Fysikaliska egenskaper hos halogener. Betydelse, struktur, användning av halogener

"Birth Salt" - så namnet är översattelement vars egenskaper kommer att diskuteras i vår artikel. Att vara i VIIA-gruppen av det periodiska systemet med kemiska element representerar de mest aktiva nonmetalerna. Egenskaperna hos atomernas struktur bestämmer både de fysikaliska egenskaperna hos halogener och deras förmåga att reagera med metaller, väte och andra icke-metalliska element. Låt oss betrakta dem mer detaljerat.

Hur påverkar läget i det periodiska systemet atomens struktur

Ett karakteristiskt drag hos halogener är deras uttalade elektronegativitet - förmågan att ta ut enstaka negativt laddade partiklar från atomer av mindre aktiva element.

I detta fall fylls elektroniska skal av fluor, klor, brom och jod med elektroner till en oktett och blir stabila anjoner: F^-, CI^- och så vidare. Metallatomer i interaktion med element i grupp VII A avge sina partiklar, bli ett positivt laddade katjoner i molekylerna och de bildade salterna, t ex natriumklorid, magnesiumjodid eller kalciumfluorid, det finns en stark jonbindning. En enkel substans - halogen - är en diatomisk molekyl, exempelvis CI₂ eller F₂, som innehåller en kovalent icke-polär bindning mellan atomerna.

Förändring av substansernas egenskaper i VII En grupp av kemiska element

Med en ökning av atomavgiften och atomets inflation iredogör för tillägget av nya energilager, minskar elektronegativiteten för halogener. Faktum är att fluor är den mest aktiva nonmetalen och har alltid en negativ laddning av jonen, dvs det interagerar med atomer av andra element för att ta sina elektroner. Klor i reaktioner med ämnen är också elektronegativ, med undantag för oxider, där dess atom har ett positivt oxidationstillstånd. De fysikaliska egenskaperna hos halogener och deras aggregerade tillstånd förändras också med ökande kärnladdning. Låt oss döma mer om denna fråga.

Från gas till kristall

Enkla fluor- och klorföreningar ärhögt giftiga gaser. I små koncentrationer orsakar de irritation av slimhinnorna i ögonen och övre luftvägarna. Långvarig inandning av halogenångor leder till förlamning av andningsmusklerna och kvävning med dödligt utfall. Det är därför som den tyska armén använde klor i första världskriget som ett kemiskt vapen.

Med en ökning av laddningen av atomkärnan är aggregatetStoffens tillstånd förändras, och brom representerar redan en tung vätska av rödbrun färg med en skarp lukt. Det kan orsaka brännskador på huden, och är särskilt farligt om det kommer i ögonen.

Vi fortsätter karaktäriseringen av halogener och bor på jod och astatin. Jod presenteras i form av gråvioletta kristaller, deras densitet är 4,94 g / cm³. Ämnet har en låg smältpunkt av 113,5 ° och omvandlas omedelbart till gas, omväxlande vätskefasen. Detta fenomen i kemi kallades sublimering.

Astat är ett radioaktivt element, enligtutseende som liknar jod och precis som det, i stånd att sublimera. I laboratoriet erhålls det genom att bestråla vismutatomerna med heliumatomens kärnor. Astat är det mest sällsynta elementet i naturen.

Speciella egenskaper hos fluor

Efter att ha beaktat de fysikaliska egenskaperna hos halogener,låt oss dö för deras förmåga att reagera med andra ämnen. Intressant i detta avseende är fluor. Detta är det första elementet som har visat sig kunna bilda föreningar med inerta gaser, särskilt med xenon. Flera ämnen har erhållits-xenonfluorider med olika grader av oxidation av det inerta elementet: XeF₂, XeF₄, XeF₆. Från och med detta började den aktiva utvecklingen av kemi av ädelgaser.

En annan halogen, vars formel CI_2, - Klor - är det näst mest aktiva elementetefter fluorid. Den interagerar med syre och bildar flera oxider, i vilka den har sådana oxidationstillstånd: +3, +5, +7. Som alla andra metaller reagerar klor med metaller och bildar salter - klorider. Klorföreningarna är ganska vanliga och ingår i många stenar och mineraler.

