ჰალოგენები გამოხატულია არამეტალები. მათ შორისაა ფტორი, ატატინი, იოდი, ბრომი, ქლორი და ხელოვნური ელემენტი, სახელად უნუნსეპტიუმი (ტენესინი). ამ ნივთიერებებს აქვთ ქიმიური ფუნქციების ფართო სპექტრი და ღირს უფრო დეტალურად საუბარი.
მაღალი ოქსიდაციური აქტივობა
ეს არის პირველი გამოხატული თვისება, რომელიც უნდა აღინიშნოს. ყველა ჰალოგენს აქვს მაღალი ჟანგვითი აქტივობა, მაგრამ ფტორი ყველაზე აქტიურია. შემდგომი დაღმავალი: ქლორი, ბრომი, იოდი, ატატინი, უნუნსეპტიუმი. მაგრამ ფტორი რეაგირებს ყველა მეტალთან გამონაკლისის გარეშე. უფრო მეტიც, მათი უმეტესობა ამ ელემენტის ატმოსფეროში ყოფნისას, თვითინთება ხდება და ამ პროცესს თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა.
თუ ფტორი არ გაცხელდება, მაშინ ამ შემთხვევაში ის რეაგირებს ბევრ არამეტალურ ნივთიერებასთან. მაგალითად, გოგირდით, ნახშირბადით, სილიციუმით, ფოსფორით. მიიღება რეაქციებიძალიან ეგზოთერმული და შეიძლება თან ახლდეს აფეთქება.
აღსანიშნავია ისიც, რომ ფტორი გაცხელებისას აჟანგებს ყველა სხვა ჰალოგენს. სქემა ასეთია: Hal2 + F2=2HalF. და აქ ჰალი არის ქლორი, ბრომი და იოდი. უფრო მეტიც, ასეთ ნაერთებში მათი დაჟანგვის ხარისხია +1.
და ჰალოგენ-ფტორის კიდევ ერთი ქიმიური თვისებაა მისი რეაქცია მძიმე ინერტულ აირებთან დასხივების გავლენის ქვეშ. მათ კეთილშობილსაც უწოდებენ. ამ გაზებს მიეკუთვნება ჰელიუმი, ნეონი, არგონი, კრიპტონი, ქსენონი, რადონი და ახლახან აღმოჩენილი ოგანესონი.
ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან
ეს არის ჰალოგენების კიდევ ერთი ქიმიური თვისება. რთული ნივთიერებები, როგორც ცნობილია, მოიცავს ნაერთებს, რომლებიც შედგება ორი ან მეტი ელემენტისგან. იგივე ფტორი ასეთ რეაქციებში ძალიან ენერგიულად ვლინდება. მათ თან ახლავს აფეთქება. მაგრამ, მაგალითად, ასე გამოიყურება მისი რეაქცია წყალთან ფორმულის სახით: 2F2 + 2H2O → 4HF + O 2.
ქლორი ასევე რეაქტიულია, თუმცა მისი აქტივობა ფტორის აქტივობაზე ნაკლებია. მაგრამ ის რეაგირებს ყველა მარტივ ნივთიერებასთან, გარდა კეთილშობილური აირების, აზოტისა და ჟანგბადისა. აი ერთი მაგალითი: Si + 2Cl2 → SiCl4 + 662 kJ.
მაგრამ განსაკუთრებით საინტერესოა ქლორის რეაქცია წყალბადთან. თუ არ არის სათანადო განათება და ტემპერატურა, მაშინ მათ შორის არაფერი ხდება. მაგრამ თუ გაზრდით სიკაშკაშეს და გაათბებთ მათ, მაშინ მოხდება აფეთქება, უფრო მეტიც, ჯაჭვის მექანიზმით. რეაქცია მიმდინარეობს ფოტონების, ელექტრომაგნიტური გამოსხივების კვანტების გავლენით, რომლებიცანაწილებს Cl2 მოლეკულებს ატომებად. შემდეგ ხდება რეაქციების მთელი ჯაჭვი და თითოეულ მათგანში მიიღება ნაწილაკი, რომელიც იწყებს შემდეგი ეტაპის დაწყებას.
