Элементов: 6
Галогены
Галогены образуют группу 17. Им не хватает одного электрона до полной внешней оболочки, поэтому они очень активны и легко образуют соли с металлами — «галоген» означает «рождающий соли». Активность убывает вниз по группе: от фтора, самого активного элемента, до астата.
- Элементов
- 6
- При комн. темп.
- 3 твёрдое, 1 жидкость, 2 газ
- Диапазон плавления
- от -220 до 450 °C
- Электроотрицательность
- 2.2 – 3.98
Все: галогены
- 9FФтор18,9984 u · 1886
- 17ClХлор35,45 u · 1774
- 35BrБром79,9 u · 1826
- 53IИод126,9045 u · 1811
- 85AtАстат[210] u · 1940
- 117TsТеннессин[294] u · 2010
«Рождающие соли»
В переводе с греческого «галоген» означает «рождающий соль». У каждого галогена на внешней оболочке семь электронов — на один меньше полного набора, — и он отнимает электрон почти у любого встреченного металла. В результате получается соль: самый известный пример — хлорид натрия, поваренная соль, но фториды, бромиды и иодиды образуются точно так же.
Газ, жидкость и твёрдое тело в одном столбце
Галогены — единственная группа периодической таблицы, в которой при комнатной температуре есть элементы во всех трёх агрегатных состояниях. Фтор — бледно-жёлтый газ, хлор — жёлто-зелёный газ, бром — тёмно-красная жидкость, испускающая оранжевые пары, а иод — блестящее чёрно-фиолетовое твёрдое вещество, которое при нагревании сразу превращается в фиолетовый пар.
Причина — в размере молекул. В более крупных молекулах галогенов больше электронов, поэтому слабое притяжение между ними вниз по группе усиливается, и температуры плавления и кипения растут.
Закономерности в группе 17 сверху вниз
С каждым шагом вниз добавляется новая электронная оболочка. Читайте столбцы сверху вниз.
Активность падает вниз по группе
Фтор — самый активный из всех элементов. Он разъедает стекло, бурно реагирует с водой и даже соединяется с благородным газом ксеноном. Хлор менее агрессивен, бром ещё спокойнее, а иод настолько мягок, что им смазывают порезы. Более активный галоген вытесняет менее активный из его солей: если пропустить хлор через раствор бромида калия, раствор оранжевеет — это выделяется бром.
В воде, в зубах и в щитовидной железе
Галогены оставили след и в истории экологического ущерба. Хлорфторуглероды, которые когда-то применялись в холодильниках и аэрозольных баллончиках, высвобождали хлор в верхних слоях атмосферы, разрушая озоновый слой. Монреальский протокол 1987 года постепенно вывел их из употребления, и озоновый слой медленно восстанавливается.
- Хлор обеззараживает питьевую воду и бассейны, из него производят ПВХ
- Фторид укрепляет зубную эмаль и добавляется в зубную пасту
- Иод необходим для гормонов щитовидной железы; иодированная соль предотвращает его дефицит
- Соединения брома служат антипиренами и входят в состав некоторых лекарств
Часто задаваемые вопросы
Почему фтор — самый активный галоген?
Его атомы крошечные, поэтому ядро очень сильно притягивает приходящий электрон, а связь фтор — фтор необычно слаба. Вместе это заставляет фтор реагировать почти с чем угодно.
Астат — галоген?
Он стоит в 17-й группе и обычно считается галогеном, хотя его химия изучена хуже, потому что он чрезвычайно радиоактивен и редок. Возможно, отчасти он ведёт себя как металл.
Опасны ли галогены?
В виде простых веществ — да: фтор, хлор и бром токсичны и едки, а хлор применялся как боевой отравляющий газ в Первую мировую войну. В виде фторид-, хлорид- и иодид-ионов в соединениях они безопасны, и многие из них жизненно необходимы.