Förekomst av icke-metaller

Halogener finns ofta i naturen. Under perioder med vulkanisk aktivitet kommer ett stort antal gasformiga föreningar av klor, fluor och jod in i jordens atmosfär. Dessutom, som tidigare sagt, representeras klorider som malmbildande föreningar: sylvinit (dubbel salt av KCl × NaCl), karnallit och vanligt salt. Vi noterar också att klor är ca 0,05% av jordskorpans massa. Alla delar i denna serie, med undantag för astatin, ingår inte bara i den livliga naturen utan är också obligatoriska komponenter i växtceller, djur och människor.

Vilka element ingår i cellorganellerna

Biochemistry är en vetenskap som bestämmer rollenkemiska ämnen i de metaboliska processer som äger rum i en levande cell. Det bekräftar den viktiga biologiska betydelsen av halogener. Som det visade sig är klor mest framträdande i prokaryoter och eukaryoter. Det är en väsentlig makroelement i cytoplasman och i den intercellulära vätskan. Klorjoner är sålunda en del av blodplasma, deltar i transporten av ämnen genom cellmembranet, de är också inblandade i processerna för passage av impulser längs nervfibern. Atomfluorid är en del av tänderna emalj, vilket säkerställer hårdhet och motståndskraft mot karies. Med tanke på de fysikaliska egenskaperna hos halogener, kommer vi att ta reda på deras betydelse i cellulär metabolism.

Rollen av VIIA-element i ämnesomsättningen

Brom och jod ingår biologiskt i komplexaaktiva föreningar: enzymer och hormoner. Till exempel reglerar triiodtyronin och tyroxin, som framställs av sköldkörtelvävnader och innehåller jodjoner, de viktigaste metaboliska processerna i människokroppen. Deras otillräckliga utsöndring kan orsaka sådana allvarliga endokrina patologier som endemisk goiter eller graves sjukdom. De viktigaste källorna till brom och jodintag är mat salt (natriumklorid), tång, såsom laminaria (det innehåller jod och brom), skaldjur.

Framställning av halogener

Ett klassiskt exempel, känt från skolanKemiförloppet är laboratorieupplevelsen av frigörandet av fria klor från saltsyra genom åtgärder av mangandioxid på den vid uppvärmning. Reaktionen utförs nödvändigtvis i en rökkåpa på grund av den höga toxiciteten hos klorgas. Om kaliumpermanganat användes som oxidationsmedel, kan processen genomföras utan uppvärmning av reagensen. Fluor, klor, brom och jod används i stor utsträckning inom kemi för organisk syntes, inom farmakologi och medicin, så att produktionen av halogener utförs i industriell skala genom elektrolys. Att isolera CI-molekyler₂ , används elektolyser med en koncentrerad lösning av natriumklorid.

Klor återvinns vid anoden, det samlas upp, ochDärefter kondenseras under tryck till 6 atmosfärer och vid rumstemperatur. Stålcylindrar används för transport av den erhållna produkten. Fluor, brom och jod produceras också genom elektrolys. Men de använder inte lösningar, men smälter av deras salter.

Var och hur gör inte-metaller

Både enkla ämnen och klorföreningar,fluor, brom och jod är av stor betydelse i människans liv. Till exempel beror användningen av halogener i medicin på bakteriedödande egenskaper hos en alkohollösning av jod och blekmedel. Den senare substansen kan användas vid karantänåtgärder vid rengöring av vatten och avgasning av det förorenade området. Höga oxiderande egenskaper hos klor gör det möjligt att använda som blekmedel för vävnad och papper.

En enkel substans används också i industrinproduktion av saltsyra. Fluorin är en oumbärlig komponent i syntesen av fluoroplaster, på grund av sin höga kemiska aktivitet oxiderar den raketbränsle. Brom är en del av många läkemedel som används i neurologi för att upprätthålla krampanfall, med nervös utmattning och sömnlöshet. Alla ovanstående exempel är tydliga bevis för vikten av att användningen av halogener i industrin och vardagen har för människan.