Галоген

Галоген История галогенов Фтор был открыт в 1860 году, хлор в 1774 году, бром в 1820-х годах, йод в 1811 […]

Галоген

  • История галогенов

    • Фтор был открыт в 1860 году, хлор в 1774 году, бром в 1820-х годах, йод в 1811 году.  
    • Астат был открыт в 1940 году, теннессин в 2010 году.  
  • Этимология

    • Название «галоген» предложил Иоганн Швайггер в 1811 году.  
    • Название «фтор» происходит от латинского «fluere», «хлор» от греческого «chloros», «бром» от греческого «bromos», «йод» от греческого «iodes», «астат» от греческого «astatos», «теннессин» от американского штата Теннесси.  
  • Химические свойства

    • Галогены являются неметаллами, фтор наиболее химически активный.  
    • Галогены обладают высокой реакционной способностью и токсичностью.  
    • Фтор образует прочные связи с углеродом, тефлон устойчив к термическим и химическим воздействиям.  
  • Молекулы и соединения

    • Галогены образуют гомоядерные двухатомные молекулы.  
    • Все галогены вступают в реакцию с водородом, образуя галогениды водорода.  
    • Галогениды водорода являются кислотами, фтористый водород образует водородные связи.  
  • Галогениды металлов

    • Галогены реагируют с натрием, образуя фторид натрия, хлорид натрия, бромид натрия, йодид натрия и астатид натрия.  
    • Железо реагирует с фтором, хлором и бромом, образуя галогениды железа(III).  
  • Реакции железа с галогенами

    • Железо реагирует с йодом, образуя йодид железа(II)  
    • Железная вата реагирует с фтором, образуя фторид железа(III)  
    • Хлор реагирует с нагретым утюгом, образуя хлорид железа(III)  
    • Бром реагирует с железом, образуя бромид железа(III)  
  • Межгалогеновые соединения

    • Межгалогеновые соединения содержат не более двух различных галогенов  
    • Крупные интергалогены могут быть получены из чистых галогенов  
    • Межгалогены более реакционноспособны, чем двухатомные молекулы галогенов  
  • Галогенорганические соединения

    • Хлор и йод необходимы для организма  
    • Органогалогены синтезируются с помощью реакции нуклеофильной абстракции  
  • Полигалогенированные соединения

    • Полигалогенированные соединения токсичны и биоаккумулируются  
    • Примеры: ПХД, ПБДЭ, ПФУ  
  • Реакции с водой

    • Фтор реагирует с водой, образуя кислород и фтористый водород  
    • Хлор растворяется в воде, образуя соляную кислоту и хлорноватистую кислоту  
    • Бром медленно реагирует с водой, образуя бромистый водород и бромистую кислоту  
    • Йод минимально растворим в воде и не вступает в реакцию  
  • Физические и атомные свойства

    • Фтор имеет один стабильный изотоп, хлор — два, бром — два, йод — один  
    • Астат и теннессин не имеют стабильных изотопов  
  • Производство

    • Фтор получают из плавиковой кислоты  
    • Хлор получают из галита и карналлита  
    • Бром получают электролизом или пропусканием хлора через морскую воду  
    • Йод получают из нитратных руд или природного газа  
    • Астат получают бомбардировкой висмута альфа-частицами  
    • Теннессин получают из берклия-249 и кальция-48  
  • Приложения

    • Дезинфицирующие средства: хлор и бром используются для стерилизации и отбеливания  
    • Освещение: галогенные лампы имеют более высокую температуру и белый цвет  
    • Компоненты лекарственных средств: галогены улучшают проникновение через липидные мембраны  
    • Биологическая роль: анионы фтора содержатся в организме в малых количествах  
  • Содержание фтора в организме человека

    • В тканях человека содержится около 50 частей фтора на миллиард  
    • Типичный 70-килограммовый человек содержит от 3 до 6 граммов фтора  
  • Роль хлорида в организме

