الهالوجينات : الخصائص و الأستخدامات
نفسر ما هي الهالوجينات وخصائص هذه العناصر. أيضا ، ما هي خصائصه واستخداماته وأمثلة.
استخدم البشر الهالوجينات منذ العصور القديمة.
ما هي الهالوجينات؟
تسمى الهالوجينات العناصر الكيميائية الستة الموجودة في المجموعة 17 (VIIA) من الجدول الدوري. تظهر سلوكيات كيميائية متشابهة ، مثل تكوين أملاح الصوديوم (Na) متشابهة جدًا. ومن هنا جاء اسمها من الكلمات اليونانية توقف– (“المبيعات و الجينات (“مصدر”).
الهالوجينات تم استخدامها منذ العصور القديمة من قبل البشر، حتى قبل امتلاك معرفة كيميائية عميقة تسمح لنا بتمييزها أو دراستها بشكل أفضل. كانت تستخدم بشكل رئيسي في شكل أملاح ، والتي استخدمها الفينيقيون واليونانيون القدماء كطريقة لحفظ الطعام (محلول ملحي).
انظر أيضا: أشباه الفلزات
ما هي العناصر الكيميائية الهالوجينات؟
تتكون عناصر الهالوجين من ستة:
- الفلور (F)
- الكلور (Cl)
- البروم (Br)
- اليود (I)
- أستات (في)
- تينيسي (Ts)
الخصائص الفيزيائية للهالوجينات
فيما يتعلق باللون ، يمكن أن تتراوح الهالوجينات من الأصفر الباهت إلى الأرجواني أو الأسود.
الهالوجينات هي مجموعة متنوعة ويمكن العثور عليها في درجة حرارة الغرفة والضغط في جميع حالات المادة الثلاث:
- الغازي. الفلور والكلور.
- سائل. البروم.
- صلب. اليود والأستات.
بخصوص اللون ، تتراوح من الأصفر الباهت (الفلور) إلى الأخضر المصفر (الكلور)والبني الأحمر (البروم) والأرجواني أو الأسود (اليود). من ناحية أخرى ، فإن الأستات هو عنصر غير مستقر ومشع لا يحتوي على نصف عمر طويل بما يكفي لرؤيته. من ناحية أخرى ، التينيس هو عنصر اصطناعي لا تزال خصائصه قيد الدراسة.
الخواص الكيميائية للهالوجينات
الهالوجينات هم رد الفعل للغاية، لذلك لم يتم العثور عليها أبدًا في شكلها الأحادي ، بل كجزء من مركبات أخرى. يمكن العثور عليها على الأكثر عن طريق تكوين جزيئات ثنائية الذرة من نفس العنصر. على سبيل المثال: F2 و Cl2 و Br2 و I2.
تشكل الهالوجينات أيونات أحادية التكافؤ (-1) ، أي ، يحتاجون إلى إلكترون لإكمال مستوى طاقتهم الأخير. لذلك ، فهي كلها عناصر مؤكسدة. وبالمثل ، فإن كهرسلبيتها 2.5 على مقياس بولينج (أو أقل). الفلور هو الأكثر كهرسلبية.
ما هي الهالوجينات المستخدمة؟
غالبًا ما يستخدم اليود كمطهر.
يتم استخدام الهالوجينات عدة مرات ، مثل في شكل أملاح أو صبغات صالحة للأكل للاستخدام الطبي. يشاركون في تصنيع المصابيح والمبيضات والمنظفات. تستخدم في معالجة مياه الشرب ومياه حمامات السباحة (خاصة الكلور).
تستخدم مركبات البروم (البروميدات) كمهدئات وكمادة مواد لصناعة التصوير الفوتوغرافي. يستخدم اليود كمطهر. يستخدم الفلور ، من جانبه ، في صناعة مواد مضادة للتجمد ومواد تشحيم وراتنجات تفلون.
وفرة الهالوجين
من بين جميع الهالوجينات والفلور والكلور الأكثر وفرة في الطبيعة (تتوافق مع 0.065٪ و 0.055٪ على التوالي). نظرًا لتفاعلها الكبير ، فهي دائمًا جزء من مركبات أخرى.
تتحلل أكبر رواسب الكلور الموجودة على الكوكب في مياه المحيطات ، على شكل ملح البحر (NaCl). هناك أيضا تم العثور على البروم ، وإن كان بكميات أقل بكثير.
تم العثور على اليود ثابتًا في أنسجة المحار والأسماك. Asstate ، كونها مادة مشعة قصيرة العمر ، يكاد لا يتم العثور عليها. التينيس موجود فقط في المختبرات ، لأنه عنصر اصطناعي.
سمية الهالوجين
يصبح الفلور قاتلا بتركيزات منخفضة جدا.
