Հալոգենների իմացության գնահատում
Հատկություններ և միտումներ
Ֆիզիկական հատկությունների միտումներ
Հալոգենները ցուցաբերում են ֆիզիկական հատկությունների հստակ, կանխատեսելի փոփոխություններ, երբ շարժվում ենք խմբի ներքևով։ Ստանդարտ պայմաններում ֆտորը (F₂) բաց դեղին գազ է, քլորը (Cl₂)՝ կանաչադեղնավուն գազ, բրոմը (Br₂)՝ կարմրաշագանակագույն հեղուկ, իսկ յոդը (I₂)՝ մոխրասև պինդ նյութ, որը տաքացնելիս վերածվում է մանուշակագույն գոլորշու։
Ագրեգատային վիճակի այս փոփոխությունը՝ գազից հեղուկ, ապա պինդ, բացատրվում է միջմոլեկուլային ուժերի ուժեղացմամբ։ Խմբով ներքև իջնելիս յուրաքանչյուր ատոմում ավելանում է էլեկտրոնների թիվը։ Սա հանգեցնում է ավելի ուժեղ վան դեր Վաալսի ուժերի առաջացմանը մոլեկուլների միջև։ Այս ավելի ուժեղ ձգողության ուժերը հաղթահարելու համար ավելի շատ էներգիա է պահանջվում, այդ իսկ պատճառով հալման և եռման կետերը խմբի ներքևում կանոնավոր կերպով բարձրանում են։
Քիմիական ռեակտիվության միտումներ
Հալոգենների քիմիական վարքագիծը հիմնականում որոշվում է նրանց՝ էլեկտրոններ ընդունելու հակումով։ Նրանք բոլորն ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են, սակայն այս հատկությունը թուլանում է խմբով ներքև իջնելիս։ Ֆտորն ամենաուժեղ օքսիդացնող տարրն է։ Այն կարող է օքսիդացնել մյուս բոլոր հալոգենիդ իոնները (Cl⁻, Br⁻, I⁻)՝ դրանցից դուրս մղելով էլեկտրոնը։
Օրինակ, քլորը կարող է դուրս մղել բրոմը և յոդը իրենց աղերից, բայց չի կարող դուրս մղել ֆտորը։
Այս ռեակտիվության նվազումը կապված է մի քանի հիմնական ատոմային հատկությունների հետ, որոնք կանոնավոր կերպով փոխվում են խմբում։
| Հատկություն | Միտումը խմբով ներքև | Բացատրություն |
|---|---|---|
| Ատոմային շառավիղ | Աճում է | Ավելանում են էլեկտրոնային թաղանթները։ |
| Իոնացման էներգիա | Նվազում է | Արտաքին էլեկտրոնն ավելի հեռու է միջուկից և ավելի լավ էկրանավորված։ |
| Էլեկտրաբացասականություն | Նվազում է | Ատոմի չափի մեծացումը նվազեցնում է միջուկի ձգողությունը կապող էլեկտրոնների նկատմամբ։ |
| Էլեկտրոնային խնամակցություն | Նվազում է (բացառությամբ F-ի) | Ավելի մեծ ատոմներն ավելի քիչ էներգիա են անջատում էլեկտրոն ընդունելիս։ |
Իոնացման էներգիայի և էլեկտրաբացասականության նվազումը ուղղակիորեն կապված է ատոմային շառավղի մեծացման հետ։ Երբ շարժվում ենք խմբով ներքև, արտաքին էլեկտրոններն ավելի հեռու են գտնվում դրական լիցքավորված միջուկից։ Ներքին էլեկտրոնների կողմից էկրանավորման մեծացումը նույնպես թուլացնում է միջուկի ձգողությունը, ինչը հեշտացնում է էլեկտրոնի հեռացումը (ավելի ցածր իոնացման էներգիա) և դժվարացնում է էլեկտրոնների ձգումը քիմիական կապում (ավելի ցածր էլեկտրաբացասականություն)։
Կապի էներգիա և ռեակտիվություն
Հալոգենների ռեակտիվությունը նաև կախված է X-X կապի դիսոցման էներգիայից՝ երկատոմ մոլեկուլը (X₂) առանձին ատոմների բաժանելու համար պահանջվող էներգիայից։ Ռեակցիան սկսելու համար այս կապը պետք է խզվի։
Ընդհանուր միտումն այն է, որ կապի էներգիան նվազում է խմբով ներքև իջնելիս, քանի որ ատոմներն ավելի մեծ են դառնում, և կապող էլեկտրոններն ավելի հեռու են միջուկներից։ Այնուամենայնիվ, F-F կապը անսպասելիորեն թույլ է՝ նույնիսկ ավելի թույլ, քան Br-Br կապը։ Դա պայմանավորված է յուրաքանչյուր փոքր ֆտորի ատոմի վրա չկապող էլեկտրոնային զույգերի միջև ուժեղ վանողությամբ, որը թուլացնում է կապը։ F-F կապի այս ցածր էներգիան, զուգորդված ֆտորի բարձր էլեկտրաբացասականության հետ, նրան դարձնում է բացառիկ ռեակտիվ։
Այժմ եկեք ստուգենք ձեր գիտելիքները։
Ի՞նչ ագրեգատային վիճակում է գտնվում բրոմը (Br₂) ստանդարտ պայմաններում:
Ինչո՞ւ են հալոգենների եռման կետերը բարձրանում խմբով ներքև իջնելիս: