halojen - Halogen

halojenler
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Teneke Antimon Tellür İyot ksenon
sezyum Baryum lantan seryum Praseodimyum neodimyum prometyum Samaryum evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disporsiyum Holmiyum erbiyum Tülyum İterbiyum lütesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Merkür (element) Talyum Öncülük etmek Bizmut Polonyum astatin radon
Fransiyum Radyum Aktinyum toryum protaktinyum Uranyum Neptünyum plütonyum Amerika küriyum Berkelyum kaliforniyum Einsteinyum fermiyum Mendelevyum Nobelyum lavrenyum Rutherfordyum dubniyum Seaborgiyum Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgen Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessine Oganesson
kalkojenler  soy gazlar
IUPAC grup numarası 17
Öğeye göre ad flor grubu
önemsiz isim halojenler
CAS grup numarası
(ABD, model ABA)
VIIA
eski IUPAC numarası
(Avrupa, AB modeli)
VIIB

↓  Dönem
2
Resim: Kriyojenik sıcaklıklarda sıvı flor
Flor (F)
9 Halojen
3
Resim: Klor gazı
Klor (Cl)
17 Halojen
4
Resim: Sıvı brom
Brom (Br)
35 Halojen
5
Resim: İyot kristali
İyot (I)
53 Halojen
6 Astatin (At)
85 Halojen
7 Tennessin (Ts)
117 Halojen

Efsane

ilkel eleman
çürüme öğesi
Sentetik
Atom numarası rengi:
siyah=katı , yeşil=sıvı , kırmızı=gaz

Halojenler ( / h æ l ə ə n , s -, - l -, - ˌ ɛ n / ) bir olan bir grup içinde periyodik tablonun beş ya da altı kimyasal olarak ilişkili oluşan elementler : flor (F), , klor (Cl), brom (Br), iyot (I) ve astatin (At). Yapay olarak oluşturulmuş element 117, tennessin (Ts), ayrıca bir halojen olabilir. Modern IUPAC terminolojisinde bu grup, grup 17 olarak bilinir .

"Halojen" adı "tuz üreten" anlamına gelir. Halojenler metallerle reaksiyona girdiğinde, kalsiyum florür , sodyum klorür (ortak sofra tuzu), gümüş bromür ve potasyum iyodür dahil olmak üzere çok çeşitli tuzlar üretirler .

Halojenler grubu , standart sıcaklık ve basınçta maddenin üç ana durumundaki elementleri içeren tek periyodik tablo grubudur . Tüm halojenler, hidrojene bağlandıklarında asit oluştururlar. Çoğu halojen tipik olarak minerallerden veya tuzlardan üretilir . Orta halojenler - klor, brom ve iyot - genellikle dezenfektan olarak kullanılır . Organobromidler alev geciktiricilerin en önemli sınıfıdır, halojenler ise tehlikelidir ve ölümcül toksik olabilir.

Tarih

Flor minerali florospar , 1529 gibi erken bir tarihte biliniyordu. İlk kimyacılar, flor bileşiklerinin keşfedilmemiş bir element içerdiğini fark ettiler, ancak onu izole edemediler. 1860 yılında, İngiliz kimyager George Gore , hidroflorik asit aracılığıyla elektrik akımı verdi ve muhtemelen flor üretti, ancak o sırada sonuçlarını kanıtlayamadı. 1886'da Paris'te bir kimyager olan Henri Moissan , susuz hidrojen florür içinde çözülmüş potasyum biflorür üzerinde elektroliz yaptı ve başarılı bir şekilde flor izole etti.

Hidroklorik asit , simyacılar ve ilk kimyagerler tarafından biliniyordu . Bununla birlikte, Carl Wilhelm Scheele'nin hidroklorik asidi manganez dioksit ile ısıttığı 1774 yılına kadar elementel klor üretilmedi . Scheele, klorun 33 yıldır bilindiği şekilde "flojistiği giderilmiş muriatik asit" elementini çağırdı. 1807'de Humphry Davy kloru araştırdı ve onun gerçek bir element olduğunu keşfetti. Klor, hidroklorik asit ve bazı durumlarda sülfürik asit ile birleştiğinde, I. Dünya Savaşı sırasında zehirli bir gaz olan klor gazı meydana geldi . Kirlenmiş alanlarda oksijenin yerini aldı ve yaygın oksijenli havayı toksik klor gazıyla değiştirdi. Gazın insan dokusunu içten ve dıştan yakacağı, özellikle akciğerlerin kirlenme derecesine bağlı olarak nefes almayı zorlaştırdığı veya imkansız hale getirdiği.

