اقرأ في هذا المقال
- معلومات عامة عن عناصر المجموعة السابعة
- لون الهالوجينات في الحالة الطبيعية
- لون الهالوجينات في حالات مختلفة
- الخصائص الفيزيائية لعناصر المجموعة السابعة
المجموعة السابعة والملقبة بمجموعة الهالوجينات تتكون من عناصر الفلور والكلور والبروم واليود، أما بالنسبة لكيمياء هذه العناصر ربما فهمهم يعد أفضل من أي مجموعة أخرى من عناصر الجدول الدوري باستثناء الفلزات القلوية.
معلومات عامة عن عناصر المجموعة السابعة:
- جميع العناصر في هذه المجموعة توجد بوفرة في مياه البحر والقشرة الأرضية.
- غالبًا ما يتم توضيح الكيمياء غير العضوية من خلال مناقشة خصائص الهالوجينات ومركبات الهاليد.
- جزيء الهالوجين هو مستقبل للإلكترون (يعرف كعامل مؤكسد)، ويتم اختزاله عن طريق كسب الإلكترون لتكوين أيون هاليد.
- يزيد نصف القطر الذري للهالوجين بالترتيب التالي: F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂.
- يعد الفلور الأصغر حجما في المجموعة السابعة، لذلك فهو يعد أقوى عامل مؤكسد ولديه أعظم قدرة في الحصول على إلكترون.
- يمتلك الكلور حجم أصغر من عنصري البروم واليود، وبالتالي فهو يتمتع بقدرة أكبر على اكتساب الإلكترون، كما أنه يعد عامل مؤكسد أقوى مقارنة بالبروم واليود.
- كلمة الهالوجين في اليونانية تعني “منتج على شكل ملح البحر”، ومثال على ذلك: مياه البحر بها كلوريد الصوديوم، MgCl2 ،MgBr2 ،NaIO3.
- بشكل عام، تزداد الألفة الإلكترونية المجموعة كلما انتقلنا للأعلى، بالنسبة للفلور F يمتلك قيمة ألفة إلكترونية أقل من الكلور Cl؛ وهذا بسبب أن التنافر بين الإلكترون والإلكترون الآخر أعلى في الفلور F مقارنة مع الكلور Cl، علما أن ذرة الكلور أكبر حجما من ذرة الفلور.
- عدم قدرة عنصر الفلور F على إظهار أي حالة أكسدة بخلاف عدد تأكسد يساوي -1 في مركباته، رسميًا الاستثناء هو -[F3].
- حجم صغير نسبيًا لكل من ذرة الفلور F وأيون الفلور -F.
- تعتبر طاقة تفكك جزيء الفلور F2 من طاقات التفكك المنخفضة.
- قوة أكسدة أعلى لـجزيء الفلور F2.
- يعرف الفلور بأنه يمتلك أعلى قيمة كهروسلبية، حيث تساوي قيمة الكهروسلبية 4 تقريبا.
- يتميز الكلور بوجوده في الحالة الطبيعية النقية على شكل جزيء Cl2.
- يتميز الكلور بلونه الأصفر المخضر وله رائحة نفاذة.
- يعرف عن الكلور أنه مادة سامة وتؤثر على الغشاء المخاطي.
- يتميز الكلور أنه أثقل من الهواء بحوالي 2.5 مرة.
- يسبب الكلور الصداع ويؤدي إلى الوفاة للإنسان إذا كان بكميات كبيرة.
- يعد البروم سائل أحمر غامق.
- يعتبر البروم مادة سامة.
- يدخل البروم في عوامل التبييض، يسبب تآكل فيجب ألا يلامس الجلد.
- تعد إمكانية استنفاد الأوزون للبروم أقوى من الكلور Cl.
- يعد البروم أثقل من الهواء بحوالي 2.5 مرة.
- يعتبر اليود مادة صلبة متطايرة مزرقة – سوداء.
- تحدث له عملية التسامي بسهولة عن طريق إطلاق البخار البنفسجي.
- يمتلك اليود بعض الخصائص المعدنية.
- يمتلك اليود نظير مشع 131-I، علما أن التعرض لـ I-131 يسبب سرطان الغدة الدرقية.
- جميع الهالوجينات غير معدنية باستثناء مادة الأستاتين المشعة تعتبر ميتالويد أو ما يسمى بأشباه الفلزات.
- جميع عناصر الهالوجينات متفاعلون للغاية بحيث لا يمكنهم العيش بحرية في الطبيعة.
- كل عناصر الهالوجينات موجودة كجزيئات ثنائية الذرة كالتالي: الفلور (F2)، الكلور (Cl2)، البروم (Br2)، اليود (I2).
- تحتوي الهالوجينات على بنية جزيئية بسيطة تتكون من جزيء X2 قوي، يرتبط برابطة تساهمية تعمل على ربط الجزيئات ببعضها البعض.
- عادة ما توجد عناصر المجموعة السابعة على شكل أملاح الهاليد، وكلها تقريبًا قابلة للذوبان.
- عناصر المجموعة عبارة عن عناصر p-block، وتكوينهم الإلكتروني هو عبارة عن ns2 np5 ويحتوي على 7 الإلكترونات في الغلاف الخارجي.
- تتطلب جميع عناصر المجموعة السابعة إلكترونًا واحدًا لإكمال تكوين الإلكترون الثماني وتطبيق ما يسمى قاعدة الثمانية.
- كلها عناصر ذات كهروسلبية عالية مقارنة بالعناصر الأخرى.
