Halogeene hääldatakse mittemetallidena. Nende hulka kuuluvad fluor, astatiin, jood, broom, kloor ja tehiselement, mida nimetatakse ununseptiumiks (tennessiiniks). Nendel ainetel on lai valik keemilisi funktsioone ja neist tasub lähem alt rääkida.
Kõrge oksüdatiivne aktiivsus
See on esimene väljendunud omadus, mida mainitakse. Kõigil halogeenidel on kõrge oksüdatiivne aktiivsus, kuid fluor on kõige aktiivsem. Edasine laskumine: kloor, broom, jood, astatiin, ununseptium. Kuid fluor reageerib eranditult kõigi metallidega. Pealegi süttib enamik neist, olles selle elemendi atmosfääris, isesüttimine ja selle protsessiga kaasneb suure hulga soojuse eraldumine.
Kui fluori ei kuumutata, reageerib see sel juhul paljude mittemetalliliste ainetega. Näiteks väävli, süsiniku, räni, fosforiga. Reaktsioonid saadakseväga eksotermiline ja sellega võib kaasneda plahvatus.
Samuti väärib märkimist, et fluor oksüdeerib kuumutamisel kõik teised halogeenid. Skeem on järgmine: Hal2 + F2=2HalF. Ja siin Hal on kloor, broom ja jood. Lisaks on sellistes ühendites nende oksüdatsiooniaste +1.
Ja veel üks halogeenfluori keemiline omadus on selle reaktsioon raskete inertgaasidega kiiritamise mõjul. Neid nimetatakse ka üllasteks. Nende gaaside hulka kuuluvad heelium, neoon, argoon, krüptoon, ksenoon, radoon ja hiljuti avastatud oganesson.
Koosmõju keeruliste ainetega
See on halogeenide teine keemiline omadus. Komplekssed ained, nagu teada, hõlmavad ühendeid, mis koosnevad kahest või enamast elemendist. Sama fluor avaldub sellistes reaktsioonides väga jõuliselt. Nendega kaasneb plahvatus. Kuid näiteks nii näeb selle reaktsioon veega välja valemi kujul: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
Kloor on samuti reaktiivne, kuigi selle aktiivsus on väiksem kui fluoril. Kuid see reageerib kõigi lihtsate ainetega, välja arvatud väärisgaasid, lämmastik ja hapnik. Siin on üks näide: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662kJ.
Aga eriti huvitav on kloori reaktsioon vesinikuga. Kui pole korralikku valgustust ja temperatuuri, siis ei juhtu nende vahel midagi. Kuid kui suurendate heledust ja soojendate neid, toimub plahvatus pealegi kettmehhanismi abil. Reaktsioon kulgeb footonite, elektromagnetilise kiirguse kvantide mõjul, misdissotsieerib Cl2 molekulid aatomiteks. Järgmisena toimub terve reaktsiooniahel ja igaühes neist saadakse osake, mis käivitab järgmise etapi.
Broom
Nagu näete, on enamus juttu fluorist ja veidi vähem kloorist. Selle põhjuseks on asjaolu, et halogeenide keemilised omadused vähenevad pidev alt fluorist astatiiniks.
Broom on nende sarjas omamoodi keskpunkt. See lahustub vees paremini kui teised halogeenid. Saadud lahust nimetatakse broomiveeks, mis on võimas aine, mis võib oksüdeerida niklit, rauda, kroomi, koob altit ja mangaani.
Kui me räägime halogeeni keemilistest omadustest, siis tasub mainida, et aktiivsuse poolest on see kurikuulsa kloori ja joodi vahepealne. Muide, kui see reageerib jodiidi lahustega, vabaneb vaba jood. See näeb välja selline: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
Samuti võib broom reageerida mittemetallidega (telluurium ja seleen) ning vedelas olekus interakteerub kullaga, mille tulemusena moodustub tribromiid AuBr3. Samuti on ta võimeline ühendama orgaanilisi molekule kolmiksidemega. Katalüsaatori juuresolekul kuumutamisel võib see reageerida benseeniga, moodustades bromobenseeni C6H5Br, mida nimetatakse asendusreaktsiooniks.
Jood
Järgmine kõige aktiivsem halogeenide keemiline omadus tabelis on jood. Selle eripära seisneb selles, et see moodustab mitmeid erinevaid happeid. Nende hulka kuuluvad:
- Jood. Värvitu terava lõhnaga vedelik. Tugev hape, mis on võimas redutseerija.
- Jood. Ebastabiilne, võib eksisteerida ainult väga lahjendatud lahustes.