Brom, 1820'lerde Antoine Jérôme Balard tarafından keşfedildi . Balard, klor gazını bir tuzlu su örneğinden geçirerek bromu keşfetti . Başlangıçta yeni element için mürid adını önerdi , ancak Fransız Akademisi elementin adını brom olarak değiştirdi.

İyot, güherçile üretimi için bir işlemin parçası olarak deniz yosunu külü kullanan Bernard Courtois tarafından keşfedildi . Courtois, potasyum klorür üretmek için tipik olarak deniz yosunu külünü suyla kaynattı . Bununla birlikte, 1811'de Courtois, işlemine sülfürik asit ekledi ve işleminin siyah kristallere yoğunlaşan mor dumanlar ürettiğini buldu. Bu kristallerin yeni bir element olduğundan şüphelenen Courtois, araştırma için diğer kimyagerlere örnekler gönderdi. İyotun yeni bir element olduğu Joseph Gay-Lussac tarafından kanıtlanmıştır .

1931'de Fred Allison , 85. elementi manyeto-optik bir makine ile keşfettiğini iddia etti ve elementi Alabamin olarak adlandırdı, ancak yanıldı. 1937'de Rajendralal De , minerallerde 85. elementi keşfettiğini iddia etti ve elementi dakine olarak adlandırdı, ama aynı zamanda yanıldı. 1939 yılında elemanı 85 keşfetme girişimi Horia Hulubei ve Yvette Cauchois ile spektroskopisi olarak aynı yıl içinde bir girişim olduğunu da başarısız oldu Walter Minder keşfettik, bir iyodin gibi elde edilen elemanın beta bozunması ve polonyum . Eleman 85, şimdi adlandırılmış astatin tarafından 1940 yılında başarıyla üretildi Dale R. Corson , KR Mackenzie ve Emilio G. Segre bombardımana, bizmut ile alfa parçacıklarının .

2010 yılında, nükleer fizikçi Yuri Oganessian liderliğindeki JINR , Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı , Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Vanderbilt Üniversitesi'nden bilim adamlarını içeren bir ekip , tennessine-294 yapmak için berkelyum-249 atomlarını kalsiyum-48 atomlarıyla başarıyla bombaladı. 2021 itibariyle keşfedilen en yeni elementtir.

etimoloji

1811'de Alman kimyager Johann Schweigger , αλς [als] "tuz" ve γενειν [genein] "olmak" sözcüklerinden "tuz üreticisi" anlamına gelen "halojen" adının, daha önce kullanılmış olan "klor" adının yerini almasını önerdi. İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından önerildi . Öğe için Davy'nin adı galip geldi. Bununla birlikte, 1826'da İsveçli kimyager Baron Jöns Jacob Berzelius , alkali bir metal ile bir bileşik oluşturduklarında deniz tuzu benzeri bir madde üreten flor, klor ve iyot elementleri için "halojen" terimini önerdi .

Öğelerin adlarının tümü -ine ile biter . Flüor adı gelen Latince kelime fluere mineral elde edildi, çünkü, "akış" anlamına florit bir şekilde kullanılmıştır, akı metal işleme. Klorun adı , "yeşilimsi-sarı" anlamına gelen Yunanca chloros kelimesinden gelir. Brom'un adı , "koku" anlamına gelen Yunanca bromos kelimesinden gelir. İyotun adı , "mor" anlamına gelen Yunanca iodes kelimesinden gelir. Astatine'nin adı , "kararsız" anlamına gelen Yunanca astatos kelimesinden gelir. Tennessine, adını ABD'nin Tennessee eyaletinden almıştır .

özellikleri

Kimyasal

Halojenler, florin hafifçe sapması ile periyodik tablo sütununun yukarıdan aşağıya doğru hareket eden kimyasal bağ enerjisindeki eğilimleri gösterir. Diğer atomlu bileşikler en yüksek bağ enerjisine sahip bir eğilim izler, ancak iki atomlu K içinde çok zayıf bağa sahip 2 molekülü. Bu, periyodik tablodaki grup 17'nin daha aşağısında, atomların artan boyutu nedeniyle elementlerin reaktivitesinin azaldığı anlamına gelir.

