يستخدم مصطلح الهالوجين في علم الكيمياء لتصنيف عناصر الكيمياء الدورية أو المدرجة في الجدول الدوري ، حيث يتم تقسيم العناصر الكيميائية إلى معدني وغير معدني بحسب خواصه الفيزيائية والكيميائية ، ويرجع أصل كلمة هالوجين إلى اللغة اليونانية إذ تم اشتقاقها من كلمة ” هالز ” والتي تعني الملح أو البحر ، وكذلك من الكلمة اليونانية ” جيجينوماي ” ومعناها ” تأتي ” ، بما يعني أنه عنصر يأتي من المعادن التي تحتوي على أملاح .
معلومات عن الهالوجينات
الهالوجينات هي الفلور “f ” ، والكلور ” ci ” ، والبروم ” br ” ، والأستاتين ” at ” ، واليود ” i ” ، وهي عناصر شديدة التفاعل توجد في العديد من المعادن ومياه البحر ، وفي حالة وضعها في جو من الضغط والحرارة ، يكون الفلور والكلور عبارة عن غازات أما البروم يكون في حالة سائلة والأستاتين واليود عناصر صلبة ، وتوضع الهالوجينات في المجموعة 17 في الجدول الدوري حيث يعد الترتيب الوحيد في الجدول الذي يعرض المادة في حالاتها الثلاث ” غازية وسائلة وصلبة ” . [1]
الخصائص المشتركة لـ الهالوجينات
تشترك عناصر الهالوجينات في عدة خصائص ، وهي:
الهالوجينات ليست عبارة عن معادن .
قليلة القدرة على الغليان والذوبان .
الهالوجينات الصلبة على درجة عالية من الهشاشة .
ليست قادرة على توصيل الكهرباء أو الحرارة .
تحتوي جزيئاتها على ذرتين فقط .
تلك العناصر الخمسة التي تم تصنيفها هالوجينات والموضوعة في المجموعة 17 بالجدول الدوري ، في حالة جمع عنصر هالوجين مع معدن الفضة يتم إنتاج بلورات حساسة للضوء ، وبالفعل يتم استخدامها لمستحلبات التصوير الفوتوغرافي . [1]
بالإضافة إلى ذلك فإن الهالوجينات الخمسة عناصر سامة وغير معدنية ، وبالرغم من الأستاتين مشع وله نظائر قصيرة العمر إلا أن سلوكه مثل اليود لذا تم وضعه في مجموعة الهالوجينات ، وبينما تحتوي كافة عناصر الهالوجين على سبعة إلكترونات تكافؤ فهي تحتاج لإلكترون واحد فقط لتشكيل مجموعة كاملة النقاط ، وتلك الخاصية تزيد من تفاعلها مع المجموعات الأخرى غير المعدنية في الجدول الدوري . [2]
كيمياء الفلور ” f “
وهو العنصر الأول في مجموعة الهالوجين رقم 17 بالجدول الدوري ، رقمه الذري هو 9 ، والوزن الذري 19 ، وغير معدني ، ويكون في حالة غازية في درجة حرارة الغرفة ، ويعد الأكثر إلكترونيًا من بين العناصر ، والأعلى بين الهالوجينات فهو الأكثر تفاعلًا ، وهو أحد العناصر النادرة التي يمكنها تشكيل ” f2 ” أي جزيئات ثنائية الذرة . [2]
كيمياء الكلور ” ci “
وهو أحد عناصر الهالوجينات والثالث في المجموعة 17 في الجدول الدوري ، رقمه الذري 17 ، يتميز بقدرته العالية جدًا على التفاعل ، ويتم استخدامه بشكل كبير وفي الكثير من الأغراض ، مثل استخدامه كمطهر ، ويوجد في الكثير من المعادن الموجودة بالطبيعة . [2]
كيمياء البروم ” br “
البروم هو عبارة عن سائل دخاني يميل لونه إلى البني المحمر ، ورائحته تشبه الكلور في درجة حرارة الغرفة ، وهو عنصر غير معدني يكون في حالة سائلة في الغرفة عادية الحرارة ، وفي حالة إصابة الجلد بالبروم فينتج حروقًا شديدة يجب معاجلتها فورًا ، لذا يتم التعامل معه في المختبر بشكل شديد الحذر .
