اطلاعاتی در مورد هالوژن ها

هالوژن ها نافلزند و واکنش پذیری زیادی دارند.

- هالوژن ها از نظر خواص شیمیایی شباهت زیادی به یکدیگر دارند. در این گروه ، نظام های معینی با افزایش عدد اتمی مشاهده می شود؛ مثلا، واکنش پذیری آنها با افزایش عدد اتمی کم می شود

- هالوژن ها در طبیعت به حالت آزاد وجود ندارند و این نشانه ی واکنش پذیری زیاد آنهاست.

- هالوژن ها توسط اکسایش یون هالید مربوط تهیه می شوند.

- اتم هالوژن دارای هفت الکترون ظرفیت است.از این رو ، هالوژن ها تمایل به کسب الکترون و هالید ، دارند.پایدارترین حا لت اکسایش هالوژن ها 1- است.

- فلوئور به طور مستقیم با اکسیژن ترکیب می شود، اما سه هالوژن دیگر واکنش نمی دهند.در واکنش با آب فلوئور و کلر آب را اکسید می کنند، اما برم و ید این کار را انجام نمی دهند.

- قدرت اکسید کنندگی هالوژن ها از فلوئور به سمت ید کاهش می یابد.

- بجز فلوئور ، سایر هالوژن ها می توانند در ترکیب های خود حالت های اکسایش مثبت اختیار کنند. بیشترین حالت اکسایش مثبت برای اتم هالوژن 7+ است.

-در واکنش هالوژن با محلول بازی ، تسهیم نامتناسب صورت می گیرد.اتم هالوژن همزمان به یونx-كاهش مي يابدو به يون xo- اکسایش می یابد

اکسی اسیدهای کلر در حالت های اکسایش 1+ ، 3+ ، 5+ ، 7+ شناخته شده اند. قدرت اسیدی آنها با افزایش تعداد اتم های اکسیژن متصل به اتم کلر زیاد می شودو قدرت اکسید کنندگی این اکسی اسید ها از پر کلریک اسید به سمت هیپو کلرواسید افزایش می یابد.

فلوئور ( Fluorine ) :

فلوئور عنصری گازی شکل به رنگ زرد کمرنگ با بخار مایل به سفید است که در سال 1886 توسط henri mossian شیمیست فرانسوی کشف گردید . این عنصر در طبیعت از کانیهائی مانند فلوریت ، کریولیت ، فلور ،آپاتیت ،توپاز بدست می آید .
فلوئور در گروه 17 جدول تناوبی قرار دارد که به سری هالوژن معروف است . بیشترین الکترونگاتیویته را در بین عناصر دیگر دارد . فلور گازی خورنده است که با اجسام آلی و غیر آلی واکنش می دهد . فلور در آب با شعله روشن می سوزد. در پروژه های بمب اتمی وانرژی هسته ای هنگامی که اورانیوم از گاز UF6جدا می شود ، به مقدار زیاد تولید می شود . در حال حاضر ایمنی های مناسبی برای فلور ارائه می شود که می توان فلور را به صورت مایع و در مقدار تن حمل کرد.
ترکیباتی از فلور با گازهای نجیب از قبیل گزنون ، رادون و کریپتون به دست می آید . عنصر فلور و یون فلورید بسیار سمی هستند .

فلوئور واکنش پذیرترین و الکترونگاتیویته ترین عنصر در بین تمام عناصر است. این عنصر به رنگ زرد کمرنگ و گاز خورنده با خاصیت واکنش پذیری با بیشتر مواد آلی و غیر آلی است. همه فلزات ،شیشه، سرامیک، کربن و حتی آب در فلوئور با شعله روشن می سوزند. در پروژه های بمب اتمی و انرژی هسته ای این عنصر کاربرد دارد.
فلوئور و ترکیبات آن برای تولید اورانیوم و بیش از 100 ترکیب شیمیایی فلوئور شامل بیشتر پلاستیکهای حرارت بالا کاربرد دارد. اسید هیدروفلوریک برای روشنایی چراغها و لامپها استفاده می شود. فلوئور هیدروکربنها استفاده گسترده ای در تهویه هوا و صنایع برودتی دارد.
فلوئور قابلیت حلالیت در آب را دارد . از این عنصر در خمیردندانها برای پایداری و استحکام دندادن استفاده می شود و همینطور برای دندانسازی نیز کاربرد دارد. از این عنصر برای مطالعه سوختهای هسته ای نیز استفاده می شود.
فلوئور می تواند جانشین هیدروژن در ترکیبات عالی شود و بیشمار ترکیب فلوئوری جدید ایجاد کند. ترکیبات فلوئور نیز با گازهای نادر مثل گزنون و رادون و کریپتون تایید شده است.
عنصر فلوئور و یون آن بسیار سمی هستند . این عنصر به حالت آزاد در طبیعت وجود دارد دارای بوی بد و تیز است حتی با عیار پایین در طبیعت قابل کشف است .