Halojen bağ enerjileri (kJ/mol)
x X 2 HX BX 3 AlX 3 Müşteri Deneyimi 4
F 159 574 645 582 456
Cl 243 428 444 427 327
Br 193 363 368 360 272
ben 151 294 272 285 239

Halojenler oldukça reaktiftir ve bu nedenle yeterli miktarlarda biyolojik organizmalar için zararlı veya öldürücü olabilir . Bu yüksek reaktivite, atomların yüksek etkili nükleer yüklerinden dolayı yüksek elektronegatifliğinden kaynaklanmaktadır . Halojenlerin en dış enerji seviyelerinde yedi değerlik elektronu olduğundan, sekizli kuralını sağlamak için diğer elementlerin atomlarıyla reaksiyona girerek bir elektron kazanabilirler . Flor , tüm elementler arasında en reaktif olanıdır; oksijenden daha elektronegatif olan tek elementtir, aksi takdirde cam gibi inert malzemelere saldırır ve genellikle inert soy gazlarla bileşikler oluşturur . Bu bir olan aşındırıcı ve son derece toksik gaz. Florun reaktivitesi, laboratuvar cam eşyalarında kullanıldığında veya depolandığında, küçük miktarlarda su varlığında camla reaksiyona girerek silikon tetraflorür (SiF 4 ) oluşturacak şekildedir . Bu nedenle, flor , yüzeylerinde koruyucu bir florür tabakası oluşturan Teflon (kendisi de bir organoflorin bileşiğidir), aşırı kuru cam veya bakır veya çelik gibi metaller gibi maddelerle işlenmelidir .

Florun yüksek reaktivitesi, özellikle karbona olası en güçlü bağlardan bazılarına izin verir. Örneğin Teflon, karbon ile flor bağlı olup, termal ve kimyasal saldırılara karşı son derece dirençlidir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir.

moleküller

İki atomlu halojen molekülleri

Halojenler, homonükleer iki atomlu moleküller oluşturur (astatin için kanıtlanmamıştır). Nispeten zayıf moleküller arası kuvvetler nedeniyle, klor ve flor, "temel gazlar" olarak bilinen grubun bir parçasını oluşturur.

halojen molekül yapı model d (X−X) / pm
(gaz fazı)
d (X−X) / pm
(katı faz)
flor F 2 Diflorin-2D-boyutları.png Flor-3D-vdW.png 143 149
klor 2 Diklor-2D-boyutları.png Klor-3D-vdW.png 199 198
brom br 2 Dibromine-2D-dimensions.png Brom-3D-vdW.png 228 227
iyot ben 2 Diiyodin-2D-boyutlar.png İyot-3D-vdW.png 266 272

Atom numarası arttıkça elementler daha az reaktif hale gelir ve daha yüksek erime noktalarına sahiptir. Daha yüksek erime noktalarına, daha fazla elektrondan kaynaklanan daha güçlü London dağılım kuvvetleri neden olur.

Bileşikler

hidrojen halojenürler

Halojenlerin hepsinin hidrojen ile reaksiyona girerek hidrojen halojenürler oluşturduğu gözlemlenmiştir . Flor, klor ve brom için bu reaksiyon şu şekildedir:

H 2 + X 2 → 2HX

Bununla birlikte, hidrojen iyodür ve hidrojen astatid, kurucu elementlerine geri dönebilir.

Hidrojen-halojen reaksiyonları, daha ağır halojenlere karşı giderek daha az reaktif hale gelir. Bir flor-hidrojen reaksiyonu, karanlık ve soğuk olduğunda bile patlayıcıdır. Bir klor-hidrojen reaksiyonu da patlayıcıdır, ancak yalnızca ışık ve ısı varlığında. Bir brom-hidrojen reaksiyonu daha da az patlayıcıdır; sadece alevlere maruz kaldığında patlayıcıdır. İyot ve astatin, hidrojen ile sadece kısmen reaksiyona girerek denge oluşturur .

Tüm halojenler, hidrojen halojenürler olarak bilinen hidrojen ile ikili bileşikler oluşturur: hidrojen florür (HF), hidrojen klorür (HCl), hidrojen bromür (HBr), hidrojen iyodür (HI) ve hidrojen astatit (HAt). Bu bileşiklerin tümü su ile karıştırıldığında asit oluşturur. Hidrojen florür, hidrojen bağları oluşturan tek hidrojen halojenürdür . Hidroklorik asit, hidrobromik asit, hidroiyodik asit ve hidroastatik asidin tümü güçlü asitlerdir , ancak hidroflorik asit zayıf bir asittir .