يرجع أصل تسميته بـ البروم إلى الكلمة اليونانية ” بروموس” والتي تعني الرائحة الكريهة ، تم عزل عنصر البروم وتنقيته للمرة الأولى في عام 1826 من قبل بلارد . [2]
كيمياء اليود ” i “
يوجد اليود في حالة صلبة ، يميل لونه إلى الرمادي الداكن مع بريق معدني باهت ، رقمه الذري 53 ، عند تعرضه للحرارة يتحول إلى غاز بنفسجي اللون ، تم اكتشاف اليود من قبل كورتوا في عام 1811 ، ويرجع أصل التسمية بـ اليود إلى الكلمة اليونانية الإيديونات ومعناها اللون البنفسجي . [2]
كيمياء الأستاتين ” at “
هو أخر عناصر الهالوجينات الخمسة ، رقمه الذري 85 ، قام عالم الكيمياء كورسون ومعه عدة علماء آخرين بتصنيع الأستاتين 211 عام 1940 في جامعة كاليفورنيا ، وذلك من خلال تفجير معادن البزموت 209 مع جزيئات ألفا ذات الطاقة المرتفعة ، حيث يعد الأستاتين نووي الهيليوم ، العمر الافتراضي له سبعة ساعات ، بينما تم تصنيع أستاتون 210 وهو أكثر ثباتًا حيث يكون متوسط عمره ثماني ساعات . [2]
الهالوجينات كعوامل مؤكسدة
تعد عناصر الهالوجينات أحد العوامل التي لديها القدرة على الأكسدة ، كالآتي :
يمتلك الفلور قدرة هائلة على الأكسدة ، لذلك لا يتم إدخاله في أي من تفاعلات المحلول .
بينما يكون الكلور عاملًا مؤكسدًا بالنسبة لأيونات البروميد وأيونات اليود ، كما أن يعتبر أكثر قدرة على الأكسدة من البروم واليود فهما لا يمكنهم استعادة الايونات التي تأكسدت بفعل الكلوريد .
ويعد البروم ذات قدرة عالية على الأكسدة أكثر من اليود ، حيث يستطيع إزالة أيونات اليود بشكل تام ونهائي .
اليود هو أقل عناصر الهالوجينات قدرة على الأكسدة . [3]
استخدامات عناصر الهالوجينات
تعتبر عناصر الهالوجينات الخمسة ذات نشاط كيميائي عالي ، لذا فهي تمثل خطورة على الكائنات الحية ، ورغم ذلك فهي تدخل في العديد من الاستخدامات ، حيث يتم استخدام الكلور واليود كمطهر لماء الشرب وأحواض السباحة ، وكذلك التنظيف المنزلي ، كذلك تدخل في عناصر طبية لتطهير الجروح لقدرتهم على قتل الكائنات الدقيقة والبكتيريا ، ويمتلك الكلور قدرة نشاط كيميائي هائلة في التبييض لذا يدخل في إنتاج الأقمشة البيضاء ، وكذلك المنتجات الورقية .
معلومات عن الهالوجينات
الهالوجينات هي الفلور “f ” ، والكلور ” ci ” ، والبروم ” br ” ، والأستاتين ” at ” ، واليود ” i ” ، وهي عناصر شديدة التفاعل توجد في العديد من المعادن ومياه البحر ، وفي حالة وضعها في جو من الضغط والحرارة ، يكون الفلور والكلور عبارة عن غازات أما البروم يكون في حالة سائلة والأستاتين واليود عناصر صلبة ، وتوضع الهالوجينات في المجموعة 17 في الجدول الدوري حيث يعد الترتيب الوحيد في الجدول الذي يعرض المادة في حالاتها الثلاث ” غازية وسائلة وصلبة ” . [1]
الخصائص المشتركة لـ الهالوجينات
تشترك عناصر الهالوجينات في عدة خصائص ، وهي:
الهالوجينات ليست عبارة عن معادن .
قليلة القدرة على الغليان والذوبان .
الهالوجينات الصلبة على درجة عالية من الهشاشة .
ليست قادرة على توصيل الكهرباء أو الحرارة .
تحتوي جزيئاتها على ذرتين فقط .
