Propriedades, estruturas e usos de halogênios

O halogéneos são elementos não metálicos que pertencem ao grupo VIIA ou 17 da tabela periódica. Eles possuem alta eletronegatividade e afinidades eletrônicas, o que afeta muito o caráter iônico de suas ligações com metais. A palavra "halogênios" é de origem grega e significa "formadores de sal".

Mas o que são esses halogênios? Flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I) e o elemento radioativo e astato efêmero (At). Eles são tão reativos que reagem entre si para formar moléculas diatômicas: F₂Cl₂Br₂Eu₂ e no₂. Essas moléculas são caracterizadas por possuírem propriedades estruturais semelhantes (moléculas lineares), embora com estados físicos diferentes.

Na imagem superior, três halogênios são mostrados. Da esquerda para a direita: cloro, bromo e iodo. Nem o fluoreto nem o astato podem ser armazenados em recipientes de vidro, uma vez que estes não resistem à corrosividade. Observe como as propriedades organolépticas dos halogênios mudam à medida que se movem para baixo do grupo até o elemento iodo.

O flúor é um gás com tons amarelados; cloro também, mas verde-amarelado; o bromo é um líquido avermelhado escuro; iodo, um sólido preto com nuances violáceos; e o astato, um sólido metálico escuro e brilhante.

Os halogênios são capazes de reagir com quase todos os elementos da tabela periódica, mesmo com alguns gases nobres (como xenônio e criptônio). Quando o fazem, eles podem oxidar os átomos em seus estados de oxidação mais positivos, transformando-os em poderosos agentes oxidantes.

Eles também conferem propriedades específicas às moléculas quando ligam ou substituem alguns de seus átomos. Esses tipos de compostos são chamados haletos. De fato, os haletos são a principal fonte natural de halogênios, e muitos deles são dissolvidos no mar ou fazem parte de um mineral; tal é o caso da fluorita (CaF)₂).

Ambos halogênios e haletos têm uma ampla gama de usos; de industrial ou tecnológico, para simplesmente destacar o sabor de certos alimentos como o sal grosso (cloreto de sódio).

Índice

• 1 Propriedades físicas e químicas
• 2 estruturas moleculares
  • 2.1 Interações Intermoleculares
• 3 Haluros
• 4 usos
  • 4.1 Cloro
  • 4.2 Bromo
  • 4.3 Iodo
  • 4,4 flúor
  • 4,5 Astatus
• 5 referências

Propriedades físicas e químicas

Pesos atômicos

Flúor (F) 18,99 g / mol; Cloro (Cl) 35,45 g / mol; Bromo (Br) 79,90 g / mol; Iodo (I) 126,9 g / mol e Astatina (At) 210 g / mol,

Estado físico

F gasoso; Cl gasoso; Líquido Br; Eu sólido e sólido.

Cor

F, amarelo-amarronzado claro; Cl, verde claro; Br, marrom-avermelhado; Eu, violeta e em, preto metálico * * (assumido)

Pontos de fusão

F -219,6ª C; Cl -101,5 ° C; Br -7,3 ° C; I 113,7º C e a 302º C.

Pontos de ebulição

F -118,12 ° C; Cl -34,04 C; Br 58,8; I 184,3º C e? A 337º C.

Densidade a 25º C

F- 0,0017 g / cm³; Cl- 0,0032 g / cm³; Br- 3.102 g / cm³; I - 4,93 g / cm³ e At- 6,2-6,5 g / cm³

Solubilidade em água

Cl-0,091 mmol / cm³; Br- 0,21 mmol / cm³ e eu- 0.0013 mmol / cm³.

Energia de ionização

F-1681 kJ / mol; Cl-1,251 kJ / mol; Br- 1140 kJ / mol; I-1,008 kJ / mol e At-890 kJ / mol.

Eletronegatividade

F-4.0; Cl- 3,0; Br 2.8; I-2,5 e At-2,2.

Os halogênios têm 7 elétrons em sua camada de valência, daí sua grande avidez em ganhar um elétron. Da mesma forma, os halogênios têm uma alta eletronegatividade devido a seus pequenos raios atômicos e à grande atração exercida pelo núcleo nos elétrons de valência.

Reatividade

Os halogênios são altamente reativos, o que explicaria sua toxicidade. Além disso, eles são agentes oxidantes.

A ordem decrescente de reatividade é: F> Cl> Br> I> At.

Estado na natureza

Devido à sua alta reatividade, os átomos de halogênio não são livres na natureza; mas eles estão formando agregados ou moléculas diatômicas ligadas por ligações covalentes.

Estruturas moleculares

Os halogênios não existem na natureza como átomos elementares, mas como moléculas diatômicas. No entanto, todos eles têm em comum o fato de possuírem uma estrutura molecular linear, e a única diferença reside no comprimento de suas ligações e em suas interações intermoleculares.

As moléculas lineares X-X (X₂) são caracterizados por serem instáveis, porque ambos os átomos atraem fortemente o par de elétrons em direção a eles. Por quê? Como seus elétrons externos experimentam uma carga nuclear efetiva muito alta, Zef. Quanto maior o Zef, menor a distância do link X-X.

À medida que desce pelo grupo, Zef se torna mais fraco e a estabilidade dessas moléculas aumenta. Assim, a ordem decrescente de reatividade é: F₂> Cl₂> Br₂> Eu₂. No entanto, é incongruente comparar a substância com o flúor, uma vez que são isótopos desconhecidos e estáveis ​​devido à sua radioatividade.

Interações Intermoleculares

Por outro lado, suas moléculas carecem de momento dipolar, sendo apolares.Este fato é responsável por suas fracas interações intermoleculares, cuja única força latente é a dispersão ou Londres, que é proporcional à massa atômica e à área molecular.

Desta forma, a pequena molécula de F₂ não tem massa ou elétrons suficientes para formar um sólido. Ao contrário de eu₂, a molécula de iodo, que, no entanto, continua a ser um sólido que libera vapores roxos.

O bromo representa um exemplo intermediário entre as duas extremidades: moléculas de Br₂ eles interagem o suficiente para se apresentar em um estado líquido.

O astatus provavelmente, devido ao seu crescente caráter metálico, não se apresenta como₂ mas como em átomos formando ligações de metal.

Em relação às suas cores (amarelo-amarelo-verde-vermelho-roxo-preto), a explicação mais apropriada é baseada na teoria orbital molecular (TOM). A distância de energia entre o último orbital molecular completo e a próxima energia mais alta (anti-acoplamento) é superada pela absorção de um fóton com comprimentos de onda cada vez maiores.

Haluros

Os halogênios reagem para formar haletos, sejam inorgânicos ou orgânicos. Os mais conhecidos são haletos de hidrogênio: fluoreto de hidrogênio (HF), cloreto de hidrogênio (HCl), brometo de hidrogênio (HBr) e iodeto de hidrogênio (HI).

Todos eles dissolvidos em água geram soluções ácidas; tão ácido, que o HF pode degradar qualquer recipiente de vidro. Além disso, materiais de partida para a síntese de ácidos extremamente fortes são considerados.

Existem também os chamados haletos metálicos, que possuem fórmulas químicas que dependem da valência do metal. Por exemplo, haletos de metais alcalinos têm a fórmula MX, e entre eles estão: NaCl, cloreto de sódio; KBr, brometo de potássio; CsF, fluoreto de césio; e LiI, iodeto de lio.

Os halogenetos dos metais alcalino-terrosos, metais de transição ou metais do bloco p, têm por fórmula MX_n, n sendo a carga positiva do metal. Então, alguns exemplos deles são: FeCl₃tricloreto férrico; MgBr₂brometo de magnésio; AlF₃trif luoreto de alumínio; e CuI₂iodeto cúprico.

No entanto, os halogênios também podem formar ligações com átomos de carbono; portanto, podem interferir no complexo mundo da química orgânica e da bioquímica. Estes compostos são chamados haletos orgânicos, e tem a fórmula química geral RX, onde X é qualquer um dos halogênios.

Usos

Cloro

Na indústria

- O bromo e o cloro são usados ​​na indústria têxtil para branquear e tratar a lã, evitando assim o encolhimento quando molhado.

-É usado como um desinfetante para ditritus e para a purificação de água potável e piscinas. Além disso, os compostos derivados do cloro são usados ​​em lavanderias e na indústria de papel.

-Ele encontra uso na fabricação de baterias especiais e hidrocarbonetos clorados. Também é usado no processamento de carnes, legumes, peixe e frutas. Além disso, o cloro funciona como um agente bactericida.

-É usado para limpar e desestanificar couro e para branquear a celulose. Anteriormente tricloreto de nitrogênio foi usado como água sanitária e condicionador de farinha.

-O gás fosfeno (COCl₂) é usado em numerosos processos de síntese industrial, bem como na fabricação de gases militares. O fosfeno é muito tóxico e é responsável por inúmeras mortes na Primeira Guerra Mundial, onde o gás foi usado.

-Este gás também é encontrado em inseticidas e fumigantes.

-NaCl é um sal muito abundante que é usado para temperar alimentos e preservar carnes de gado e aves. Além disso, é utilizado em líquidos de reidratação corporal, tanto por via oral como por via intravenosa.

Na medicina

Os átomos de halogênio que se ligam a drogas os tornam mais lipofílicos. Isso permite que as drogas atravessem mais facilmente as membranas celulares, dissolvendo-se nos lipídios que a formam.

Cloro-Cl difunde-se nos neurônios do sistema nervoso central através de canais iônicos ligados aos receptores neurotransmissores GABA, produzindo um efeito sedativo. Este é o mecanismo de ação de vários ansiolíticos.