Hidrojen halojenürlerin tümü tahriş edicidir . Hidrojen florür ve hidrojen klorür oldukça asidiktir . Hidrojen florür bir şekilde kullanılan Indu striyal kimyasal ve neden son derece zehirlidir, pulmoner ödem ve hücrelere zarar. Hidrojen klorür de tehlikeli bir kimyasaldır. Milyonda elli parçadan fazla hidrojen klorür içeren gazın solunması insanlarda ölüme neden olabilir. Hidrojen bromür, hidrojen klorürden bile daha zehirli ve tahriş edicidir. Milyonda otuz parçadan fazla hidrojen bromür içeren gazın solunması insanlar için öldürücü olabilir. Hidrojen iyodür, diğer hidrojen halojenürler gibi zehirlidir.

metal halojenürler

Tüm halojenlerin sodyum ile reaksiyona girerek sodyum florür , sodyum klorür , sodyum bromür , sodyum iyodür ve sodyum astatid oluşturduğu bilinmektedir. Isıtılmış sodyumun halojenlerle reaksiyonu, parlak turuncu alevler üretir. Sodyumun klor ile reaksiyonu şu şekildedir:

2Na + Cl 2 → 2NaCl

Demir, Demir(III) halojenürler oluşturmak için flor, klor ve brom ile reaksiyona girer. Bu reaksiyonlar şu şekillerdedir:

2Fe + 3X 2 → 2FeX 3

Ancak demir iyot ile reaksiyona girdiğinde sadece demir(II) iyodür oluşturur .

Fe+I 2 →FeI 2

Demir yünü, soğuk sıcaklıklarda bile beyaz bileşik demir(III) florür oluşturmak için flor ile hızla reaksiyona girebilir . Klor, ısıtılmış bir demir ile temas ettiğinde, siyah demir (III) klorür oluşturmak üzere reaksiyona girerler . Bununla birlikte, reaksiyon koşulları nemliyse, bu reaksiyon bunun yerine kırmızımsı-kahverengi bir ürünle sonuçlanacaktır. Demir ayrıca demir(III) bromür oluşturmak için brom ile reaksiyona girebilir . Bu bileşik kuru koşullarda kırmızımsı-kahverengidir. Demirin brom ile reaksiyonu, flor veya klor ile reaksiyonundan daha az reaktiftir. Sıcak bir demir iyot ile de reaksiyona girebilir, ancak demir(II) iyodür oluşturur. Bu bileşik gri olabilir, ancak reaksiyon her zaman aşırı iyot ile kirlenir, bu nedenle kesin olarak bilinmemektedir. Demirin iyotla reaksiyonu, daha hafif halojenlerle reaksiyonundan daha az şiddetlidir.

interhalojen bileşikleri

Arası bileşikler XY şeklinde olan , n , burada X ve Y halojen ve n bir, üç, beş veya yedi. Interhalojen bileşikleri en fazla iki farklı halojen içerir. Gibi büyük interhalogens, ClF 3 gibi interhalojen daha küçük olan bir saf halojen bir reaksiyon ile üretilebilir CLF . IF 7 dışındaki tüm interhalojenler , çeşitli koşullarda saf halojenlerin doğrudan birleştirilmesiyle üretilebilir.

Interhalogens tipik olarak daha reaktif F dışındaki tüm atomlu halojen molekülü daha olan 2 interhalojen bağlar zayıf olduğu için. Bununla birlikte, interhalojenlerin kimyasal özellikleri hala kabaca iki atomlu halojenlerinkilerle aynıdır . Birçok interhalojen, bir veya daha fazla flor atomunun daha ağır bir halojene bağlanmasından oluşur. Klor, 3 flor atomuna kadar bağlanabilir, brom beş flor atomuna kadar bağlanabilir ve iyot yedi flor atomuna kadar bağlanabilir. Çoğu interhalojen bileşikleri kovalent gazlardır. Bununla birlikte, bazı interhalogens örneğin Oluşan bu gibi sıvılar, olan 3 ve birçok iyot içeren interhalogens katılardır.

Organohalojen bileşikleri

Plastik polimerler gibi birçok sentetik organik bileşik ve birkaç doğal bileşik halojen atomları içerir; bunlar halojenli bileşikler veya organik halojenürler olarak bilinir . Klor, deniz suyunda açık ara en bol bulunan halojendir ve insanlar tarafından nispeten büyük miktarlarda (klorür iyonları olarak) ihtiyaç duyulan tek halojendir. Örneğin, klorür iyonları , inhibitör verici GABA'nın etkisine aracılık ederek beyin işlevinde önemli bir rol oynar ve ayrıca vücut tarafından mide asidi üretmek için kullanılır. Tiroksin gibi tiroid hormonlarının üretimi için eser miktarda iyot gereklidir . Organohalojenler ayrıca nükleofilik soyutlama reaksiyonu yoluyla sentezlenir .

polihalojenli bileşikler

Polihalojenli bileşikler , çoklu halojenlerle ikame edilmiş endüstriyel olarak oluşturulmuş bileşiklerdir. Birçoğu çok toksiktir ve insanlarda biyolojik olarak birikir ve çok geniş bir uygulama aralığına sahiptir. Bunlar PCB'leri , PBDE'leri ve perflorlu bileşikleri (PFC'ler) ve ayrıca çok sayıda başka bileşiği içerir.

