HALOGENII

FLUORUL.

Simbolul F; Numarul atomic Z=9 ;masa atomica A=18,9984;valenta I.
PREPARAREA FLUORULUI.
Fluorul se prepara prin electroliza unei topituri formate din fluorura de potasiu(KF) si acid fluorhidric(HF),la250*C.Celula pentru electroliza este executata din Nichel si electrozii sunt din grafit. Fluorul se degaja la polul pozitiv.
PROPRIETATILE FLUORULUI:
Fluorul este un gaz de culoare verzuie galbena, cu miros patrunzator si iritant. Se lachefiaza la –187.9*C, trecand intr-un lichid de culoare galbena deschisa. Poate fi solidificat.
Fluorul este elementul cel mai reactiv dintre toate nemetalele(metaloizi),deoarece are raza atomica mica , si prin aceasta el manifesta o puternica tendinta sa accepte electroni.Fluorul se combina direct cu toate elementele cu producere de caldura si de lumina, cu exceptia oxigenului si azotului.Cu hidrogenul, fluorul se combina cu explozie la intunericchiar si la temperaturi foarte joase(-252.5*C) formand acid fluorhidric:
H2 + F2 = 2HF
Reactioneaza energic cu carbonul,cu fosforul ,cu sulful si aproape cu toate metalele , dand fluorurile respective.
Fluorul descumpune cu multa energie apa ,punand in libertate oxigenul:
F2 + H2O = O+2HF
Prin aceasta reactie se explica producerea de rani grave ,care se vindeca greu ,ca urmare a actiunii fluorului asupra tesuturilor organice.
Substantele organice , ca eterul ,benzina ,alcoolul,se aprind in contact cu fluorul din cauza de a se tendintei acestuia combina cu hidrogenul.
Fluorul deplaseaza ceilalti halogeni din hidracizii sau din sarurile lor ,cu punerea in libertate a halogenului respectiv:
F2 + 2HCl = Cl2 +2HF
F2 + 2NaCl = Cl2 + 2Naf
INTREBUINTARILE FLUORULUI . Fluorul se intrebuinteaza in industrie la sinteza unor materiale plastice (fluoroplaste) rezistente la actiunea acizilor si la prepararea unor derivati fluorurati ai hidrocarburilor aromatice ,care se utilizeaza ca dizolvanti ca agenti frigorifici sub numele de “freon”(la frigidere),ca lubrifianti etc.

Bromul.