الهالوجينات هم رد فعل جدا، وهو ما يمثل خطرًا على جسم الإنسان ، لأنه عند دخول الكائن الحي ، فإنها تزيح عناصر أخرى أو تشكل مركبات سامة أو سامة بداخلها.
- الكلور. تم استخدامه في صناعة المطهرات ومبيدات الآفات ، نظرًا لقوته المميتة. بالإضافة إلى ذلك ، كان جزءًا من العناصر المستخدمة في تصنيع الغازات السامة لأغراض الحرب (مثل زيكلون ب الذي استخدمه النازيون).
- فلوريد. يعتبر شديد السمية ، بسبب كهرسلبيته الهائلة. إنه مميت في دقائق معدودة بتركيزات منخفضة للغاية (0.1٪).
- البروم. إنها أقل سمية نسبيًا من هذين العنصرين. كمية 100 مجم من Br تكفي للتسبب في الوفاة.
- اليود. على الرغم من أنه ضروري لعمل الجسم ، إلا أنه قاتل إذا تم تناول 3 جرام مباشرة.
- أستاتين. إنها مادة مشعة ، وبالتالي فهي مادة خطرة على الصحة في أي عرض.
مركبات كيميائية تحتوي على الهالوجينات
تستخدم الهاليدات في صناعة مصابيح الهالوجين.
- هاليدات الهيدروجين. هاليدات الهيدروجين (HX) هي مركبات ثنائية تحتوي على ذرة هالوجين واحدة وذرة هيدروجين واحدة. إنها غازات مزعجة في درجة حرارة الغرفة ولها رائحة قوية. على سبيل المثال: كلوريد الهيدروجين (HCl (aq)) وبروميد الهيدروجين (HBr (g)).
- هاليدات معدنية. الهاليدات المعدنية عبارة عن مركبات تحتوي على ذرة هالوجين واحدة على الأقل وذرة فلز واحدة على الأقل. على سبيل المثال: كلوريد الصوديوم (NaCl) وفلوريد الكالسيوم (CaF2).
الهالوجينات الكاذبة
ليست كل التوليفات الممكنة من الهالوجينات الكاذبة مستقرة.
الهالوجينات الزائفة (الهالوجينات الزائفة) هي مركبات ثنائية غير عضوية التي تظهر سلوكًا مشابهًا للهالوجينات ، دون وجود ذرات هالوجين بالضرورة. تسمى أيونات هذه المركبات الهاليدات الكاذبة ، باستخدام الهاليدات كمرجع. بعض الأمثلة على الهاليدات الكاذبة هي السيانيد (CN-) ، الثيوسيانات (SCN-) ، أو الإنفجار (CNO-). من ناحية أخرى ، يعتبر يوديد السيانوجين (CNI) وكلوريد السيانوجين (CNCl) أمثلة على الهالوجينات الكاذبة. ليست كل التوليفات الممكنة من الهالوجينات الكاذبة مستقرة.
تينيسي (العنصر 117)
تينيسي أو أونسبتيوم ، ممثلة بالرمز Ts أو Uus (الاسم المؤقت)، هو عنصر تخليقي ثقيل برقم ذري 117. تم اكتشافه في عام 2010 في المعهد المركزي للأبحاث النووية في دوبنا ، روسيا.
بشكل عام ، تتبع بعض خصائص التينيز سلوك زملائها في المجموعة (الهالوجينات). وبالتالي ، فإن نقطة انصهارها ونقطة الغليان وطاقة التأين الأولى تتصرف بشكل دوري. ومع ذلك ، نظرًا لأن النظير الأكثر استقرارًا (294Ts) له عمر نصف يبلغ 78 مللي ثانية فقط ، فلا يمكن التحقق من الكثير.
من المهم الإشارة إلى ذلك تختلف عن مجموعة الهالوجين في نواحٍ أخرى. على سبيل المثال ، في قدرتها على تكوين روابط تساهمية أو ميلها إلى اكتساب حالة أكسدة إيجابية وليست سلبية.
أمثلة على المواد اليومية التي تحتوي على الهالوجينات
الكلوروفلوروكربون مادة تحتوي على هالوجين تستخدم في الهباء الجوي.
بعض المواد المعروفة المكونة من الهالوجينات هي:
- ملح الطعام أو الملح الشائع (كلوريد الصوديوم). إنه صالح للأكل ويستخدم لملح الطعام.
- بروميد الفضة (AgBr). يتم استخدامه في التصوير الفوتوغرافي لحساسية الضوء.
- فلوريد الكالسيوم (CaF2). يتم استخدامه في معالجة الحديد والصلب في علم المعادن.
- مركبات الكربون الكلورية فلورية أو مركبات الكربون الكلورية فلورية. إنها عائلة من الغازات التي كانت تُستخدم سابقًا في التبريد وكوقود دافع للهباء الجوي.