Reaksiyonlar

Su ile reaksiyonlar

Flor, oksijen (O 2 ) ve hidrojen florür (HF) üretmek için suyla kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer :

2 F 2 (g) + 2 H 2 O(l) → O 2 (g) + 4 HF(sulu)

Klor, maksimum ca çözünürlüğe sahiptir. 7.1 gr Cı 2 , ortam sıcaklığında su kilogramı başına (21 ° C). Çözünmüş klor reaksiyona girerek hidroklorik asit (HCl) ve dezenfektan veya ağartıcı olarak kullanılabilen bir çözelti olan hipokloröz asit oluşturur :

2 (g) + H 2 HCI → O (l) (aq) + HClO (sulu)

Brom, 100 g su başına 3.41 g çözünürlüğe sahiptir, ancak yavaş yavaş reaksiyona girerek hidrojen bromür (HBr) ve hipobromöz asit (HBrO) oluşturur:

Br 2 (g) + H 2 O(l) → HBr(sulu) + HBrO(sulu)

Ancak iyot suda minimum düzeyde çözünür (20 °C'de 0.03 g/100 g su) ve onunla reaksiyona girmez. Bununla birlikte, iyodür, potasyum iyodür (KI) eklenmesi gibi, iyodür iyonu varlığında sulu bir çözelti oluşturacaktır , çünkü triiyodür iyonu oluşur.

Fiziksel ve atomik

Aşağıdaki tablo, halojenlerin temel fiziksel ve atomik özelliklerinin bir özetidir. Soru işaretleriyle işaretlenmiş veriler ya belirsizdir ya da kısmen gözlemlerden ziyade periyodik eğilimlere dayanan tahminlerdir .

Halojen Standart atom ağırlığı
( u )
Erime noktası
( K )
Erime noktası
( °C )
Kaynama noktası
( K )
Kaynama noktası
( °C )
Yoğunluk
(g / cc 3 , 25 ° C'de)
Elektronegatiflik
( Pauling )
Birinci iyonlaşma enerjisi
( kJ·mol -1 )
Kovalent yarıçap
( pm )
flor 18.9984032(5) 53.53 -219.62 85.03 -188.12 0.0017 3.98 1681.0 71
Klor [35.446; 35.457] 171.6 -101.5 239.11 -34.04 0.0032 3.16 1251.2 99
Brom 79.904(1) 265.8 -7,3 332,0 58.8 3.1028 2.96 1139,9 114
İyot 126.90447(3) 386.85 113.7 457.4 184.3 4.933 2.66 1008.4 133
astatin [210] 575 302 ? 610 ? 337 ? 6.2–6.5 2.2 ? 887.7 ? 145
Tennessine [294] ? 623-823 ? 350-550 ? 883 ? 610 ? 7.1-7.3 - ? 743 ? 157
Z eleman Elektron/kabuk sayısı
9 flor 2, 7
17 klor 2, 8, 7
35 brom 2, 8, 18, 7
53 iyot 2, 8, 18, 18, 7
85 astatin 2, 8, 18, 32, 18, 7
117 tennessin 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (tahmini)

izotoplar

Florin, stabil ve doğal olarak oluşan bir izotopu olan florin-19'a sahiptir. Bununla birlikte, bir radyoaktif izotop, florin-23, ile gerçekleşir niteliğindeki eser miktarlarda var küme çürüme ve protaktinyum-231 . Atom kütleleri 14 ila 31 arasında değişen toplam on sekiz flor izotopu keşfedilmiştir.

Klorun iki kararlı ve doğal olarak oluşan izotopu vardır , klor-35 ve klor-37. Bununla birlikte, argon-36'nın parçalanması yoluyla oluşan klor-36 izotopunun doğasında eser miktarda bulunur . Atom kütleleri 28 ila 51 arasında değişen toplam 24 klor izotopu keşfedilmiştir.

Brom , brom-79 ve brom-81'in iki kararlı ve doğal olarak oluşan izotopu vardır . Atom kütleleri 66 ile 98 arasında değişen toplam 33 brom izotopu keşfedilmiştir.

