Αντιδραστικότητα της Ομάδας 13 έναντι των αλογόνων

Οποιοδήποτε από τα έξι μη μεταλλικά στοιχεία που αποτελούν στοιχεία της Ομάδας 17 του περιοδικού πίνακα είναι γνωστά ως αλογόνα. Το φθόριο (F), το χλώριο (Cl), το βρώμιο (Br), το ιώδιο (I), η αστατίνη (At) και το Tennessee (Ts) είναι όλα στοιχεία αλογόνου. Το όνομα αλογόνο προέρχεται από την ελληνική λέξη "hal", που σημαίνει "άλας" και "gen", που σημαίνει "παράγω". Όλα τα στοιχεία παράγουν άλατα νατρίου και έχουν συγκρίσιμες ιδιότητες. Το πιο γνωστό από αυτά είναι το χλωριούχο νάτριο γνωστό ως επιτραπέζιο αλάτι ή αλίτης. Αυτό το άρθρο διευκρινίζει την αντιδραστικότητα της ομάδας 13 προς τα αλογόνα και παρέχει σημειώσεις.

Εμφανίσεις αλογόνων

Σύμφωνα με την αντιδραστικότητα των στοιχείων της ομάδας 13 προς τα αλογόνα, τα ελεύθερα στοιχεία αλογόνου δεν βρίσκονται στη φύση λόγω της υψηλής αντιδραστικότητάς τους. Το φθόριο είναι το πιο γνωστό αλογόνο στον φλοιό της γης στη μικτή του μορφή.

Η ποσότητα των αλογόνων που υπάρχουν στα πυριγενή πετρώματα στον φλοιό της γης είναι περίπου 0,06 Φθόριο, 0,031 Χλώριο, 0,00016 βρώμιο και 0,00003 Ιώδιο. Στοιχεία που αποτελούνται μόνο από βραχύβια ραδιενεργά ισότοπα είναι η Αστατίνη και το Τενεσί.

Όσον αφορά τις χημικές τους ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά των ενώσεων τους με άλλα στοιχεία, τα αλογόνου είναι κάπως παρόμοια. Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά του φθορίου, του χλωρίου, του βρωμίου και του ιωδίου αλλάζουν αργά σε αστατίνη.

Η διαφορά μεταξύ δύο διαδοχικών στοιχείων είναι κοινή με το φθόριο και το χλώριο. Το φθόριο είναι το πιο αντιδραστικό στοιχείο των αλογόνων και έχει πολλά μοναδικά χαρακτηριστικά που το διακρίνουν από τα άλλα.

Χρήσεις αλογόνων

Σύμφωνα με την αντιδραστικότητα της ομάδας 13 προς τα αλογόνα, το αλογόνο στοιχείο χλώριο είναι το πιο γνωστό από τα στοιχεία που υπάρχουν στον περιοδικό πίνακα. Το ελεύθερο στοιχείο χρησιμοποιείται συχνά ως παράγοντας καθαρισμού του νερού και σε αρκετές χημικές αντιδράσεις.

Μία από τις πιο γνωστές χημικές ενώσεις είναι το επιτραπέζιο αλάτι ή το χλωριούχο νάτριο. Τα οργανικά φθοριούχα χρησιμοποιούνται επίσης ως ψυκτικά και λιπαντικά.

Τα φθόριο συνήθως προστίθενται στις δημοτικές παροχές νερού για την πρόληψη της τερηδόνας. Το ιώδιο είναι περισσότερο γνωστό ως αντισηπτικό, ενώ το βρώμιο χρησιμοποιείται κυρίως για την παρασκευή ενώσεων βρωμίου. Χρησιμοποιούνται επίσης σε επιβραδυντικά φλόγας και φυτοφάρμακα.

Ιδιότητες των αλογόνων

Όλα τα αλογόνα—δηλαδή το φθόριο, το χλώριο, το βρώμιο, το ιώδιο και η αστατίνη—είναι αμέταλλα. Αυτά τα αμέταλλα τα καθιστούν εξαιρετικά αντιδραστικά και ηλεκτραρνητικά.

