Bendrosios Halogenų Charakteristikos ir Halogenai Gamtoje

Halogenų grupės sudėtis: Halogenai yra periodinės elementų lentelės $VIIA$ grupės elementai. Šią grupę sudaro šie cheminiai elementai: * Fluoras ( $F$ ) * Chloras ( $Cl$ ) * Bromas ( $Br$ ) * Jodas ( $I$ )
Cheminio aktyvumo kitimas grupėje: Halogenų cheminis aktyvumas grupėje silpnėja didėjant branduolio krūviui (atominiam skaičiui). Šis dėsningumas aiškinamas šiais veiksniais: * Didėjant atominiam skaičiui, mažėja elementų elektrinis neigiamumas. * Ilgėja atomo spindulys. * Daugėja elektronų sluoksnių. * Dėl padidėjusio sluoksnių skaičiaus ir spindulio, atomas silpniau prisijungia elektronus, todėl jo aktyvumas mažėja.

Duomenų suvestinė pagal elementus: * Fluoras ( $F$ ): * Elektroneigiamumas: $4,0$ (didžiausias grupėje). * Atominis skaičius: $9$ . * Atomo spindulys: $64\text{ nm}$ . * Aktyvumas: Chemiškai aktyviausias halogenas. * Chloras ( $Cl$ ): * Elektroneigiamumas: $3,0$ . * Atominis skaičius: $17$ . * Atomo spindulys: $99\text{ nm}$ . * Bromas ( $Br$ ): * Elektroneigiamumas: $2,8$ . * Atominis skaičius: $35$ . * Atomo spindulys: $114\text{ nm}$ . * Jodas ( $I$ ): * Elektroneigiamumas: $2,5$ (mažiausias grupėje). * Atominis skaičius: $53$ . * Atomo spindulys: $133\text{ nm}$ . * Aktyvumas: Chemiškai mažiausiai aktyvus iš aptartų halogenų.

Agregatinė būsena ir spalva (standartinėmis sąlygomis): * Fluoras ( $F_2$ ): Gelsvos dujos. * Chloras ( $Cl_2$ ): Gelsvai žalsvos dujos. * Bromas ( $Br_2$ ): Raudonai rudas skystis. * Jodas ( $I_2$ ): Juodai violetinė kietoji medžiaga.
Temperatūrinės charakteristikos: * Lydymosi temperatūra ( $^\circ\text{C}$ ): * $F_2$ : $-220\text{ }^\circ\text{C}$ * $Cl_2$ : $-101\text{ }^\circ\text{C}$ * $Br_2$ : $-7,2\text{ }^\circ\text{C}$ * $I_2$ : $114\text{ }^\circ\text{C}$ * Virimo temperatūra ( $^\circ\text{C}$ ): * $F_2$ : $-118\text{ }^\circ\text{C}$ * $Cl_2$ : $-35\text{ }^\circ\text{C}$ * $Br_2$ : $58,8\text{ }^\circ\text{C}$ * $I_2$ : $184\text{ }^\circ\text{C}$
Nuodingumas ir kitos savybės: * Fluoras ir chloras yra itin nuodingos dujos. * Bromas yra lakus ir nuodingas skystis. * Jodo kristalai lengvai sublimuoja (pereina iš kietos būsenos tiesiai į dujinę), o jodo garai yra nuodingi. * Jodo tankis ( $\rho$ ) yra $4,94\text{ g/cm}^3$ .

Sąveika su metalais: * Halogenai jungiasi su metalais, sudarydami junginius, kurie vadinami druskomis. * Pavyzdys: Natrio sąveika su chloru: * $2Na(k) + Cl_2(d) \rightarrow 2NaCl(k)$ * Šioje reakcijoje reagentai yra natris ( $Na$ ) ir chloras ( $Cl_2$ ), o produkto formulė — natrio chloridas ( $NaCl$ ), dar žinomas kaip valgomoji druska.
Sąveika su vandeniliu: * Chloras gali jungtis su vandeniliu, sudarydamas vandenilio chloridą: * $Cl_2(d) + H_2(d) \rightarrow 2HCl(d)$ * Vandenilio chloridas ( $HCl$ ) pasižymi tuo, kad labai gerai tirpsta vandenyje. Šis vandeninis tirpalas vadinamas druskos rūgštimi arba vandenilio chlorido rūgštimi ( $HCl(aq)$ ).
Reakcijų klasifikacija: Šios abi reakcijos (su metalais ir su vandeniliu) priskiriamos jungimosi reakcijoms, nes jų metu iš dviejų ar daugiau medžiagų susidaro viena nauja medžiaga.
Metalo junginių pavadinimai: * Fluoro druskos — fluoridai. * Chloro druskos — chloridai. * Bromo druskos — bromidai. * Jodo druskos — jodidai. * Pavyzdžiui: kalio ir jodo junginys vadinamas kalio jodidu, o ličio ir bromo — ličio bromidu.