http://www.chemistmag.com/PerTabPics/323.jpg
نمايي از عنصر فلوئور

اثرات فلوئور بر سلامتي انسان :
مقدار اندکي از فلوئور در آب، هوا، گياهان و جانوران وجود دارد. انسان از طريق غذا و آب آشاميدني و تنفس ميتواند فلوئور دريافت کند. فلوئورين با نسبتهاي مختلف در انواع مختلف غذا وجود دارد. چاي و پوسته صدفها داراي مقدار زيادي فلوئور ميباشد.
فلوئور براي مقاوم شدن استخوانهاي بدن انسان يک عنصر اساسي محسوب ميشود. اگر فلوئور در خمير دندان به کار رود و دو بار در روز مصرف شود، مانع پوسيدگي دندان ميشود. جذب و مصرف بيش از اندازه فلوئور باعث پوسيدگي دندان، پوکي استخوان، مشکلاتي در کليه ها، سيستم عصبي و ماهيچه ها ميگردد.
گاز فلوئور در صنعت توليد ميشود. اين گاز بسيار خطرناک است، به طوريکه در غلظتهاي بالا باعث مرگ ميشود. اگر غلظت گاز فلوئور پايين باشد، سبب آسيبهايي گوش و چشم ميگردد.

اثرات فلوئور بر محيط زيست :
فلوئوربه طور طبيعي در پوسته زمين، جاييکه سنگها، زغالسنگ و خاک رس وجود دارد، پيدا ميشود. فلوئور در خاکي که توسط باد جابجا شده است، رها ميشود. فلوئوريد هيدروژن از طريق فرآيند احتراق که در صنعت انجام ميشود، وارد هوا ميشود. سپس فلوئوريدهايي که وارد هوا شده اند، وارد زمين و آب ميگردند. وقتيکه فلوئور به ذرات بسيار ريز مي چسبد، براي مدت زمان طولاني ميتواند در هوا باقي بماند.
زمانيکه فلوئور از هوا وارد آب ميشود، در رسوبات ته نشين ميگردد و زمانيکه فلوئور وارد خاک ميشود، فلوئور به ذرات خاک متصل ميشود. فلوئور در طبيعت از بين نميرود، بلکه از شکلي به شکل ديگر در مي آيد.
فلوئوري که در خاک جمع شده است، وارد گياهان ميشود. ميزان فلوئوري که توسط گياه جذب ميشود به عواملي مانند نوع گياه، نوع خاک و مقدار و نوع فلوئوري که در خاک موجود است، بستگي دارد. در مورد گياهاني که به فلوئور حساس هستند، حتي غلظتهاي پايين فلوئور هم باعث کند شدن رشد گياه و آسيب به برگ آنان ميشود.
جانوراني که از گياهان حاوي فلوئور تغذيه ميکنند، مقدار زيادي فلوئور در بدن آنها جمع ميشود. فلوئور به مقدار زياد جذب استخوان ميشود. در نتيجه، جانوراني که درصد بالاي فلوئور دريافت ميکنند، از بيماريهاي پوسيدگي دندان و از بين رفتن استخوان رنج ميبرند. فلوئور زياد سبب کندي جذب غذا شده و از رشد بدن جانور جلوگيري به عمل مي آيد. در نهايت، فلوئور باعث ميشود که در هنگام تولد، نوزاد جانورکم وزن باشد.



تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه :
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر فلوئور :
عدد اتمی:9
جرم اتمی: 18.99840
نقطه ذوب : C°-219.6
نقطه جوش : C:-188.1
شعاع اتمی: Å 0.57
ظرفیت:7
رنگ: زرد کم رنگ
حالت استاندارد: گاز
نام گروه: 17
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 1680.6
شکل الکترونی: 1s2 2s2p5
شعاع یونی : Å 1.33
حالت اکسیداسیون: -1
دانسیته: 1.516
گرمای فروپاشی: Kj/mol 0.51
گرمای تبخیر : Kj/mol 6.54
گرمای ویژه: J/g Ko 0.82
دوره تناوبی:2

شماره سطح انرژی : 2
انرژی اولیه : 2
انرژی ثانویه : 7
درجه اشتعال : در حالت گازی غیر قابل اشتعال
شماره ایزوتوپ : 1

ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
F-18 1.8 ساعت
F-19 پایدار

اشکال دیگر :
اکسید فلوئور OF2
هیدرید فلوئور HF
تترا فلوئورید کلر ClF5 ، تری فلوئورید کلر ClF3 ، فلوئورید کلر ClF


منابع : کانی فلوریت
کاربرد : درخنک کننده ها و CFC های دیگر کار برد دارد . همچنین درساخت خمیر دندان ، فلوراید سدیم ، فلوراید قلع و تفلونها بکار می رود .

کلر عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نشان Cl می‌باشد. کلر هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه ۱۷ قرار دارد. گاز کلر زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین تر، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر عاملی اکسید کننده، سفیدکننده و گندزدا می‌باشد. کلر به‌عنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوماً در بیشتر جانداران وجود دارد .

فراوانی

به علت واکنش پذیری زیاد آنها ، هالوژنها در طبیعت ، تنها به صورت ترکیبات و یا بصورت یونها یافت میشود یونهای هالید و اکسید های آنها مانندiodate (IO3−) می تواند در بسیاری از مواد معدنی و در آب دریا پیدا شود همچنین در ترکیبات آلی هالوژن ها وجود دارند و همچنین در طبیعت و موجودات زنده .

در شکل عنصری خود ، هالوژنها به عنوان مولکولهای دو اتمی وجود دارند اما این ویژگی زود گذر است ، در دما و فشار اتاق ، کلر و فلوئور گاز هستند ، برم یک مایع و ید و استاتین ، مواد جامدهستند ؛ گروه 17 تنها گروه جدول تناوبی است که هر سه حالت از ماده را در درجه حرارت اتاق دارا میباشد .

خصوصیات قابل توجه :

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد.

نام کلر برگرفته از کلمه chloros به معنی سبز است که اشاره به رنگ این گاز دارد.

این عنصر ، جزئی از گروه هالوژنهای نمک‌ساز می‌باشد و بوسیله اکسیداسیون کلریدها یا به

روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد.


کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریبا" با تمامی عناصر به‌سرعت ترکیب می‌شود.

اتصال بین دو اتم نسبتا ضعیف است . فقط (242.580 ±0.004 kJ/mol) است .

که باعث می شود مولکول Cl2 بسیار فعال شود.
همراه با فلوئور ، برم ، ید و استاتین ، کلر عضو سری هالوژن ها ، واکنش پذیر ترین عنصر از گروه است.

ترکیبات بین هالوژنی

هالوژنها با یکدیگر واکنش نشان می دهند. ترکیبات دو اتمی مانند BrF
، ICl

ترکیبات آلی

ترکیب بسیاری از ترکیبات آلی از قبیل پلیمرهای پلاستیکی حاوی اتمهای هالوژن هستند و یا ترکیبات هالوژن هالیدها .

کاربردها :

کلر ، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.
در تولید محصولات کاغذی ، مواد ضدعفونی کننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ، حشره کشها ، رنگها ، فرآورده‌های نفتی ، پلاستیک ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود، (لاستیک مصنوعی) ، اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، بطور گسترده استفاده می‌گردد.