Φυσικές ιδιότητες των αλογόνων

• Τα άτομα αυξάνονται καθώς κατεβαίνουμε στον πίνακα επειδή γεμίζουν επιπλέον κελύφη ηλεκτρονίων.
• Ο δεσμός F-F είναι απροσδόκητα αδύναμος όταν το φθόριο υπάρχει ως διατομικό μόριο.
• Τα άτομα φθορίου είναι τα μικρότερα από όλα τα αλογόνα επειδή είναι στενά συνδεδεμένα.
• Λόγω της αύξησης της ισχύος των δυνάμεων Van der Waals, το σημείο βρασμού των αλογόνων αυξάνεται στον πίνακα.
• Τα αλογόνα είναι η μόνη ομάδα που υπάρχει και στις τρεις καταστάσεις, δηλαδή αέριο, υγρό καθώς και στερεά.
• Ως μορφή καθαρών στοιχείων, δημιουργούν διατομικά μόρια με άτομα που αργότερα ενώνονται με μη πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

Χημικές ιδιότητες των αλογόνων

• Οι χημικές ιδιότητες των αλογόνων είναι αρκετά σταθερές και ομοιόμορφες. Η ηλεκτροαρνητικότητα υπάρχει μέσα σε έναν ομοιοπολικό δεσμό.
• Αναφέρεται στην ικανότητα ενός ατόμου να έλκει ηλεκτρόνια ή την πυκνότητα ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του. Η δύναμη μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων που συνδέονται στο εξωτερικό περίβλημα καθορίζει την ηλεκτραρνητικότητα.
• Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα, η απόσταση και τα ηλεκτρόνια που συνδέονται κατά μήκος του φαινομένου θωράκισης των εσωτερικών ηλεκτρονίων παίζουν σημαντικό ρόλο στην αύξηση της ηλεκτραρνητικότητας.
• Ο δεσμός H-X (αλογονίδια υδρογόνου) μακραίνει καθώς τα άτομα αλογόνου μεγαλώνουν. Αυτό αυξάνει τη θωράκιση των εσωτερικών ηλεκτρονίων καθώς τα κοινά ηλεκτρόνια βρίσκονται πιο μακριά από τον πυρήνα του αλογόνου.
• Σημαίνει επίσης ότι η ηλεκτραρνητικότητα μειώνεται καθώς κατεβαίνουμε στην ομάδα.
• Τα αλογόνα αντιδρούν ιδιαίτερα με τις αλκαλικές γαίες και τα αλκάλια.

Ενώσεις αλογόνου

Τα αλογόνα είναι εξαιρετικά αντιδραστικά, γεγονός που τα βοηθά να σχηματίσουν υδραλογονίδια, πολυγωνικές αλογονικές ενώσεις, διαλογόνα και αλογονίδια μετάλλων. Το φθόριο είναι ένα από τα πιο ηλεκτραρνητικά στοιχεία στην ομάδα 17. 

Δραστικότητα της ομάδας 13 προς αλογόνα

Όλα τα στοιχεία της ομάδας 13 του περιοδικού πίνακα αντιδρούν με αλογόνα για να σχηματίσουν τριαλογονίδια. Όλα αυτά τα αλογονίδια του στοιχείου βόριο ονομάζονται οξέα Lewis.

• Βόριο

Το βόριο αντιδρά με αλογόνα όπως φθόριο F2, χλώριο Cl2, βρώμιο Br2 σχηματίζοντας έτσι φθοριούχο βόριο (III), BF3, χλωριούχο βόριο (III), BCl3 και βρωμιούχο βόριο (III), BBr3.

2B(s) + 3F2(g) → 2BF3(g)

2B(s) + 3Cl2(g) → 2BCl3(g)

2B(s) + 3Br2(g) → 2BF3(l)

• Αλουμίνιο 

Το AlF3 είναι φθοριούχο αλουμίνιο. Αυτή είναι μια ένωση με υψηλό σημείο τήξης. Άλλα αλογονίδια αλουμινίου δημιουργούν μόρια με τον τύπο Al2X6 (όπου το Χ αντιπροσωπεύει χλώριο, βρώμιο ή ιώδιο). Ένα διμερές σχηματίζεται όταν δύο μονάδες AlX3 (ή, πιο συγκεκριμένα οποιεσδήποτε δύο πανομοιότυπες μονάδες) συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα μόριο. Τα αλογονίδια του αλουμινίου ονομάζονται οξέα Lewis. Αυτά έχουν υψηλή αντιδραστικότητα.

Συμπέρασμα 

Τα αλογόνα είναι γνωστά ως στοιχεία της ομάδας 17. Περιέχουν ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο στο p τροχιακό τους. Η κατάσταση οξείδωσης που είναι κοινή μεταξύ των αλογόνων είναι -1 επειδή τα αλογόνα γίνονται σταθερά με τη λήψη μόνο ενός ηλεκτρονίου. Το ηλεκτρόνιο που κερδίζει γίνεται αλογονίδια. Αυτό το άρθρο παρέχει μια εικόνα για την αντιδραστικότητα της ομάδας 13 έναντι των αλογόνων.