Veikimo principas: Aktyvesni halogenai (esantys aukščiau grupėje) gali išstumti mažiau aktyvius halogenus iš jų druskų tirpalų.
Pavyzdys: Chloro dujų leidimas į kalio bromido tirpalą: * $Cl_2(d) + 2KBr(aq) \rightarrow 2KCl(aq) + Br_2(s)$ * Chloras yra aktyvesnis už bromą, todėl jis išstumia bromą iš junginio.

Laisvosios būsenos nebuvimas: Kadangi halogenai yra labai aktyvūs elementai, gamtoje laisvų (grynų elementų pavidalu) jų nebūna.
Chloras: Randamas mineraluose, pagrindiniai jų — halitas ( $NaCl$ ) ir silvinitas ( $KCl$ ).
Fluoras: Labai aktyvus, jo junginiai pasižymi savybe, vadinama fluorosencija.
Jodas: Randamas įvairiuose jodatuose, pavyzdžiui, natrio jodate ( $NaIO_3$ ), kuriame jodas yra $IO_3^-$ jono sudėtyje.
Bromas: Randamas tik junginiuose. Didžiausi bromo junginių klodai telkiasi vandenynuose.

Fluoras: * Dantų pastos gamyba (emaliui stiprinti). * Šaldymo agentų (freonų, CFC) gamyba. * Teflono (karščiui atsparaus plastiko) gamyba.
Chloras: * Audinių ir popieriaus balinimas. * Vandens dezinfekcija (pavyzdžiui, baseinuose). * Degtukų gamyba (naudojamas kalio chloratas $KClO_3$ ). * Vaistų gamyba.
Bromas: * Fotografijos menas. * Vaistų gamyba.
Jodas: * Valgomosios druskos joduojantis priedas. * Fotografinės priemonės. * Medicina (žaizdų dezinfekcija, skydliaukės ligų gydymas). * Kalio jodido ( $KI$ ) tabletės skiriamos skydliaukei apsaugoti nuo radioaktyvaus jodo.

Kodėl fluoras yra 17 (VIIA) grupėje? Nes jis turi 7 valentinius elektronus.
Kaip kinta nemetališkosios savybės grupėje? Jos silpnėja einant iš viršaus į apačią ( $\downarrow$ ).
Kaip kinta spalvos intensyvumas ir temperatūros? Einant grupėje žemyn, spalvos darosi tamsesnės, o lydymosi bei virimo temperatūros kyla.
Koks cheminis ryšys tarp fluoro atomų molekulėje? Kovalentinis nepolinis ryšys.
Kas nutiktų leidus chlorą į kalio fluorido tirpalą? Nieko, nes chloras yra mažiau aktyvus už fluorą ir negali jo išstumti.

Kokios spalvos fluoras? Atsakymas: A) geltonos.
Kuris halogenas chemiškai aktyviausias? Atsakymas: A) fluoras.
Kuris halogenas yra kietas mūsų atmosferoje (standartinėmis sąlygomis)? Atsakymas: B) jodas.
Kuris halogenas yra raudonai rudas? Atsakymas: D) bromas.
Kuris halogenas yra pats nuodingiausias? Atsakymas: C) fluoras.
Kurio halogeno neigiamas jonas atitinka Ar elektronų išsidėstymą? Atsakymas: D) chloras ( $Cl^-$ turi 18 elektronų, kaip ir argonas).

Kiek valentinių elektronų turi bromas? Atsakymas: C) 7.
Kiek elektronų sluoksnių turi jodas? Atsakymas: D) 5 (nes yra 5-ajame periode).
Chloro jonas nuo chloro atomo skiriasi, nes: Atsakymas: C) turi daugiau elektronų (neigiamas jonas turi vienu elektronu daugiau).
Kam naudojamas chloras? Atsakymas: D) visi variantai teisingi (dezinfekcijai, balinimui, vaistų gamybai).