である。.

それらのすべてが水に溶解すると酸性溶液を生成する。そのため、HFはガラス容器を劣化させることがあります。さらに、出発物質は非常に強い酸の合成のために考慮されます.

金属の原子価に依存する化学式を有する、いわゆる金属ハロゲン化物もある。例えば、アルカリ金属のハロゲン化物は式ＭＸを有し、それらには以下が含まれる。 ＫＢｒ、臭化カリウム。 ＣｓＦ、フッ化セシウム。 ＬｉＩ、ヨウ化リチウム.

アルカリ土類金属、遷移金属またはブロックｐの金属のハロゲン化物は、式ＭＸを有する。n, ここで、nは金属の正電荷です。だから、それらのいくつかの例は次のとおりです。FeCl3, 三塩化鉄MgBr2, 臭化マグネシウム。アルフ3, 三フッ化アルミニウム。とCuI2, ヨウ化第二銅.

しかしながら、ハロゲンも炭素原子と結合を形成することができる。したがって、それらは有機化学の複雑な世界と生化学のそれに干渉することができます。これらの化合物は有機ハロゲン化物と呼ばれ、一般的な化学式RXを持ちます。ここで、Xはハロゲンのいずれかです。.

用途

塩素

業界では

-臭素と塩素は、羊毛を白くして処理するために繊維産業で使用されています。.

-それはditritusのためのそして飲料水そしてプールの浄化のための消毒剤として使用されています。さらに、塩素由来の化合物は洗濯や製紙業界で使用されています.

-特別な電池や塩素化炭化水素の製造に用途があります。食肉、野菜、魚、果物の加工にも使用されています。また、塩素は殺菌剤として働きます.

-それは革をきれいにしてそして浄化するのに用いられて、そしてセルロースを白くするのに用いられます。以前は三塩化窒素が漂白剤と粉のコンディショナーとして使用されていました.

-閃光ガス（COCl）2）は、軍用ガスの製造と同様に、多数の工業合成プロセスにおいて使用されている。閃光は非常に有毒であり、ガスが使用された第一次世界大戦での多数の死の原因となっています。.

-このガスは殺虫剤や燻蒸剤にも含まれています.

-NaClは、食品の調味料として、また家畜や家禽肉の保存に使用される非常に豊富な塩です。さらに、それは経口および静脈内の両方で、体の水分補給液に使用されます。.

薬で

-薬物に結合するハロゲン原子はそれらをより親油性にする。これにより、薬物はそれを形成する脂質に溶解している細胞膜をより容易に通過することができる。.

-塩素は神経伝達物質GABA受容体に結合したイオンチャンネルを通して中枢神経系のニューロンに拡散し、かくして鎮静作用を生じる。これはいくつかの抗不安薬の作用のメカニズムです.

-HClは胃の中に存在し、そこで食物の加工を促進する還元環境を作り出します。さらに、ＨＣｌは、タンパク質材料の腸管吸収の前に、タンパク質の加水分解を開始する酵素であるペプシンを活性化する。.

その他

-塩酸（HCl）は、バスルームの清掃、教育研究室、および多くの産業で使用されています。.

-ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）は、衣類、床タイル、電気ケーブル、ホース、パイプ、インフレータブル構造物および屋根瓦に使用される塩化ビニルポリマーである。さらに、塩素は他のプラスチック材料の製造における中間体として使用されます。.

-塩素は臭素の抽出に使用されます.

-塩化メチルは麻酔薬として役立ちます。特定のシリコーンポリマーの製造や脂肪、油、樹脂の抽出にも使用されます。.

-クロロホルム（CHCl3）多くの実験室、特に有機化学および生化学の実験室で、教育から研究に使用される溶剤です。.

-そして最後に塩素に関しては、トリクロロエチレンは金属部品の脱脂に使用されます。.

臭素

-臭素は金の採掘過程や石油・ガス井の掘削に使用されています。それはプラスチックおよびガス工業の燃焼の抑制剤として使用されます。臭素は酸素の炎を隔離してそれを遮断させる.

-それは、作動油、冷却剤および除湿剤、ならびに毛髪を成形するための調製物の製造における中間体である。臭化カリウムは版および写真用紙の製造に使用されます.

-臭化カリウムも抗けいれん薬として使用されていますが、塩が神経機能障害を引き起こす可能性があるため、その使用は減少しています。さらに、その一般的な用途のもう1つは、赤外分光法の固体サンプルの測定用のタブレットとしてです.

-臭素化合物は、肺炎の治療に使用される薬に含まれています。また、臭素化合物はアルツハイマー病の治療で行われている試験で使用される薬に組み込まれています.

-臭素は石炭を燃料とする発電所の水銀汚染を減らすのに使われます。それはまた別の色の染料を作成するのに繊維産業で使用されています.

-臭素メチルは土および住宅のスプレーのための殺虫剤として使用されましたがオゾンの有害な効果は使用を制限しました.

-ハロゲンランプは白熱灯で、少量の臭素とヨウ素を加えると電球のサイズを小さくすることができます。.

ヨウ素

-ヨウ素は甲状腺、体の代謝を調節するホルモンの機能に介入します。甲状腺はホルモンＴ３およびＴ４を分泌し、それらはそれらの標的器官に対してそれらの作用を発揮する。例えば、心筋に対するホルモン作用は血圧と心拍数の増加を引き起こします.

-同様に、ヨウ素は澱粉の存在の確認に使用される。ヨウ化銀は写真の暴露に使われる試薬です。.

フッ素

-虫歯の発生を防ぐために、いくつかのフッ素化合物が練り歯磨きに添加される。フッ素誘導体はいくつかの麻酔薬に含まれています。製薬業界では、生物への影響の改善の可能性を研究するためにフッ化物を薬に取り入れています。.

-フッ化水素酸はガラスを燃やすのに使用されています。ハロン（フレオンなどの消火ガス）の製造にも。フッ素化合物はアルミニウムの電気分解に使用されてその精製を達成します.

-反射防止膜はフッ素化合物を含有する。プラズマスクリーン、フラットスクリーン、微小電気機械システムの製造に使用されています。いくつかのセラミックスで使用される粘土にもフッ素が含まれています.

アスタタス

アスタチンは、甲状腺の機能を調節する際にヨウ素に寄与し得ると考えられている。また、その放射性同位元素（210At）はマウスのがん研究に使用されています.

参考文献

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