İyot'un kararlı ve doğal olarak oluşan bir izotopu vardır , iyot-127 . Bununla birlikte, parçalanma yoluyla ve cevherlerdeki uranyumun radyoaktif bozunmasından meydana gelen radyoaktif izotop iyodin-129'un doğasında eser miktarlar vardır . Uranyumun bozunması yoluyla doğal olarak birkaç başka radyoaktif iyot izotopu da oluşturulmuştur. Atom kütleleri 108 ila 145 arasında değişen toplam 38 iyot izotopu keşfedilmiştir.

Astatinin kararlı izotopları yoktur . Bununla birlikte, uranyum , neptünyum ve plütonyumun radyoaktif bozunması yoluyla üretilen astatinin doğal olarak oluşan dört radyoaktif izotopu vardır . Bu izotoplar astatin-215, astatin-217, astatin-218 ve astatin-219'dur. Atom kütleleri 191 ile 227 arasında değişen toplam 31 astatin izotopu keşfedilmiştir.

Tennessine'in bilinen sadece iki sentetik radyoizotopu vardır , tennessine-293 ve tennessine-294.

Üretme

Soldan sağa: oda sıcaklığında klor , brom ve iyot . Klor bir gazdır, brom bir sıvıdır ve iyot bir katıdır. Flor , yüksek reaktivitesi nedeniyle görüntüye , astatin ve tennessine ise radyoaktiviteleri nedeniyle dahil edilememiştir.

Her yıl yaklaşık altı milyon metrik ton flor mineral florit üretilmektedir. Her yıl dört yüz bin metrik ton hidroflorik asit yapılır. Flor gazı, fosforik asit üretiminde yan ürün olarak üretilen hidroflorik asitten yapılır . Yılda yaklaşık 15.000 metrik ton flor gazı üretilmektedir.

Mineral halit en çok klor çıkarılmış mineral olmakla birlikte, mineral Karnalit ve sylvite da klor çıkartılmaktadır. Tuzlu suyun elektrolizi ile her yıl kırk milyon metrik ton klor üretilir .

Her yıl yaklaşık 450.000 metrik ton brom üretilmektedir. Üretilen tüm bromun yüzde ellisi Amerika Birleşik Devletleri'nde , %35'i İsrail'de ve geri kalanın çoğu Çin'de üretilmektedir . Tarihsel olarak brom, doğal tuzlu suya sülfürik asit ve ağartma tozu eklenerek üretildi . Bununla birlikte, modern zamanlarda brom, Herbert Dow tarafından icat edilen bir yöntem olan elektroliz ile üretilir . Kloru deniz suyundan geçirerek ve ardından havayı deniz suyundan geçirerek brom üretmek de mümkündür.

2003 yılında 22.000 metrik ton iyot üretildi. Şili, üretilen tüm iyotun %40'ını üretir, Japonya %30'unu üretir ve Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde daha küçük miktarlarda üretilir . 1950'lere kadar yosundan iyot elde edilirdi . Ancak, modern zamanlarda iyot başka yollarla üretilir. İyotun üretilmesinin bir yolu, kükürt dioksitin bazı iyodatlar içeren nitrat cevherleri ile karıştırılmasıdır . İyot ayrıca doğal gaz alanlarından da çıkarılır .

Astatin doğal olarak oluşsa da, genellikle bizmutun alfa parçacıklarıyla bombardıman edilmesiyle üretilir.

Tennessine, tennessine-293 ve tennessine-294 yapmak için berkelium-249 ve kalsiyum-48'i kaynaştıran bir siklotron kullanılarak yapılır.

Uygulamalar

dezenfektanlar

Hem klor hem de brom, içme suyu, yüzme havuzları, taze yaralar, kaplıcalar, bulaşıklar ve yüzeyler için dezenfektan olarak kullanılır . Sterilizasyon olarak bilinen bir işlemle bakterileri ve diğer potansiyel olarak zararlı mikroorganizmaları öldürürler . Reaktiviteleri ayrıca ağartmada da kullanılır . Klordan üretilen sodyum hipoklorit çoğu kumaş ağartıcının etken maddesidir ve bazı kağıt ürünlerinin üretiminde klor türevi ağartıcılar kullanılmaktadır . Klor ayrıca sofra tuzu olan sodyum klorür oluşturmak için sodyum ile reaksiyona girer .