-HCl está presente no estômago, onde intervém criando um ambiente redutor que favorece o processamento dos alimentos. Além disso, o HCl ativa a pepsina, uma enzima que inicia a hidrólise de proteínas, um estágio anterior à absorção intestinal do material proteico.

Outros

- O ácido clorídrico (HCl) é usado na limpeza de banheiros, em laboratórios de ensino e pesquisa e em muitas indústrias.

- PVC (policloreto de vinila) é um polímero de cloreto de vinila usado em roupas, pisos, cabos elétricos, tubos flexíveis, tubos, estruturas infláveis ​​e telhas. Além disso, o cloro é usado como intermediário na fabricação de outros materiais plásticos.

Cloro-Cl é usado na extração de bromo.

O cloreto de metilo serve como anestésico.Também é usado na fabricação de certos polímeros de silicone e na extração de gorduras, óleos e resinas.

-Clorofórmio (CHCl₃) é um solvente usado em muitos laboratórios, especialmente em laboratórios de química orgânica e bioquímica, do ensino à pesquisa.

-E finalmente, com relação ao cloro, o tricloroetileno é usado para desengordurar as peças metálicas.

Bromo

- O bromo é utilizado no processo de mineração de ouro e na perfuração de poços de petróleo e gás. É usado como retardador da combustão nas indústrias de plásticos e gás. O bromo isola o fogo de oxigênio fazendo com que ele se apague.

-É um intermediário na fabricação de fluidos hidráulicos, refrigerantes e desumidificadores e preparações para moldar cabelos. O brometo de potássio é utilizado na fabricação de chapas e papéis fotográficos.

- O brometo de potássio também é usado como anticonvulsivante, mas devido à possibilidade do sal causar disfunção neurológica, seu uso foi reduzido. Além disso, outro de seus usos comuns é como um comprimido para medições de amostras sólidas de espectroscopia de infravermelho.

-Bromina compostos estão presentes em medicamentos utilizados no tratamento da pneumonia. Além disso, compostos de bromo são incorporados em drogas usadas em ensaios que são realizados no tratamento da doença de Alzheimer.

-Bromo é usado para reduzir a contaminação por mercúrio em usinas que usam carvão como combustível. Também é usado na indústria têxtil para criar diferentes corantes.

O bromo-metilo foi utilizado como pesticida para a fumigação do solo e das casas, mas o seu efeito nocivo no ozono limitou a sua utilização.

-As lâmpadas de halogéneo são incandescentes e a adição de pequenas quantidades de bromo e iodo permite uma redução no tamanho das lâmpadas.

Iodo

-Idona intervém no funcionamento da glândula tireóide, um hormônio que regula o metabolismo do corpo. A glândula tireóide secreta os hormônios T3 e T4, que exercem sua ação em seus órgãos-alvo. Por exemplo, a ação hormonal no músculo cardíaco provoca um aumento na pressão arterial e no ritmo cardíaco.

-Também o iodo é usado na identificação da presença de amido. O iodeto de prata é um reagente utilizado na divulgação de fotografias.

Flúor

-Alguns compostos de flúor são adicionados aos cremes dentais, a fim de evitar o aparecimento de cáries. Derivados de flúor estão presentes em vários anestésicos. Na indústria farmacêutica, eles incorporam o flúor em medicamentos para estudar possíveis melhorias em seus efeitos sobre o organismo.

- O ácido fluorídrico é usado para queimar vidro. Também na produção de halons (gases de extinção de incêndios, como o freon). Um composto de flúor é usado na eletrólise do alumínio para alcançar sua purificação.

-Os revestimentos antirreflexo contêm um composto de flúor. É usado na fabricação de telas de plasma, telas planas e sistemas microeletromecânicos. O flúor também está presente na argila usada em algumas cerâmicas.

Astatus

Acredita-se que o astato poderia contribuir para o iodo na regulação do funcionamento da glândula tireóide. Além disso, seu isótopo radioativo (²¹⁰At) tem sido utilizado em estudos de câncer em camundongos.

Referências

1. Enciclopédia de Saúde e Segurança no Trabalho. Halogéneos e seus compostos. [PDF] Tirado de:
2. emprego.gob.es
3. Química LibreTexts. Grupo 17: Propriedades gerais de halogênios. Retirado de: chem.libretexts.org
4. Wikipédia. (2018) Halogênio Retirado de: en.wikipedia.org
5. Jim Clark (Maio de 2015). Propriedades Atômicas e Físicas dos Elementos do Grupo 7 (Os Halogênios). Retirado de: chemguide.co.uk
6. Whitten, K. W., Davis, R. E., Peck, M.L. e Stanley, G.G. Chemistry (2003), 8ª ed. Cengage Learning
7. Elementos Halogênios Retirado de: elementos.org.es
8. Castanho, Laurel. (24 de abril de 2017). Características de halogênio. Sciencing Retirado de: sciencing.com