Simbol:Br; numarul atomic Z=35 ; masa atomica A=79,909; valenta I,(III),V.
PREPARARE. In laborator ca si in industrie ,prepararea bromului se bazeaza pe proprietati pe care o are clorul de a inlocui bromul de compusii sai.Tratand o solutie de bromura cu apa de clor sau introducand un curent de clor , bromul este pus in libertate si se separa cu ajutorul unui dizolvant (de exemplu sulfura de carbon):
2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl
MgBr2 + Cl2 = Br2 + MgCl2
Industrial operatia are loc in coloane in care circula clorul gazos in contracurent cu apele reziduale sau cu apele petroliere care contin bromuri:
2Br + Cl2 = Br2 + 2Cl
Bromul gazos obtinut este apoi condensat in instalatiile de racire.
PROPRIETATI FIZICE SI CHIMICE.Bromul este singurul nemetal lichid la temperatura normala.Are culoarea rosie-bruna si densitatea 3.14 g/cm cub.Din cauza temperaturii de fierbere scazute (58.8*C)la temperatura normala emite vapori de culoare bruna-rosiatica care se gasesc intotdeauna deasupra bromului lichid in vasele in care acestea se pastreaza.Se solidifica usor( la –7.3*C) prin racire cu gheata si sare,trecand intr-o masa cristalina.
Bromul se dizolva in proportie mica in apa(3.5g in 100g apa la 20*C) formand apa de brom,un oxidant mai slab decat apa de clor.Acestea se pastreaza in sticle colorate sau la intuneric,deoarece la lumina se descompune.
Bromul se dizolva mai bine in dizolvanti organici,ca:benzen,cloroform,sulfura de carbon,tetraclorura de carbon,etc.,cu ajutorulcarora poate fi extras chiar din solutiile diluate.
Are proprietati chimice asemanatoare cu ale clorului,fiind insa mai putin reactiv decat acesta.Bromul descompune apa punand in libertate oxigen:
Br2 + H2O = HBr + HBrO
HBrO = HBr + 1/2O2
Se combina cu hidrogenul prin incalzire in prezenta unor catalizatori,dand acid bromhidric:
Br2 + H2 = 2HBr
Cu metale,mai ales cu cele active (K,Na,Mg,etc.)se combina direct formand bromuri:
2K + Br2 = 2KBr
Mg + Br2 = MgBr2
Se poate combina direct si cu nemetalele,cu exceptia oxigenului,azotului si carbonului.
Bromul ataca substantele organice,distrugandu-le,din care cauza sticlele care contin brom nu se inchid cu dopuri de cauciuc sau de pluta.
PROPRIETATI FIZIOLOGICE. Bromul are miros iritant si o actiune daunatoare asupra mucoaselor organelor respiratorii.O picatura de brom lichid cazuta pe piele produce arsuri si rani dureroase care se vindeca greu.In caz de arsuri cu brom,rana trebuie spalata cu petrol lampant,nu cu apa.
INTREBUINTARI. Intrebuintarile bromului sunt cu mult mai reduse decat ale clorului.Bromul se intrebuinteaza la prepararea unor coloranti organici si la obtinerea unor derivati bromurati(brom-acetona,bromura de benzil,etc). In laborator,bromul este utilizat ca oxidant.
Bromura de potasiu KBr este utilizata in medicina ca bun calmant al sistemului nervos; bromura de argint AgBr,datorita prprietatii ei de a fi sensibila la actiunea luminii este utilizata la prepararea placilor si filmelor fotografice.





IODUL

Simbolul I; numarul atomic Z=53; masa atomica A=126.904; valenta I,(III),V,VII

PREPARAREA IODULUI. In laborator se poate prepara prin tratarea solutiei apoase a unei ioduri cu apa de clor sau cu clor gazos care pune iodul in libertate:
2KI + Cl2 = I2 + 2KCl
Industrial, iodul se obtine prin electroliza iodurilor care se gasesc in cenusa algelor marine. Iodul se mai extrage din apele reziduale de la extractia titeiului cu ajutorul schimbatorilor de ioni sau prin tratarea apei de sonda cu azotit de sodiu sau de potasiu,in prezenta acidului sulfuric:
2KI + 2KNO2 + 2H2SO4 = I2 + 2K2SO4 + 2H2O + 2NO
PROPRIETATI FIZICE SI CHIMICE. Iodul este o substanta solida la temperatura normala, cristalizata in sistemul rombic, de culoare violet-cenusie, cu luciu metalic si miros caracteristic. Incalzit in conditii normale de presiune iodul nu se topeste, ci trece direct in vapori. Prin racire acesti vapori trec din nou in stare solida. Acest fenomen fizic de trecere a unei substante solide direct in vapori si invers se numeste sublimare.
Iodul este foatre putin solubil in apa(0.029g in 100g apa la 20*C), dar o cantitate micade iodura de potasiu inlesneste solubilizarea iodului. Se dizolva in alcool dand tinctura de iod,in sulfura de carbon,in cloroform, in tetraclorura de carbon,etc, dand solutii de culoare violeta.Cu ajutorul acestor dizolvanti se poate extrage iodul din solutiile lui apoase.
Ca si ceilalti halogeni, iodul se combina cu hidrogenul, dar abia la 200*C, fiind mai putin activ decat clorul si bromul. Reactia este reversibila.
H2 + I2 = 2HI
Iodul coloreaza o solutie de amidon in albastru. Este o reactie caracteristica atat pentru recunoasterea amidonului cat si pentru recunoasterea iodului. Culoarea albastra dispare prin incalzire si reapare prin racire.
Iodul se combina de asemenea, direct cu sulful si cu fosforul, cu metale active, ca de exemplu, cu zincul; descompune hidrogenul sulfurat, punand in libertate sulful:
I2 + H2S = S + 2HI
INTREBUINTARI. Iodul este utilizat in industria colorantilor,in medicina sub forma de tinctura de iod si iodoform(CHI3) ca dezinfectanti, etc.


