هالوژن‌ها؛ گرگ‌های جدول تناوبی

به گزارش خبرنگار ایمنا، هالوژن نام عناصر گروه ۱۷ جدول تناوبی است که با ترکیب شدن عناصر گروه اول، نمک تولید می‌کند؛ به همین دلیل به آن‌ها هالوژن گفته می‌شود. این گروه متشکل از فلوئور، کلر، برم، ید، آستاتین و تنسین بوده و مولکول‌های عناصر این گروه در حالت طبیعی، دو اتمی است. در گروه هالوژن‌ها از بالا به پایین و با افزایش شعاع اتمی، طول پیوند در مولکول‌ها نیز افزایش می‌یابد که این عمل به همراه افزایش تعداد الکترون‌ها و جرم مولکول، باعث افزایش نقطه ذوب می‌شود؛ بنابراین جنس فلوئور و کلر گاز بوده، اما برم مایع و ید جامد است.

هالوژن‌ها می‌تواند با دریافت یک الکترون و تشکیل آنیون به آرایش پایدار هشتایی گاز نجیب یا به اصطلاح اوکتت دست پیدا کند؛ به همین دلیل این گروه واکنش‌پذیری بسیاری دارد و همین عامل، باعث سمی بودن بسیار عناصر گروه ۱۷ شده است. خواص ضدعفونی‌کنندگی هالوژن‌ها نیز بر همین اساس است؛ یعنی مولکول‌های هالوژن با اکسید کردن مولکول‌های دیواره سلولی باکتری‌ها، به مرگ آن‌ها می‌انجامد؛ به همین دلیل در تصفیه آب آشامیدنی از کلر استفاده می‌شود. برای آشنایی با هالوژن‌ها و بررسی بیشتر عناصر این گروه با حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:

کدام گروه از جدول تناوبی هالوژن نام دارد؟

پیش از گازهای نجیب، گروهی در جدول تناوبی وجود دارد که از پنج عنصر فلوئور، کلر، برم، ید و آستاتن تشکیل شده و تحت عنوان «هالوژن» شناخته می‌شود. این گروه پنج عنصری ویژگی‌های منحصر به فرد و کاربردهای متضادی دارد؛ زیرا عناصر این دسته از کاربردهای بسیار خوبی در علوم موشک و داروسازی برخوردار است، اما ویژگی‌های سمی بسیاری نیز دارد.

هالوژن‌ها چه ویژگی دارد؟

عناصر این گروه، ویژگی خاصی دارد که هیچ‌یک از گروه‌های دیگر جدول تناوبی، ندارد و آن خصوصیت این است که هالوژن‌ها برای رسیدن به آرایش گازهای نجیب، تنها یک الکترون نیاز دارد. عناصر گروه ۱۷ جدول تناوبی، نمک‌زا است و هنگامی که با عناصر گروه یک وارد واکنش می‌شود، نمک تولید می‌کند. هالوژن، تمایل بسیاری به دوتایی بودن دارد و هیچ‌گاه تنها نیست؛ بنابراین عنصری مانند فلوئور با خودش ارتباط برقرار می‌کند و فلوئور دوتایی را تشکیل می‌دهد.

چرا به عناصر گروه ۱۷ هالوژن گفته می‌شود؟

هالوژن به معنای نمک‌زا است و به دلیل خاصیت نمک‌زایی عناصر گروه ۱۷ جدول تناوبی، این نام برای اولین‌بار توسط شیمی‌دانی سوئدی «باروم جانز» انتخاب شد؛ اما پیش از نام‌گذاری وی، این گروه نام نداشت و صرفاً به عنوان یکی از گروه‌های بدون نام جدول تناوبی شناخته می‌شد.

دلیل سمی بودن هالوژن‌ها چیست؟

هالوژن‌ها برای رسیدن به آرایش گازهای نجیب، تنها یک الکترون نیاز دارد که برای به‌دست آوردن آن، مانند گرگ عمل می‌کند و دست به هر کاری می‌زند. این ویژگی دلیل عمده سمی بودن هالوژن‌ها نیز محسوب می‌شود.

هالوژن‌ها چه خواصی دارد؟

خواص هالوژن‌ها بسیار منحصر به فرد است؛ به طور مثال این عناصر به علت دارا بودن الکترونگاتیوی بالا تمایل بسیاری به واکنش دارد؛ به همین دلیل در کانون توجه قرار می‌گیرد. فلوئور نیز از جمله هالوژن‌هایی است که به دلیل نزدیک بودن الکترون‌هایش از هسته، تمایل بسیاری به واکنش دارد. از جمله ویژگی‌های دیگر هالوژن‌ها غیر قطبی بودن ترکیبات، حل شوندگی کم و دارا بودن ایزوتوپ‌های کاربردی است.

کاربرد هالوژن‌ها چیست؟

شناخته‌شده‌ترین و مهم‌ترین هالوژن کلر است که به واسطه وجودش در آب آشامیدنی، تصفیه آب و رنگ‌های خوراکی بسیار شناخته شده، اما کاربردهای این عنصر محدود به تصفیه آب نیست؛ بلکه در صنایع دیگری نیز از جمله علوم داروسازی کاربرد دارد، به طور مثال هنگامی که کلر وارد واکنش می‌شود، می‌تواند به عنوان مسکن عمل کند و در داروهای ضد انعقاد استفاده شود.

مهم‌ترین کاربرد فلوئور، خاصیت آن در خمیر دندان است و این عنصر به واسطه حضور در فلوراید دندان بسیار شناخته شده است؛ اما فلوئور نیز محدود به این کاربرد نمی‌شود و در صنایع مختلفی از جمله داروسازی، ساخت موشک و حتی تولید ظروف تفلون و نچسب کاربردهای بسیاری دارد. ید نیز از جمله هالوژن‌های مهم است که در آنتی‌اکسیدان داخل خون وجود دارد و در درمان آلرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برم که از دیگر هالوژن‌های موجود است، خیلی شناخته نشده و مهم‌ترین کاربرد آن استفاده در فیلم‌های عکاسی است.

آستاتین که از عناصر دیگر گروه هالوژن‌ها است، به دلیل اینکه رادیواکتیو محسوب می‌شود تفاوت‌هایی با عناصر دیگر این گروه دارد و در زمینه درمان سرطان مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود کسانی که پیرامون نانو داروها فعالیت می‌کنند به این عنصر نگاه ویژه‌ای داشته باشند.

هالوژن‌ها با چه عناصری واکنش می‌دهد؟

هالوژن‌ها با عناصر گروه یک و مخصوصاً هیدروژن به خوبی وارد واکنش می‌شود و اسیدهایی مانند HCL یا اسید هیدرو کلرید که بسیار مهم است، تشکیل می‌دهد. هالوژن‌ها با یکدیگر نیز واکنش می‌دهد و از آن‌جا که این عناصر تشنه واکنش است، ارگانو هالوژن‌ها را نیز تشکیل می‌دهد. عناصر این گروه به قدری تشنه واکنش است که گازهای نجیب و بی‌اثر را نیز وادار به واکنش می‌کند؛ به طور مثال هالوژنی مانند فلوئور می‌تواند با زنون واکنش دهد؛ همچنین هالوژن‌ها با آب نیز وارد واکنش می‌شود.

آیا هالوژن با فلز نیز واکنش می‌دهد؟

بله. واکنش هالوژن با فلز شدنی است؛ زیرا عناصر این گروه الکترونگاتیوی بالایی دارد و با آهن نیز بسیار واکنش می‌دهد.