    • Анионы хлорида необходимы для многих биологических видов, включая человека  
    • Концентрация хлора в сухом весе зерновых составляет от 10 до 20 частей на миллион  
    • В крови человека содержится в среднем 0,3% хлора  
    • Человеческие кости обычно содержат 900 частей хлора на миллион  
    • Ткани человека содержат примерно 0,2-0,5% хлора  
    • В организме обычного 70-килограммового человека содержится в общей сложности 95 граммов хлора  
  • Роль брома в организме

    • Некоторое количество брома в виде аниона бромида присутствует во всех организмах  
    • Биологическая роль брома в организме человека не доказана  
    • Люди обычно потребляют от 1 до 20 миллиграммов брома в день  
    • Обычно содержание брома в крови человека составляет 5 частей на миллион  
    • Типичный 70-килограммовый человек содержит 260 миллиграммов брома  
  • Роль йода в организме

    • Обычно люди потребляют менее 100 микрограммов йода в день  
    • Дефицит йода может привести к умственной отсталости  
    • Йодоорганические соединения содержатся у человека в щитовидной железе, желудке, эпидермисе и иммунной системе  
    • К продуктам, содержащим йод, относятся треска, устрицы, креветки, сельдь, омары, семена подсолнечника, морские водоросли и грибы  
    • Обычно в крови человека содержится 0,06 миллиграмма йода на литр  
    • Типичный 70-килограммовый человек содержит от 10 до 20 миллиграммов йода  
  • Астат и его токсичность

    • Астат, хотя и является очень редким веществом, был обнаружен в земле в микрограммах  
    • Его биологическая роль неизвестна из-за его высокой радиоактивности и периода полураспада  
    • Теннесси создан исключительно человеком и не играет никакой другой роли в природе  
  • Токсичность галогенов

    • Галогены имеют тенденцию к снижению токсичности по отношению к более тяжелым галогенам  
    • Газообразный фтор чрезвычайно токсичен, вдыхание фтора в концентрации 25 частей на миллион потенциально смертельно  
    • Плавиковая кислота также токсична, способна проникать в кожу и вызывать ожоги  
    • Фтор может быть смертельным в количестве от 5 до 10 граммов  
    • Длительное потребление фтора в концентрациях, превышающих 1,5 мг/л, связано с риском развития флюороза зубов  
    • Вдыхание хлора в концентрации 3 частей на миллион может быстро вызвать токсическую реакцию  
    • Вдыхание хлора в концентрации 50 частей на миллион очень опасно  
    • Вдыхание хлора в концентрации 500 частей на миллион в течение нескольких минут смертельно  
    • Чистый бром несколько токсичен, сто миллиграммов брома смертельны  
    • Анионы бромида также токсичны, смертельная доза бромида составляет 30 граммов  
    • Йод несколько токсичен, способен раздражать легкие и глаза, допустимый предел составляет 1 миллиграмм на кубический метр  
    • При пероральном приеме 3 грамма йода могут привести к летальному исходу  
    • Анионы йода в основном нетоксичны, но при попадании в организм в больших количествах могут быть смертельными  
    • Астатин радиоактивен и очень опасен, но его токсичность не имеет большого значения для среднестатистического человека  
    • Теннессин не поддается химическому исследованию из-за его малого периода полураспада, но его радиоактивность делает его очень опасным  
  • Супергалоген

    • Некоторые алюминиевые кластеры обладают суператомными свойствами  
    • Эти алюминиевые кластеры образуются в виде анионов в газообразном гелии и вступают в реакцию с газом, содержащим йод  
    • При масс-спектрометрическом анализе одним из основных продуктов реакции оказывается Al13I-  
    • Эти кластеры из 13 атомов алюминия с добавленным дополнительным электроном не вступают в реакцию с кислородом  
    • Дополнительный электрон находится в алюминиевом кластере в месте, противоположном атому йода  
    • Кластерный компонент в ионе Al13I- аналогичен иону йодида или иону бромида  
    • Ожидается, что связанный с ним кластер Al13I-2 будет вести себя химически аналогично трийодид-иону  

Полный текст статьи:

Галоген

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх