8.7 : Галогены

Галогены это группа из пяти неметаллических элементов фтора, хлора, брома, йода и астата принадлежащих к 17-й группе. Элементарные галогены существуют в виде двухатомных молекул. При комнатной температуре фтор и хлор являются газами, бром жидкостью, а йод твердым веществом.

Меньше известно о свойствах пятого элемента, астата, который является редким и высокорадиоактивным твердым веществом. Физические свойства галогенов, такие как цвет элемента, меняются при движении вниз по группе. Атомные радиусы увеличиваются с увеличением атомного номера, а температура плавления и кипения показывает тенденцию к увеличению от фтора к йоду.

Напротив, периодические свойства, такие как электроотрицательность, реакционная способность и сродство к электрону, снижаются в группе. Электронные конфигурации галогенов указывают на то, что они имеют семь валентных электронов и одного электрона не хватает до ближайших конфигураций благородного газа. Таким образом, галогены обладают высокой электроотрицательностью с сильной тенденцией к получению одного дополнительного электрона для завершения своего октета, что делает их высокоактивными и мощными окислителями по сравнению с другими группами.

Фтор самый сильный окислитель среди галогенов, а йод самый слабый. Галогены также проявляют резко отрицательное сродство к электрону, которое представляет собой изменение энергии, когда электрон захватывается нейтральным атомом. Оно выражается в килоджоулях на моль, а отрицательное значение указывает на экзотермический характер реакции.

Галогены реагируют с большинством металлов с образованием галогенидов металлов. Например, хлор и натрий реагируют с образованием хлорида натрия, который является ионным соединением. Галогены реагируют с водородом с образованием полярных ковалентных соединений, называемых галогенидами водорода, которые часто растворяются в воде с образованием галогеноводородных кислот.

Галогены также реагируют с водой. Реакция фтора с водой сильно экзотермична, с образованием фтороводорода сильной кислоты и кислорода. Однако хлор реагирует медленнее, образуя соляную кислоту и хлорноватистую кислоту сильные окислители.

Кроме того, галогены могут реагировать друг с другом с образованием бинарных ковалентных соединений, называемые межгалогенными соединениями. Например, бром реагирует с фтором, образуя трифторид брома.