CARACTERE GENERALE ALE HALOGENILOR
HALOGENII CA GRUPA NATURALA A ELEMENTELOR

Grupa VII principala a sistemului periodic al elementelor cuprinde elementele: fluor F,clorCl, bromBr, iodI si elementul radioactiv astatin At; primele patru elemente sunt cunoscute sub numele de halogeni.
Numele de halogen, care inseamna producator de stare (halos= sare, gennao= a naste) se datoreste proprietatii pe care o au aceste elemente de a se combina cu metalele, dand saruri numite halogenuri (fluoruri , cloruri, bromuri, ioduri) .
Atomii acestor elemente au cate sapte electroni pe stratul electronic exterior si fac parte din grupa VII a sistemului periodic.
Deoarece pana la configuratia electronica stabila numita octet,mai lipseste un singur electron, atomii acestor elemente au tendinta de a-l capta, transformandu-se in ioni monovalenti electronegativi.Aceasta tendinta poarta numele de electronegativitate, si aceasta creste de la iod la fluor. Fluorul fiind cel mai electronegativ, iar iodul cel mai putin electronegativ dintre toti halogenii, primul formeaza cu elementele electropozitive compusii cei mai stabili, iar ultimul, compusii cei mai putin stabili.
Desi atomii tuturor halogenilor au cate sapte electroni pe stratul electronic exterior, totusi numai clorul si iodul au valenta pozitiva maxima sapte, in timp ce bromul are valenta pozitiva maxima cinci,iar fluorul este numai monovalent.Datorita marii lor electronegativitati, halogenii se gasesc in naturanumai sub forma de compusi.In stare gazoasa moleculele halogenilor sunt biatomice.
Deoarece electronegativitatea creste de la iod la fluor, fiecare halogen este scos din compusii sai de ceilalti halogeni mai usori decat el. De exemplu, iodul este scos din compusii sai de toti ceilalti halogeni, bromul este scos de clor si fluor, iar clorul este scos numai de fluor.
Electropozitivitatea creste odata cu cresterea masei atomice,adica de la fluor la iod; de aceea, iodul pe langa caracterul sau nemetalic are si un caracter metalic(ICI3).
Afinitatea halogenilor pentru hidrogen scade pe masura ce creste masa atomica.Astfel ,in timp ce fluorul se combina cu explozie cu hidrogenul chiar la temperaturi foarte joase, -252.5*C, clorul se combina violent numai sub actiunea luminii si la temperatura obisnuita, bromul se combina abia la o slaba incalzire si prezenta catalizatorilor, iar iodul se combina numai la cald in prezenta de catalizatori.
Stabilitatea acestor hidracizi creste de la HF la HI, ceea ce dovedeste ca legatura hidrogenului cu halogenul este din ce in ce mai slaba de la fluor la iod.
Afinitatea halogenilor pentru oxigen creste de la fluor la iod, adica in timp ce fluorul nu formeaza ,decat greu, compusi cu oxigenul, iodul da compusii oxigenati cei mai stabili.Dupa cum se poate observa, afinitatea halogenilor pentru oxigen este inversa fata de aceea pentru hidrogen.
Halogenii se combina cu cele mai multe nemetale, dand compusi care, in general, sunt usor volatili si hidrolizabili.
Halogenii se combina cu metalele, dand halogenuri cu caracter de saruri (CaF2, NaCl,
KCl, MgBr2, NaI,etc).+