تلك العناصر الخمسة التي تم تصنيفها هالوجينات والموضوعة في المجموعة 17 بالجدول الدوري ، في حالة جمع عنصر هالوجين مع معدن الفضة يتم إنتاج بلورات حساسة للضوء ، وبالفعل يتم استخدامها لمستحلبات التصوير الفوتوغرافي . [1]
بالإضافة إلى ذلك فإن الهالوجينات الخمسة عناصر سامة وغير معدنية ، وبالرغم من الأستاتين مشع وله نظائر قصيرة العمر إلا أن سلوكه مثل اليود لذا تم وضعه في مجموعة الهالوجينات ، وبينما تحتوي كافة عناصر الهالوجين على سبعة إلكترونات تكافؤ فهي تحتاج لإلكترون واحد فقط لتشكيل مجموعة كاملة النقاط ، وتلك الخاصية تزيد من تفاعلها مع المجموعات الأخرى غير المعدنية في الجدول الدوري . [2]
كيمياء الفلور ” f “
وهو العنصر الأول في مجموعة الهالوجين رقم 17 بالجدول الدوري ، رقمه الذري هو 9 ، والوزن الذري 19 ، وغير معدني ، ويكون في حالة غازية في درجة حرارة الغرفة ، ويعد الأكثر إلكترونيًا من بين العناصر ، والأعلى بين الهالوجينات فهو الأكثر تفاعلًا ، وهو أحد العناصر النادرة التي يمكنها تشكيل ” f2 ” أي جزيئات ثنائية الذرة . [2]
كيمياء الكلور ” ci “
وهو أحد عناصر الهالوجينات والثالث في المجموعة 17 في الجدول الدوري ، رقمه الذري 17 ، يتميز بقدرته العالية جدًا على التفاعل ، ويتم استخدامه بشكل كبير وفي الكثير من الأغراض ، مثل استخدامه كمطهر ، ويوجد في الكثير من المعادن الموجودة بالطبيعة . [2]
كيمياء البروم ” br “
البروم هو عبارة عن سائل دخاني يميل لونه إلى البني المحمر ، ورائحته تشبه الكلور في درجة حرارة الغرفة ، وهو عنصر غير معدني يكون في حالة سائلة في الغرفة عادية الحرارة ، وفي حالة إصابة الجلد بالبروم فينتج حروقًا شديدة يجب معاجلتها فورًا ، لذا يتم التعامل معه في المختبر بشكل شديد الحذر .
يرجع أصل تسميته بـ البروم إلى الكلمة اليونانية ” بروموس” والتي تعني الرائحة الكريهة ، تم عزل عنصر البروم وتنقيته للمرة الأولى في عام 1826 من قبل بلارد . [2]
كيمياء اليود ” i “
يوجد اليود في حالة صلبة ، يميل لونه إلى الرمادي الداكن مع بريق معدني باهت ، رقمه الذري 53 ، عند تعرضه للحرارة يتحول إلى غاز بنفسجي اللون ، تم اكتشاف اليود من قبل كورتوا في عام 1811 ، ويرجع أصل التسمية بـ اليود إلى الكلمة اليونانية الإيديونات ومعناها اللون البنفسجي . [2]
كيمياء الأستاتين ” at “
هو أخر عناصر الهالوجينات الخمسة ، رقمه الذري 85 ، قام عالم الكيمياء كورسون ومعه عدة علماء آخرين بتصنيع الأستاتين 211 عام 1940 في جامعة كاليفورنيا ، وذلك من خلال تفجير معادن البزموت 209 مع جزيئات ألفا ذات الطاقة المرتفعة ، حيث يعد الأستاتين نووي الهيليوم ، العمر الافتراضي له سبعة ساعات ، بينما تم تصنيع أستاتون 210 وهو أكثر ثباتًا حيث يكون متوسط عمره ثماني ساعات . [2]
الهالوجينات كعوامل مؤكسدة
تعد عناصر الهالوجينات أحد العوامل التي لديها القدرة على الأكسدة ، كالآتي :
يمتلك الفلور قدرة هائلة على الأكسدة ، لذلك لا يتم إدخاله في أي من تفاعلات المحلول .
بينما يكون الكلور عاملًا مؤكسدًا بالنسبة لأيونات البروميد وأيونات اليود ، كما أن يعتبر أكثر قدرة على الأكسدة من البروم واليود فهما لا يمكنهم استعادة الايونات التي تأكسدت بفعل الكلوريد .
ويعد البروم ذات قدرة عالية على الأكسدة أكثر من اليود ، حيث يستطيع إزالة أيونات اليود بشكل تام ونهائي .
اليود هو أقل عناصر الهالوجينات قدرة على الأكسدة . [3]
استخدامات عناصر الهالوجينات
تعتبر عناصر الهالوجينات الخمسة ذات نشاط كيميائي عالي ، لذا فهي تمثل خطورة على الكائنات الحية ، ورغم ذلك فهي تدخل في العديد من الاستخدامات ، حيث يتم استخدام الكلور واليود كمطهر لماء الشرب وأحواض السباحة ، وكذلك التنظيف المنزلي ، كذلك تدخل في عناصر طبية لتطهير الجروح لقدرتهم على قتل الكائنات الدقيقة والبكتيريا ، ويمتلك الكلور قدرة نشاط كيميائي هائلة في التبييض لذا يدخل في إنتاج الأقمشة البيضاء ، وكذلك المنتجات الورقية .