- تتمتع جميع عناصر المجموعة السابعة بألفة إلكترونية عالية.
- تمتلك عناصر المجموعة السابعة طاقة تأين عالية.
- قيم جهدهم الكهربائي القياسي E0 كبير وإيجابي، أي أنه يحمل الإشارة الموجبة، كلما كانت قيمة E0 أكثر إيجابية، كلما كان العنصر أقوى كعامل مؤكسد.
- عناصر المجموعة السابعة عبارة عن عوامل أكسدة قوية.
- كلها عناصر ملونة غير معدنية ويصبح اللون أغمق كلما انتقلنا أسفل المجموعة.
- تزداد درجة الانصهار ودرجة الغليان للكلور والبروم واليود عند النزول إلى أسفل المجموعة السابعة.
- كلما زادت درجة الانصهار ودرجة الغليان، زادت قوة التجاذب بين الجزيئات.
- ترتبط جزيئات الهالوجينات ببعضها البعض بواسطة قوى فان دير فالس.
- تزداد قوى فان دير فالس للتجاذب بين جزيئات الهالوجين، كلما زاد الحجم الجزيئي للجزيئات.
- التطاير هو مقياس ميل المادة إلى التبخر، وتقل القابلية للتطاير كلما انتقلنا إلى أسفل المجموعة السابعة.
- تزداد قوى التجاذب عند الانتقال بالمجموعة إلى الأسفل مما يتسبب في صعوبة للجسيمات للهروب من المواد.
لون الهالوجينات في الحالة الطبيعية:
| الهالوجين | اللون عند درجة حرارة الغرفة |
| الكلور، (Chlorine, Cl) | غاز أصفر مخضر |
| البروم، (Bromine, Br) | سائل أحمر غامق |
| اليود، (Iodine, I) | أرجواني أسود صلب |
لون الهالوجينات في حالات مختلفة:
يكون لون عناصر الهالوجينات في الحالة الغازية وفي محلول مائي وفي المذيبات غير القطبية مثل رباعي كلورو الميثان CCl₄ كما في الجدول التالي:
| الهالوجين | في الحالة الغازية | في الماء | في CCl₄ |
| الكلور، (Chlorine, Cl) | أصفر مخضر | أصفر مخضر شاحب | أصفر مخضر شاحب |
| البروم، (Bromine, Br) | بني محمر | بني محمر | بني محمر |
| اليود، (Iodine, I) | بنفسجي | برتقالي بني | بنفسجي |
الخصائص الفيزيائية لعناصر المجموعة السابعة:
| الخاصية الفيزيائية | الفلور | الكلور | البروم | اليود |
| الرمز الكيمائي | F | Cl | Br | I |
| العدد الذري | 9 | 17 | 35 | 53 |
| التوزيع الإلكتروني | [He]2s22p5 | [Ne]3s23p5 | [Ar]3d104s24p5 | [Kr]4d105s25p5 |
| الإنثالبي (ΔHat) عند 298.15 كلفن تساوي | 79 كيلو جول لكل مول | 121 كيلو جول لكل مول | 112 كيلو جول لكل مول | 107 كيلو جول لكل مول |
| درجة الانصهار | 53.5 كلفن | 172 كلفن | 266 كلفن | 387 كلفن |
| درجة الغليان | 85 كلفن | 239 كلفن | 332 كلفن | 457.5 كلفن |
| المحتوى الحراري للانصهار X2 عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي | 0.51 كيلو جول لكل مول | 6.40 كيلو جول لكل مول | 10.57 كيلو جول لكل مول | 15.52 كيلو جول لكل مول |
| المحتوى الحراري للتبخر X2 عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ vap تساوي | 6.62 كيلو جول لكل مول | 20.41 كيلو جول لكل مول | 29.96 كيلو جول لكل مول | 41.57 كيلو جول لكل مول |
| طاقة التأين الأولى IE1 | 1681 | 1251 كيلو جول لكل مول | 1140 كيلو جول لكل مول | 1008 كيلو جول لكل مول |
| ΔH1º EAH (298 كلفن) | -328 كيلو جول لكل مول | -349 كيلو جول لكل مول | -325 كيلو جول لكل مول | -295 كيلو جول لكل مول |
| ΔHْºhyd لل(X-, g) | -504 كيلو جول لكل مول | -361 كيلو جول لكل مول | -330 كيلو جول لكل مول | -285 كيلو جول لكل مول |
| ΔSº hyd لل(X-, g) | -150 كيلو جول لكل مول | -90 كيلو جول لكل مول | -70 كيلو جول لكل مول | -50 كيلو جول لكل مول |
| ΔGo hyd لل(X-,g) | -459 كيلو جول لكل مول | -334 كيلو جول لكل مول | -309 كيلو جول لكل مول | -270 كيلو جول لكل مول |
| نصف القطر التساهمي (rcov) يساوي | 71 بيكرومتر | 99 بيكرومتر | 114 بيكرومتر | 133 بيكرومتر |
| نصف القطر الأيوني (r-ion) يساوي | 133 بيكرومتر | 181 بيكرومتر | 196 بيكرومتر | 220 بيكرومتر |
| نصف قطر فان دير فال (rv) | 135 بيكرومتر | 180 بيكرومتر | 195 بيكرومتر | 215 بيكرومتر |
| كهروسلبية باولي، ΧP ،تساوي | 4.0 | 3.2 | 3.0 | 2.7 |
| جهد الاختزال المعياري،Eo(X2=2X-) | +2.87 فولت | +1.36 فولت | +1.09 فولت | +0.54 فولت |