ბრომი
როგორც ხედავთ, უმეტესობა ფტორზეა საუბარი და ცოტა ნაკლები ქლორზე. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჰალოგენების ქიმიური თვისებები მუდმივად მცირდება ფტორიდან ატატინამდე.
ბრომი არის ერთგვარი შუა მათ სერიაში. ის უფრო ხსნადია წყალში, ვიდრე სხვა ჰალოგენები. მიღებული ხსნარი ცნობილია როგორც ბრომი წყალი, ძლიერი ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია ნიკელის, რკინის, ქრომის, კობალტის და მანგანუმის დაჟანგვა.
თუ ვსაუბრობთ ჰალოგენის ქიმიურ თვისებებზე, მაშინ აღსანიშნავია, რომ აქტივობის თვალსაზრისით იგი შუალედურ ადგილს იკავებს ყბადაღებულ ქლორსა და იოდს შორის. სხვათა შორის, იოდის ხსნარებთან რეაგირებისას, თავისუფალი იოდი გამოიყოფა. ეს ასე გამოიყურება: Br2 + 2Kl → I2 + 2KBr.
ასევე, ბრომს შეუძლია რეაგირება არალითონებთან (ტელურიუმთან და სელენთან), ხოლო თხევად მდგომარეობაში ის ურთიერთქმედებს ოქროსთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ტრიბრომიდი AuBr3. მას ასევე შეუძლია ორგანული მოლეკულების შეერთება სამმაგი ბმით. კატალიზატორის თანდასწრებით გაცხელების შემთხვევაში, მას შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ბენზოლთან და წარმოქმნას ბრომბენზოლი C6H5Br, რომელსაც ეწოდება ჩანაცვლების რეაქცია.
იოდი
ჰალოგენების შემდეგი ყველაზე აქტიური ქიმიური თვისებები ცხრილში არის იოდი. მისი თავისებურება მდგომარეობს იმაში, რომ იგი ქმნის უამრავ სხვადასხვა მჟავას. ეს მოიცავს:
- იოდი. უფერო სითხე მძაფრი სუნით. ძლიერი მჟავა, რომელიც არის ძლიერი შემცირების აგენტი.
- იოდი. არასტაბილურია, შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ ძალიან განზავებულ ხსნარებში.
- იოდი. მახასიათებლები იგივეა, რაც წინა. აყალიბებს იოდის მარილებს.
- იოდი. კრისტალური უფერო ნივთიერება მინისებრი ბზინვარებით. წყალში ხსნადი, პოლიმერიზაციისკენ მიდრეკილი. აქვს ჟანგვის თვისებები.
- იოდი. ჰიგიროსკოპიული კრისტალური ნივთიერება. გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში, როგორც ჟანგვის აგენტი.
ჰალოგენ-იოდის ზოგადი ქიმიური თვისებები მოიცავს მაღალ აქტივობას. მიუხედავად იმისა, რომ ის ნაკლებია ვიდრე ქლორი ბრომთან და მით უმეტეს, არ არის შედარებული ფტორთან. ყველაზე ცნობილი რეაქციაა იოდის ურთიერთქმედება სახამებელთან, რაც იწვევს ამ უკანასკნელის ლურჯ ფერს.
ასტატინი
ასევე ღირს ამაზე ორიოდე სიტყვის თქმა ჰალოგენების ზოგადი მახასიათებლების განხილვის გაგრძელებაში. ასტატინის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ახლოსაა ცნობილი იოდისა და პოლონიუმის (რადიოაქტიური ელემენტის) თვისებებთან. აქ არის მისი მოკლე აღწერა:
- წარმოქმნის უხსნად AgAt მარილს, როგორც ყველა ჰალოგენი.
- შეიძლება დაჟანგდეს At-მდე, იოდის მსგავსად.
- აყალიბებს ნაერთებს მეტალებთან, გვიჩვენებს ჟანგვის მდგომარეობას -1. როგორც ყველა ჰალოგენი.
- რეაგირებს იოდთან და ბრომთან ინტერჰალოგენური ნაერთების წარმოქმნით. ასტატინის იოდიდი და ბრომიდი, უფრო ზუსტად (AtI და AtBr).