Aydınlatma

Halojen lambalar , iyot veya brom gibi az miktarda halojen içeren ampullerde tungsten filaman kullanan bir akkor lamba türüdür . Bu , aynı watt'ta halojen olmayan akkor ampullerden çok daha küçük lambaların üretilmesini sağlar . Gaz, filamanın incelmesini ve ampulün iç kısmının kararmasını azaltır ve bu da ampulün çok daha uzun ömürlü olmasını sağlar. Halojen lambalar, diğer akkor ampullerden daha beyaz bir renkle daha yüksek bir sıcaklıkta (2800 ila 3400 kelvin ) parlar . Ancak bu, kırılmayı azaltmak için ampullerin silika camdan ziyade kaynaşmış kuvarsdan üretilmesini gerektirir .

İlaç bileşenleri

İçinde , ilaç keşfi , genellikle daha analogların bir kurşun ilaç adayı sonuçlarına halojen atomu dahil edilmesi, lipofilik ve daha az suda çözünür. Sonuç olarak, halojen atomları, lipit membranlar ve dokulardan penetrasyonu iyileştirmek için kullanılır . Bazı halojenli ilaçların yağ dokusunda birikme eğilimi olduğu sonucu çıkar .

Halojen atomlarının kimyasal reaktivitesi, hem kurşuna bağlanma noktalarına hem de halojenin doğasına bağlıdır. Aromatik halojen grupları, önemli kimyasal reaktivite sergileyebilen alifatik halojen gruplarından çok daha az reaktiftir . Alifatik karbon-halojen bağları için, CF bağı, alifatik CH bağlarından daha güçlü ve genellikle kimyasal olarak daha az reaktiftir. Diğer alifatik-halojen bağları daha zayıftır, reaktiviteleri periyodik tabloda artar. Genellikle kimyasal olarak alifatik CH bağlarından daha reaktiftirler. Sonuç olarak, en yaygın halojen ikameleri, daha az reaktif aromatik flor ve klor gruplarıdır.

biyolojik rol

Florür anyonları fildişi, kemikler, dişler, kan, yumurta, idrar ve organizmaların saçında bulunur. Çok küçük miktarlarda florür anyonları insanlar için gerekli olabilir. Bir litre insan kanında 0,5 miligram flor bulunur. İnsan kemikleri %0.2 ila 1.2 flor içerir. İnsan dokusu, milyarda yaklaşık 50 parça flor içerir. 70 kilogramlık tipik bir insan, 3 ila 6 gram flor içerir.

Klorür anyonları, insanlar da dahil olmak üzere çok sayıda tür için gereklidir. Tahılların kuru ağırlığındaki klor konsantrasyonu milyonda 10 ila 20 kısımdır , patateslerde ise klorür konsantrasyonu % 0,5'tir. Topraktaki klorür seviyelerinin milyonda 2 parçanın altına düşmesi bitki gelişimini olumsuz etkiler . İnsan kanı ortalama %0,3 klor içerir. İnsan kemiği tipik olarak milyonda 900 parça klor içerir. İnsan dokusu yaklaşık %0,2 ila 0,5 oranında klor içerir. 70 kilogramlık tipik bir insanda toplam 95 gram klor bulunur.

Bromür anyonu şeklinde bir miktar brom, tüm organizmalarda bulunur. İnsanlarda bromun biyolojik rolü kanıtlanmamıştır, ancak bazı organizmalar organobromin bileşikleri içerir . İnsanlar tipik olarak günde 1 ila 20 miligram brom tüketir. Tipik olarak insan kanında milyonda 5 kısım brom, insan kemiklerinde milyonda 7 kısım brom ve insan dokusunda milyonda 7 kısım brom vardır. 70 kilogramlık tipik bir insan 260 miligram brom içerir.

İnsanlar tipik olarak günde 100 mikrogramdan az iyot tüketir. İyot eksikliği zihinsel engelliliğe neden olabilir . Organoiyodin bileşikleri insanlarda bazı bezlerde , özellikle tiroid bezinde , ayrıca mide , epidermis ve bağışıklık sisteminde bulunur . İyot içeren yiyecekler arasında morina , istiridye , karides , ringa balığı , ıstakoz , ayçiçeği tohumu , deniz yosunu ve mantar bulunur . Ancak iyotun bitkilerde biyolojik bir rolü olduğu bilinmemektedir. İnsan kanında tipik olarak litre başına 0.06 miligram, insan kemiklerinde milyarda 300 kısım iyot ve insan dokusunda milyarda 50 ila 700 kısım iyot vardır. 70 kilogramlık tipik bir insanda 10 ila 20 miligram iyot vardır.

Astatin , çok kıt olmasına rağmen, yeryüzünde mikrogramlarda bulunmuştur. Yüksek radyoaktivitesi, aşırı nadir olması ve en kararlı izotop için yaklaşık 8 saatlik bir yarı ömre sahip olması nedeniyle bilinen bir biyolojik rolü yoktur.

