هالوژن

گروهی در جدول تناوبی
(تغییرمسیر از گروه هالوژن‌ها)

هالوژن‌ها (به انگلیسی: Halogen) عناصری هستند که با ترکیب شدن با عنصرهای گروه اول، نمک تولید می‌کنند؛ به همین خاطر به آن‌ها هالوژن می‌گویند. هالوژن (به معنای «نمک‌زا») واژه‌ای یونانی است که از ترکیب hal (به معنای «نمک») و gen (به معنای «تولید کردن») ساخته شده‌است.[۱] گروه هالوژن‌ها شامل عناصر گروه ۱۷ (گروه ۷ اصلی) جدول تناوبی است؛ یعنی عنصرهای فلوئور (F)، کلر (Cl)، برم (Br)، ید (I)، آستاتین (At) و تنسین (Ts).

هنگامی که هالوژن‌ها با فلزات واکنش می‌دهند، طیف وسیعی از نمک‌ها از جمله کلسیم فلوئورید، سدیم کلرید (نمک خوراکی)، نقره برمید و پتاسیم یدید را تولید می‌کنند.[۲] گروه هالوژن‌ها تنها گروه جدول تناوبی است که حاوی عناصری در سه حالت اصلی ماده (جامد، مایع و گاز) در دما و فشار استاندارد است. همه‌ی هالوژن‌ها با اتصال به هیدروژن، اسید می‌سازند. بیشتر هالوژن‌ها معمولاً از مواد معدنی یا نمک‌ها تولید می‌شوند. هالوژن‌های میانی (کلر، برم و ید) اغلب به عنوان ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شوند. هالوژن‌ها در حالت طبیعی خود به صورت مولکول‌های دواتمی هستند.[۳]

گروه ۱۷
دوره
۲ 9
F
۳ 17
Cl
۴ 35
Br
۵ 53
I
۶ 85
At
۷ 117
Ts

راهنما
هالوژن
گاز
مایع
هسته دیرینه
From decay
Synthetic

خواص تناوبیویرایش

همانند روند کلی موجود در جدول تناوبی، از بالا به پایین عدد اتمی و جرم اتمی هالوژن‌ها زیاد می‌شود. همچنین الکترونگاتیوی آن‌ها نیز کاهش می‌یابد.[۴]

جرم اتمی نقطه ذوب نقطه جوش الکترونگاتیویته
فلوئور ۱۹ ۵۳/۵۳ ۸۵/۰۳ ۳/۹۸
کلر ۳۵/۵ ۱۷۱/۶ ۲۳۹/۱۱ ۳/۱۶
برم ۸۰ ۲۶۵/۸ ۳۳۲/۰ ۲/۹۶
ید ۱۲۷ ۳۹۶/۸۵ ۴۵۷/۴ ۲/۶۶
استاتین ۲۱۰ ۵۷۵ ۶۱۰ ۲/۲

خواص فیزیکیویرایش

در گروه هالوژن‌ها از بالا به پایین با افزایش شعاع اتمی، طول پیوند در مولکول هالوژن افزایش می‌یابد؛ این عامل و همین‌طور افزایش تعداد الکترون‌ها و نیز افزایش جرم مولکول، باعث افزایش نقطه ذوب و نقطه جوش می‌شود. در نتیجه فلوئور و کلر گاز هستند؛ اما برم مایع است و ید جامدی می‌باشد که به‌راحتی تصعید می‌گردد.[۵]

 
هالوژن‌ها

خواص شیمیاییویرایش

هالوژن‌ها می‌توانند با دریافت یک الکترون و تشکیل آنیون، به آرایش پایدار هشتایی گاز نجیب (اوکتت) برسند (الکترون‌خواهی آن‌ها منفی است)؛ به همین دلیل واکنش‌پذیری زیادی دارند که البته از بالا به پایین کاهش می‌یابد.[۶] همین عامل سبب شده عناصر گروه ۱۷ به شدت سمی باشند. خواص ضدعفونی‌کنندگی هالوژن‌ها نیز بر همین اساس است، یعنی مولکول هالوژن با اکسید کردن مولکول‌های دیواره سلولی باکتری‌ها، آن‌ها را می‌کشد. به همین دلیل در تصفیه آب خوردن و استخرها از کلر استفاده می‌گردد.