- Jood. Omadused on samad, mis eelmisel. Moodustab jodiidisoolasid.
- Jood. Kristalne värvitu klaasja läikega aine. Vees lahustuv, polümerisatsioonile kalduv. Sellel on oksüdeerivad omadused.
- Jood. Hügroskoopne kristalne aine. Kasutatakse analüütilises keemias oksüdeeriva ainena.
Halogeenjoodi üldiste keemiliste omaduste hulka kuulub kõrge aktiivsus. Kuigi see on vähem kui klooril broomiga, ja veelgi enam, pole see võrreldav fluoriga. Kõige kuulsam reaktsioon on joodi koostoime tärklisega, mille tulemuseks on tärklise sinine värvus.
Astatine
Selle kohta tasub paar sõna öelda ka halogeenide üldiste omaduste arutelu jätkuks. Astatiini füüsikalised ja keemilised omadused on lähedased kurikuulsa joodi ja polooniumi (radioaktiivne element) omadustele. Siin on tema lühike kirjeldus:
- Toodab lahustumatut AgAt soola, nagu kõik halogeenid.
- Võib oksüdeerida At-ks, nagu jood.
- Moodustab metallidega ühendeid, mille oksüdatsiooniaste on -1. Nagu kõik halogeenid.
- Reageerib joodi ja broomiga, moodustades interhalogeenseid ühendeid. Astatiinjodiid ja bromiid, täpsem alt (AtI ja AtBr).
- Lahustub lämmastikus ja vesinikkloriidishapped.
- Kui toimida sellele vesinikuga, tekib gaasiline vesinikastatiid – ebastabiilne gaasiline hape.
- Nagu kõik halogeenid, võib see metaani molekulis asendada vesinikku.
- Omab iseloomulikku alfakiirgust. Selle olemasolu järgi määratakse astatiini olemasolu.
Muide, astatiini toomine lahuse kujul inimkehasse ravib kilpnääret. Kiiritusravis kasutatakse seda elementi aktiivselt.
Tennesin
Ja ta peab tähelepanu pöörama, kuna me räägime halogeenide keemilistest omadustest. Tennessiiniga ühendeid väga palju teada ei ole, kuna siiani on selle täpsed omadused arutluse all, kuna ta lisati tabelisse alles 2014. aastal.
Tõenäoliselt on see poolmetall. Sellel pole peaaegu mingit oksüdeerivat jõudu, olles seega halogeenidest nõrgim, kuna selle elektronid on tuumast liiga kaugel. Kuid on väga tõenäoline, et tennessiin on halogeen, mille redutseeriv omadus on suurem kui oksüdeerival.
Eksperimentaalselt läbi viidud reaktsioon vesinikuga. TsH on lihtsaim ühendus. Saadud tennessiini vesinik jätkab enamikku vesinikhalogeniidide suundumustest.
Füüsikalised omadused
Neid tuleks lühid alt mainida. Niisiis:
- Fluor on terava lõhnaga mürgine helekollane gaas.
- Kloor on heleroheline gaas. Sellel on ka tugev lõhn ja see on mürgisem kui fluor.
- Broom on punakaspruun raske vedelik. Temaaurud on väga mürgised.
- Jood on metallilise läikega tumehall tahke aine.
- Astatiin on sinakasmust tahke aine. Näeb välja nagu jood.
Halogeenide hankimine
See on viimane asi. Halogeenide keemilised omadused ja tootmine on otseselt seotud. Esimene tingimus teist. Siin on mõned viisid nende ainete saamiseks:
- Halogeniidide sulamite või lahuste elektrolüüsi teel – nende ühendid teiste elementide või radikaalidega.
- Nende tahkete soolade ja kontsentreeritud väävelhappe koosmõjul. Kuid see kehtib ainult HF ja HCl kohta.
- HBr ja HI saab saada fosforhalogeniidide hüdrolüüsil.
- Halogeniidhapete oksüdeerimine.
- HClO saadakse hüdrolüüsi teel kloori vesilahustes.
- HOBr moodustub vee ja halogeeni vastasmõjul.
Kuid üldiselt on hankimiseks palju rohkem võimalusi, need on vaid näited. Lõppude lõpuks kasutatakse halogeene tööstuses laialdaselt. Fluori kasutatakse määrdeainete tootmiseks, kloori kasutatakse pleegitamiseks ja desinfitseerimiseks, broomi kasutatakse meditsiinis ja fotomaterjalide tootmisel ning joodist ei tasu isegi rääkida.
