Այստեղ ընթերցողը կգտնի տեղեկություններ հալոգենների, Դ. Ի. Մենդելեևի պարբերական համակարգի քիմիական տարրերի մասին: Հոդվածի բովանդակությունը թույլ կտա ծանոթանալ դրանց քիմիական և ֆիզիկական հատկություններին, բնության մեջ գտնվելու վայրին, կիրառման եղանակներին և այլն։
Ընդհանուր տեղեկություններ
Հալոգենները Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական աղյուսակի բոլոր տարրերն են, որոնք գտնվում են տասնյոթերորդ խմբում: Ըստ ավելի խիստ դասակարգման մեթոդի՝ սրանք բոլորը յոթերորդ խմբի՝ հիմնական ենթախմբի տարրերն են։
Հալոգենները տարրեր են, որոնք ունակ են փոխազդելու պարզ տեսակի գրեթե բոլոր նյութերի հետ, բացառությամբ որոշակի քանակությամբ ոչ մետաղների: Դրանք բոլորը էներգիա օքսիդացնող նյութեր են, հետևաբար բնական պայմաններում, որպես կանոն, խառը վիճակում են այլ նյութերի հետ։ Հալոգենների քիմիական ակտիվության ցուցանիշը նվազում է դրանց սերիական համարակալման մեծացման հետ։
Հալոգեն են համարվում հետևյալ տարրերը՝ ֆտոր, քլոր, բրոմ, յոդ, աստատին և արհեստականորեն ստեղծված տեննեսին։
Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, բոլոր հալոգենները ընդգծված հատկություններով օքսիդացնող նյութեր են, և բացի այդ, նրանք բոլորն էլ ոչ մետաղներ են: Արտաքին էներգիայի մակարդակն ունի յոթ էլեկտրոն:Մետաղների հետ փոխազդեցությունը հանգեցնում է իոնային կապերի և աղերի առաջացմանը։ Գրեթե բոլոր հալոգենները, բացառությամբ ֆտորի, կարող են գործել որպես վերականգնող նյութ՝ հասնելով +7 օքսիդացման ամենաբարձր աստիճանի, սակայն դրա համար անհրաժեշտ է, որ նրանք փոխազդեն էլեկտրաբացասականության բարձր աստիճան ունեցող տարրերի հետ։
Ստուգաբանության առանձնահատկությունները
1841 թվականին շվեդ քիմիկոս Ջ. Բերզելիուսը առաջարկեց ներմուծել հալոգեններ տերմինը, նկատի ունենալով նրանց այն ժամանակ հայտնի F, Br, I: Այնուամենայնիվ, մինչ այս տերմինի ներդրումը նման տարրերի ամբողջ խմբի հետ կապված:, 1811 թվականին գերմանացի գիտնական Ի.
Ատոմային կառուցվածք և օքսիդացման վիճակներ
Հալոգենների արտաքին ատոմային թաղանթի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան հետևյալն է՝ ասատին - 6s26p5, յոդ - 5s 25p5, բրոմ 4s24p5, քլոր – 3s 23p5, ֆտոր 2s22p5.
Հալոգենները տարրեր են, որոնք ունեն յոթ էլեկտրոն արտաքին տիպի էլեկտրոնային թաղանթի վրա, ինչը նրանց թույլ է տալիս «հեշտությամբ» միացնել էլեկտրոնը, որը բավարար չէ թաղանթն ավարտելու համար: Սովորաբար, օքսիդացման վիճակը հայտնվում է որպես -1: Cl, Br, I և At, արձագանքելով ավելի բարձր աստիճան ունեցող տարրերի հետ, սկսում են ցույց տալ դրական օքսիդացման աստիճան՝ +1, +3, +5, +7: Ֆտորն ունի -1 մշտական օքսիդացման աստիճան:
Բաշխում
Հաշվի առնելով դրաԲարձր ռեակտիվ հալոգենները սովորաբար հանդիպում են որպես միացություններ: Երկրակեղևում բաշխման մակարդակը նվազում է F-ից մինչև I ատոմային շառավիղի ավելացմանը համապատասխան: Երկրակեղևում աստատինը չափվում է գրամով, իսկ տենեսինը արհեստականորեն առաջանում է:
Հալոգենները բնականաբար հիմնականում հանդիպում են հալոգենային միացություններում, և յոդը կարող է նաև ունենալ կալիումի կամ նատրիումի յոդատի ձև: Ջրում լուծելիության պատճառով դրանք առկա են օվկիանոսային ջրերում և բնական աղաջրերում: F-ը հալոգենների վատ լուծվող ներկայացուցիչ է և առավել հաճախ հանդիպում է նստվածքային ապարներում, և դրա հիմնական աղբյուրը կալցիումի ֆտորիդն է։