- იხსნება აზოტში და მარილწყალშიმჟავები.
- თუ მასზე იმოქმედებთ წყალბადით, მაშინ წარმოიქმნება აირისებრი წყალბადის ასტატიდი - არასტაბილური აირისებრი მჟავა.
- როგორც ყველა ჰალოგენს, მას შეუძლია შეცვალოს წყალბადი მეთანის მოლეკულაში.
- აქვს დამახასიათებელი ალფა გამოსხივება. მისი არსებობით განისაზღვრება ატატინის არსებობა.
სხვათა შორის, ატატინის ხსნარის სახით ადამიანის ორგანიზმში შეყვანა ფარისებრ ჯირკვალს მკურნალობს. რადიოთერაპიაში ეს ელემენტი აქტიურად გამოიყენება.
ტენესინი
და მან ყურადღება უნდა მიაქციოს, რადგან საუბარია ჰალოგენების ქიმიურ თვისებებზე. ტენესინთან არც თუ ისე ბევრი ცნობილი ნაერთია, რადგან ჯერჯერობით მისი ზუსტი მახასიათებლები განხილვის საგანი რჩება, რადგან ის ცხრილში მხოლოდ 2014 წელს შევიდა.
დიდი ალბათობით ნახევრად მეტალია. ის თითქმის არ ავლენს ჟანგვის ძალას, ამიტომ არის ჰალოგენებიდან ყველაზე სუსტი, რადგან მისი ელექტრონები ძალიან შორს არიან ბირთვიდან. მაგრამ ძალიან სავარაუდოა, რომ ტენესინი იყოს ჰალოგენი, რომლის შემცირების თვისება უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე ჟანგვის თვისება.
ექსპერიმენტულად ჩატარებული რეაქცია წყალბადთან. TsH უმარტივესი კავშირია. მიღებული ტენესინის წყალბადი აგრძელებს წყალბადის ჰალოიდების ტენდენციას.
ფიზიკური თვისებები
ისინი მოკლედ უნდა აღინიშნოს. ასე რომ:
- ფტორი არის მომწამვლელი ღია ყვითელი გაზი მძაფრი სუნით.
- ქლორი არის ღია მწვანე გაზი. მას ასევე აქვს ძლიერი სუნი და უფრო შხამიანია ვიდრე ფტორს.
- ბრომი არის წითელ-ყავისფერი მძიმე სითხე. მისიორთქლები ძალიან ტოქსიკურია.
- იოდი არის მუქი ნაცრისფერი მყარი მეტალის ბზინვარებით.
- ასტატინი არის ლურჯი-შავი მყარი. იოდს ჰგავს.
ჰალოგენების მიღება
ეს არის ბოლო რამ. ჰალოგენების ქიმიური თვისებები და წარმოება პირდაპირ კავშირშია. პირველი განაპირობებს მეორეს. აქ არის რამოდენიმე გზა ამ ნივთიერებების მისაღებად:
- დნობის ან ჰალოიდების ხსნარების ელექტროლიზის გზით - მათი ნაერთები სხვა ელემენტებთან ან რადიკალებთან.
- მათი მყარი მარილების და კონცენტრირებული გოგირდმჟავას ურთიერთქმედების გზით. მაგრამ ეს ეხება მხოლოდ HF და HCl.
- HBr და HI შეიძლება მივიღოთ ფოსფორის ჰალოიდების ჰიდროლიზით.
- ჰიდროჰალიუმის მჟავების დაჟანგვა.
- HClO მიიღება ჰიდროლიზით ქლორის წყალხსნარებში.
- HOBr წარმოიქმნება წყლისა და ჰალოგენის ურთიერთქმედებით.
მაგრამ ზოგადად კიდევ ბევრი გზა არსებობს, ეს მხოლოდ მაგალითებია. ყოველივე ამის შემდეგ, ჰალოგენები ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. ფტორს იყენებენ საპოხი მასალების დასამზადებლად, ქლორს იყენებენ გათეთრებისთვის და დეზინფექციისთვის, ბრომი გამოიყენება მედიცინაში და ფოტომასალის წარმოებაში, იოდზე კი ლაპარაკი არც ღირს.