سمیتویرایش

گاز فلوئور بسیار سمی است. تنفس فلوئور با غلظت ۲۵ppm می‌تواند کشنده باشد. هیدروفلوئوریک اسید نیز سمی است و می‌تواند به پوست نفوذ کند و باعث سوختگی شود. علاوه بر آن، آنیون‌های فلوراید نیز سمی هستند؛ اما به اندازه‌ی فلوئور خالص سمی نیستند. فلوراید در مقادیر ۵ تا ۱۰ گرم می‌تواند کشنده باشد. مصرف طولانی مدت فلوراید بالاتر از غلظت ۱.۵ میلی‌گرم در لیتر می‌تواند منجر به فلوئوروزیس دندانی شود.[۷] در غلظت‌های بالاتر از ۴ میلی‌گرم در لیتر، خطر ابتلا به فلوئوروزیس استخوانی افزایش می‌یابد. فلوئوروزیس استخوانی وضعیتی است که در آن شکستگی استخوان به دلیل سخت شدن استخوان‌ها شایع‌تر می‌شود. سطوح توصیه شده فعلی در فلورایداسیون آب به‌عنوان راهی برای جلوگیری از پوسیدگی دندان، بین ۰.۷ تا ۱.۲ میلی‌گرم در لیتر است.[۸]

گاز کلر چشم‌، پوست و دستگاه تنفسی را تحریک می‌کند و در اثر استنشاق بسیار سمی است. بسیار سمی است. شدت آسیب در درجه اول به مدت زمان قرار گرفتن در معرض کلر و غلظت آن بستگی دارد. تنفس کلر با غلظت ۳ppm می‌تواند به سرعت باعث واکنش سمی شود. تنفس کلر با غلظت ۵۰ppm بسیار خطرناک است و تنفس آن با غلظت ۵۰۰ppm در عرض چند دقیقه می‌تواند منجر به مرگ شود.[۹][۱۰]

برم خالص تا حدودی سمی است، اما سمیت آن کمتر از فلوئور و کلر است. ۱۰۰ میلی‌گرم برم می‌تواند کشنده باشد. آنیون‌های برومید نیز سمی هستند، اما سمیت آن‌ها کمتر از برم خالص است. ۳۰ گرم بروماید می‌تواند کشنده باشد.[۱۱] برم می‌تواند به آسانی تبخیر شود و گاز بسیار مضری را تشکیل دهد که چشم، پوست، دستگاه تنفسی و همچنین دستگاه عصبی مرکزی را تحریک می‌کند.[۱۲]

ید تا حدودی سمی است و می‌تواند ریه‌ها و چشم‌ها را تحریک کند. مقدار مجاز مصرف آن ۱ میلی‌گرم در متر مکعب است. زمانی که به صورت خوراکی مصرف شود، ۳ گرم ید می‌تواند کشنده باشد. آنیون‌های یدید عمدتاً غیر سمی هستند، اما اگر به مقدار زیاد مصرف شوند می‌توانند کشنده باشند.[۱۳]

استاتین پرتوزا است؛ بنابراین بسیار خطرناک است، اما در مقادیر زیاد تولید نشده‌است و از این رو احتمال اینکه سمیت آن برای افراد عادی باعث ایجاد مشکل شود، بسیار کم است.[۱۴]

تنسين را به دليل كوتاه بودن نيمه عمر آن نمی‌توان از نظر شيميايي بررسی كرد، اگرچه پرتوزا بودن تنسین آن را بسيار خطرناك می‌كند.[۱۵]

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. "halogen | Elements, Examples, Properties, Uses, & Facts | Britannica". www.britannica.com (به انگلیسی). Retrieved 2022-03-21.
  2. "Chemical properties of the halogens - Group 7 - the halogens - Edexcel - GCSE Combined Science Revision - Edexcel". BBC Bitesize (به انگلیسی). Retrieved 2022-03-21.
  3. «Properties and uses of the halogens». BBC Bitesize.
  4. Chemistry; Charles E. Mortimer; 6th Edition; Chapter6
  5. Chemistry; Charles E. Mortimer; 6th Edition; Chapter21
  6. Chemistry; Charles E. Mortimer; 6th Edition; Chapter7
  7. Fawell, J.; Bailey, K.; Chilton, J.; Dahi, E.; Fewtrell, L.; Magara, Y. (2006). "Guidelines and standards" (PDF). Fluoride in Drinking-water. World Health Organization. pp. 37–9. ISBN 978-92-4-156319-2.
  8. "CDC Statement on the 2006 National Research Council (NRC) Report on Fluoride in Drinking Water". Centers for Disease Control and Prevention. ژوئیه 10, 2013. Archived from the original on January 9, 2014. Retrieved August 1, 2013.
  9. Gray, Theodore (2010). The Elements. ISBN 9781579128951.
  10. «Halogen Inhalation-Induced Lung Injury and Acute Respiratory Distress Syndrome». PubMed. مه ۲۰, ۲۰۱۸.
  11. Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks. ISBN 978-0199605637.
  12. «Reactive airways dysfunction and systemic complaints after mass exposure to Bromine». PubMed.
  13. Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks. ISBN 978-0199605637.
  14. «Astatine». Royal Society of Chemistry.
  15. «Facts About Tennessine». Live Science. دسامبر ۲, ۲۰۱۶.

ویکی‌انگلیسی