Ֆիզիկական որակի բնութագրեր
Հալոգենները կարող են շատ տարբեր լինել միմյանցից և ունեն հետևյալ ֆիզիկական հատկությունները՝
- Ֆտորը (F2) բաց դեղին գազ է՝ սուր և գրգռիչ հոտով և չի սեղմվում նորմալ ջերմաստիճանի պայմաններում: Հալման կետը -220 °C է, իսկ եռմանը՝ -188 °C։
- Քլորը (Cl2) գազ է, որը չի սեղմվում նորմալ ջերմաստիճանում, նույնիսկ ճնշման տակ, ունի խեղդող, սուր հոտ և կանաչ-դեղին գույն: Այն սկսում է հալվել -101 °С, իսկ եռալ -34 °С-ում։
- Բրոմը (Br2) ցնդող և ծանր հեղուկ է՝ շագանակագույն գույնով և սուր, գարշահոտ հոտով: Հալվում է -7°C-ում և եռում 58°C-ում։
- Յոդ (I2) - Այս պինդ տեսակի նյութն ունի մուգ մոխրագույն գույն, ունի մետաղական փայլ, հոտը բավականին սուր է: Հալման գործընթացը սկսվում էհասնելով 113,5 °С-ի, իսկ եռում է 184,885 °С-ում։
- Հազվագյուտ հալոգենը աստատին է (At2), որը ամուր է և ունի սև-կապույտ գույն՝ մետաղական փայլով: Հալման կետը համապատասխանում է 244 ° C, իսկ եռումը սկսվում է 309 ° C հասնելուց հետո:
Հալոգենների քիմիական բնույթը
Հալոգենները շատ բարձր օքսիդացնող ակտիվությամբ տարրեր են, որոնք թուլանում են F-ից At ուղղությամբ: Ֆտորը, լինելով հալոգենների ամենաակտիվ ներկայացուցիչը, կարող է արձագանքել բոլոր տեսակի մետաղների հետ՝ չբացառելով որևէ հայտնի։ Մետաղների ներկայացուցիչների մեծ մասը, մտնելով ֆտորի մթնոլորտ, ենթակա է ինքնաբռնկման՝ միաժամանակ ահռելի քանակությամբ ջերմություն արձակելով։
Առանց ֆտորին ջերմության ենթարկելու՝ այն կարող է արձագանքել մեծ թվով ոչ մետաղների՝ H2, C, P, S, Si: Այս դեպքում ռեակցիաների տեսակը էկզոթերմիկ է և կարող է ուղեկցվել պայթյունով։ Երբ տաքանում է, F-ն ստիպում է մնացած հալոգեններին օքսիդանալ, իսկ ճառագայթման ենթարկվելիս այս տարրը կարող է ամբողջությամբ արձագանքել իներտ բնույթի ծանր գազերի հետ։
Բարդ տեսակի նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ ֆտորը առաջացնում է բարձր էներգիայի ռեակցիաներ, օրինակ՝ օքսիդացնելով ջուրը՝ կարող է պայթյուն առաջացնել։
Քլորը կարող է նաև ռեակտիվ լինել, հատկապես ազատ վիճակում: Նրա ակտիվության մակարդակը ավելի քիչ է, քան ֆտորինը, սակայն այն կարող է արձագանքել գրեթե բոլոր պարզ նյութերի հետ, սակայն ազոտը, թթվածինը և ազնիվ գազերը չեն արձագանքում դրա հետ։Ջրածնի հետ փոխազդելով, երբ տաքացվում է կամ լավ լույսի ներքո, քլորը առաջացնում է կատաղի ռեակցիա, որն ուղեկցվում է պայթյունով։
Լրացուցիչ և փոխարինող ռեակցիաներից, Cl-ը կարող է փոխազդել բարդ տեսակի մեծ քանակությամբ նյութերի հետ: Կարող է տեղաշարժել Br-ը և I-ը մետաղով կամ ջրածնով իրենց ստեղծած միացություններից տաքանալու արդյունքում, ինչպես նաև կարող է փոխազդել ալկալային նյութերի հետ։
Բրոմը քիմիապես ավելի քիչ ակտիվ է, քան քլորը կամ ֆտորը, բայց դեռ շատ վառ է դրսևորվում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բրոմ Br-ն առավել հաճախ օգտագործվում է որպես հեղուկ, քանի որ այս վիճակում համակենտրոնացման սկզբնական աստիճանը, այլ նույնական պայմաններում, ավելի բարձր է, քան Cl-ի: Լայնորեն օգտագործվում է քիմիայում, հատկապես օրգանական: Կարող է լուծվել H2O-ում և մասամբ արձագանքել դրա հետ:
Հալոգեն տարրը յոդը ձևավորում է պարզ նյութ I2 և ունակ է արձագանքել H22