Tennessine tamamen insan yapımıdır ve doğada başka bir rolü yoktur.

toksisite

Halojenler, daha ağır halojenlere karşı toksisitede azalma eğilimindedir.

Flor gazı son derece zehirlidir; Milyonda 25 parça konsantrasyonunda flor solumak potansiyel olarak öldürücüdür. Hidroflorik asit de toksiktir, cilde nüfuz edebilir ve çok ağrılı yanıklara neden olabilir . Ek olarak, florür anyonları toksiktir, ancak saf florin kadar toksik değildir. Florür, 5 ila 10 gram miktarlarında öldürücü olabilir. 1.5 mg/L konsantrasyonlarının üzerinde uzun süreli florür tüketimi , dişlerin estetik bir durumu olan dental florozis riski ile ilişkilidir . 4 mg/L'nin üzerindeki konsantrasyonlarda , kemiklerin sertleşmesi nedeniyle kemik kırıklarının daha yaygın hale geldiği bir durum olan iskelet florozu gelişme riski artar . Diş çürüklerini önlemenin bir yolu olan su floridasyonunda mevcut önerilen seviyeler , florürün zararlı etkilerinden kaçınmak ve aynı zamanda faydalarından yararlanmak için 0,7 ila 1,2 mg/L aralığındadır. Normal seviyeler ile iskelet florozu için gerekli seviyeler arasında olan kişilerde artrite benzer semptomlar olma eğilimindedir .

Klor gazı çok zehirlidir. Milyonda 3 kısım konsantrasyonda klor solunması hızla toksik reaksiyona neden olabilir. Milyonda 50 kısım konsantrasyonda klor solumak son derece tehlikelidir. Milyonda 500 parça konsantrasyonda klor içinde birkaç dakika solumak öldürücüdür. Klor gazında nefes almak çok acı vericidir.

Saf brom biraz toksiktir ancak flor ve klordan daha az toksiktir. Yüz miligram brom öldürücüdür. Bromür anyonları da toksiktir, ancak bromdan daha az toksiktir. Bromürün öldürücü dozu 30 gramdır.

İyot biraz zehirlidir, metreküp başına 1 miligram güvenlik sınırı ile akciğerleri ve gözleri tahriş edebilir. Ağızdan alındığında 3 gram iyot öldürücü olabilir. İyodür anyonları çoğunlukla toksik değildir, ancak bunlar büyük miktarlarda yutulduğunda da ölümcül olabilir.

Astatin çok radyoaktiftir ve bu nedenle oldukça tehlikelidir, ancak makroskopik miktarlarda üretilmemiştir ve bu nedenle toksisitesinin ortalama bir birey için çok fazla ilgili olması pek olası değildir.

Tennessine, radyoaktivitesi onu çok tehlikeli hale getirmesine rağmen, yarı ömrünün ne kadar kısa olması nedeniyle kimyasal olarak araştırılamaz.

süperhalojen

Bazı alüminyum kümeler süper atom özelliklerine sahiptir. Bu alüminyum kümeler, anyonlar ( Al-
n
ile n helyum gazı m = 1, 2, 3, ...) ve iyot ihtiva eden bir gaz ile reaksiyona sokularak. Kütle spektrometrisi ile analiz edildiğinde bir ana reaksiyon ürününün Al olduğu ortaya çıkıyor.
13
ben-
. Fazladan elektron eklenmiş 13 alüminyum atomundan oluşan bu kümeler, aynı gaz akımına verildiğinde oksijen ile reaksiyona giriyor gibi görünmüyor. Her atomun 3 değerlik elektronunu serbest bıraktığını varsayarsak, bu, sodyumun sihirli sayılarından biri olan 40 elektronun mevcut olduğu anlamına gelir ve bu sayıların soy gazların bir yansıması olduğu anlamına gelir.

Hesaplamalar, ilave elektronun, iyot atomunun tam karşısındaki konumda alüminyum kümesinde bulunduğunu göstermektedir. Bu nedenle küme, elektron için iyottan daha yüksek bir elektron afinitesine sahip olmalıdır ve bu nedenle alüminyum kümeye süperhalojen denir (yani, negatif iyonları oluşturan parçaların dikey elektron ayrılma enerjileri, herhangi bir halojen atomununkinden daha büyüktür). İçinde küme bileşeni Al
13
ben-
iyon, bir iyodür iyonuna veya bir bromür iyonuna benzer. ilgili Al
13
ben-
2
kümenin kimyasal olarak triiyodür iyonu gibi davranması beklenir .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

daha fazla okuma