O-ի հետ, լուծվում է յոդի լուծույթներում, առաջանալով բարդ անիոններ։ Ես տարբերվում եմ հալոգեններից շատերից նրանով, որ այն չի արձագանքում ոչ մետաղների ներկայացուցիչների մեծ մասի հետ և դանդաղ արձագանքում է մետաղների հետ, մինչդեռ այն պետք է տաքացվի: Այն արձագանքում է ջրածնի հետ միայն ուժեղ տաքացման դեպքում, և ռեակցիան էնդոթերմիկ է։
Հազվագյուտ հալոգեն աստատինը (At) ավելի քիչ ռեակտիվ է, քան յոդը, բայց կարող է փոխազդել մետաղների հետ: Դիսոցիացիան առաջացնում է և՛ անիոններ, և՛ կատիոններ։
Դիմումներ
Հալոգեն միացությունները լայնորեն օգտագործվում են մարդու կողմից տարբեր ոլորտներում: բնական կրիոլիտ(Na3AlF6) օգտագործվում է Ալ. Բրոմը և յոդը հաճախ օգտագործվում են որպես պարզ նյութեր դեղագործական և քիմիական ընկերությունների կողմից։ Հալոգենները հաճախ օգտագործվում են մեքենաների մասերի արտադրության մեջ: Լուսարձակներն այդ բաներից են: Շատ կարևոր է մեքենայի այս բաղադրիչի համար ճիշտ նյութ ընտրելը, քանի որ լուսարձակները գիշերը լուսավորում են ճանապարհը և միջոց են ինչպես ձեզ, այնպես էլ մյուս վարորդներին հայտնաբերելու համար: Քսենոնը համարվում է լուսարձակների ստեղծման լավագույն կոմպոզիտային նյութերից մեկը։ Հալոգենը, սակայն, որակով շատ չի զիջում այս իներտ գազին։
Լավ հալոգենը ֆտորն է՝ հավելում, որը լայնորեն օգտագործվում է ատամի մածուկներում: Այն օգնում է կանխել ատամնաբուժական հիվանդության՝ կարիեսի առաջացումը։
Հալոգեն տարրը, ինչպիսին է քլորը (Cl), գտնում է իր օգտագործումը HCl-ի արտադրության մեջ, որը հաճախ օգտագործվում է օրգանական նյութերի սինթեզում, ինչպիսիք են պլաստմասսա, կաուչուկ, սինթետիկ մանրաթելեր, ներկանյութեր և լուծիչներ և այլն: Ինչպես նաև միացություններ քլորն օգտագործվում է որպես սպիտակեղենի, բամբակի, թղթի սպիտակեցնող միջոց և որպես խմելու ջրի բակտերիաների դեմ պայքարող միջոց։
Ուշադրություն. Թունավոր
Իրենց շատ բարձր ռեակտիվության պատճառով հալոգենները իրավամբ կոչվում են թունավոր: Ռեակցիաների մեջ մտնելու ունակությունն առավել արտահայտված է ֆտորում: Հալոգեններն ունեն ընդգծված շնչահեղձություն և կարող են վնասել հյուսվածքները փոխազդեցության ժամանակ:
Ֆտորը գոլորշիներում և աերոզոլներում համարվում է ամենապոտենցիալներից մեկըհալոգենների վտանգավոր ձևեր, որոնք վնասակար են շրջակա կենդանի էակների համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այն վատ է ընկալվում հոտառության կողմից և զգացվում է միայն բարձր կոնցենտրացիայի հասնելուց հետո։
Ամփոփում
Ինչպես տեսնում ենք, հալոգենները Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի շատ կարևոր մասն են, նրանք ունեն բազմաթիվ հատկություններ, տարբերվում են ֆիզիկական և քիմիական որակներով, ատոմային կառուցվածքով, օքսիդացման աստիճանով և մետաղների և ոչ մետաղների հետ փոխազդելու ունակությամբ:. Արդյունաբերության մեջ դրանք օգտագործվում են տարբեր ձևերով՝ սկսած անձնական խնամքի միջոցների հավելումներից մինչև օրգանական քիմիկատների կամ սպիտակեցնող նյութերի սինթեզ: Թեև քսենոնը մեքենայի լուսարձակում լույսը պահպանելու և ստեղծելու լավագույն միջոցներից մեկն է, հալոգենը դեռևս գրեթե նույնքան լավ է, որքան քսենոնը և նույնպես լայնորեն օգտագործվում է և ունի իր առավելությունները:
Այժմ դուք գիտեք, թե ինչ է հալոգենը: Այս նյութերի վերաբերյալ որևէ հարցով սկան բառն այլևս խոչընդոտ չէ ձեզ համար:
