ჰალოგენების ზოგადი ფორმულა. ჰალოგენების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ფტორი- სარაკეტო საწვავის ოქსიდიზატორი; ClF 3 არის ოქსიდიზატორი თხევადი რეაქტიული საწვავისთვის და როგორც ფტორირებადი აგენტი. HF - სინთეზური კრიოლიტის K 3 [AlF 6] წარმოებისთვის, შუშის ამოსაჭრელად. ფტორი და ქლორფტორნახშირბადი გამოიყენება ფრეონების, გამაგრილებლების წარმოებისთვის სამაცივრო ბლოკებში და კონდიციონერებში. ფტორის ძირითადი მოხმარება არის ბირთვულ მრეწველობაში, ელექტრო ინჟინერიაში და პოლიმერული მასალების, მათ შორის ფტორპლასტიკების წარმოებაში - 4 (ტეფლონი). ფტორის პოლიმერებს აქვთ ღირებული თვისებები: აალებადი, ქიმიური წინააღმდეგობა, მტვრევადობის ნაკლებობა დაბალ ტემპერატურაზე და ა.შ. ფტორის შემცველი რეზინები ინარჩუნებენ ელასტიურობას და არ ნადგურდებიან მჟავებში.
ქლორი- წყალბადის ქლორიდის (HCl) და მარილმჟავას (ჰიდროქლორინის) წარმოებისთვის; ქსოვილებისა და ქაღალდის მერქნის გასათეთრებლად, სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის (~ 1,5 გ 1 მ 3 H 2 O-ზე), მათეთრებელი და ტოქსიკური ნივთიერებების წარმოებაში. ქლორი ასევე გამოიყენება ორგანული გამხსნელი ნაერთების ქლორის წარმოებულების მისაღებად - SHC1 3; CCl4.
HC1 გამოიყენება მარილმჟავას (ჰიდროქლორინის) მჟავას და მისი მარილების - სხვადასხვა ლითონის ქლორიდების საწარმოებლად. ჰიდროქლორინის მჟავა გამოიყენება მედიცინაში, როგორც წამალი. NaС1 - სუნელი საკვებისთვის, Cl 2-ის მისაღებად; NaOH; Na 2 CO 3, საპონი, ასევე წამალია.
AlC13 - კატალიზატორი ორგანულ სინთეზებში.
KI და NaI ასევე გამოიყენება ქიმიურ ანალიზსა და ფოტოგრაფიული მასალების წარმოებაში.
AgBr არის ფოტომგრძნობიარე ფენის ფოტოგრაფიული ფილმების და ქაღალდის მთავარი კომპონენტი.
I 2 - აფთიაქში იოდის ალკოჰოლური ხსნარების მოსამზადებლად.
AgI - ფოტომასალების წარმოებაში.
ოქსომარილებიდან ქლორატები გამოიყენება: KClO 3 და NaClO 3 ასანთის და ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებაში და პიროტექნიკაში. Mg(ClO 3) 2 - ჰერბიციდი გამოიყენება სარეველების წინააღმდეგ ბრძოლაში. პერქლორატებმა იპოვეს გამოყენება პიროტექნიკაში.
ჰიპოქლორიტები: KClO და NaClO არის ძლიერი ჟანგვის აგენტები, რომლებიც გამოიყენება ბამბის და თეთრეულის ქსოვილებისა და ქაღალდის რბილობის გასათეთრებლად. მათეთრებელი ეფექტი დაკავშირებულია ატომურ ჟანგბადთან:
KClO + H 2 O + CO 2 ® KHCO 3 + HClO
ცაცხვის ქლორიდი - CaOCl 2 - დეზინფექციისთვის და როგორც გამწმენდი. გამოიყენება მშრალი სახით და 0,2-5%-იანი ხსნარის სახით.
CaOCl 2 + 2H 2 O ® Ca(OH) 2 + 2HClO + CaCl 2
CaOCl 2 + CO 2 ®CaCO 3 + Cl 2
ბრომი და იოდიიყენებენ ორგანულ სინთეზში ორგანობრომული ნაერთების მისაღებად, რომლებიც გამოიყენება ხის გაჟღენთისთვის, იცავს მას გახრწნისაგან.
ჰალოგენებს აქვთ ტოქსიკური ეფექტი, ისინი აღიზიანებენ ლორწოვან გარსებს და სასუნთქ ორგანოებს. სასმელ წყალში ჭარბი ფტორის იონები საზიანოა კბილებისა და ძვლების განვითარებისთვის, ხოლო ძალიან ცოტა საზიანოა. აღინიშნა ფრეონების საშიში მოქმედება გულ-სისხლძარღვთა სისტემაზე. ჰალოგენის ოქსიდებს და ინტერჰალოგენიდებს (ინტერჰალოგენურ ნაერთებს) აქვთ ტოქსიკური ეფექტი.
ტუტე ლითონის ქლორატები: KClO 3; NaClO 3 და სხვები კლასიფიცირდება როგორც სისხლის შხამები (იწვევენ სისხლის წითელი უჯრედების დაშლას). ასევე აუცილებელია მრავალი ჰალოგენური ნაერთის (HClO 4) აალებადი და ფეთქებადი დაშლის გათვალისწინება, ამიტომ ამ ნივთიერებების შენახვა და დამუშავება საჭიროებს აუცილებელ ზომებს და უსაფრთხოების წესების დაცვას.
ინტერჰალიდები (ჰალოგენების ერთობლიობა)
ჰალოგენებს შეუძლიათ შექმნან სხვადასხვა ნაერთები ერთმანეთთან. ჩვეულებრივ, ეს არის ერთ-, ორ-, სამ-, ხუთ- და მეტი (IF 7) - ვალენტური ნაერთები ფტორთან, ქლორთან და ბრომთან მიმართებაში ზოგადი ფორმულით G(G) n. მნიშვნელობა n არის უცნაური და არ აღემატება შვიდს. ისინი მიიღება უშუალოდ ელემენტებიდან, ან ჭარბი ჰალოგენის მოქმედებით შესაბამის ინტერჰალიდზე:
Cl 2 + F 2 2ClF;
Br 2 + F 2 ® 2BrF
5F 2 + I 2 ® 2IF 5
F 2 + ClF 3 ® ClF 5
4F 2 + 2BrF ® 2BrF 5
3Cl 2 + I 2 ® 2ICl 3
Br 2 + Cl 2 ® 2BrCl
ეს არის ძალიან აქროლადი ნაერთები; მათი უმეტესობა სუსტად სტაბილურია და ძალიან რეაქტიულია, მაგრამ არცერთი მათგანი არ არის ფეთქებადი.
ჰალოგენების თანდასწრებით, ზოგიერთი ჰალოგენის ხსნადობა წყალში იზრდება კომპლექსურობის გამო:
I 2 + KI ® K - კალიუმის დიოდიოოდატი
I - + I 2 ® -
ჰალოგენების ბიოლოგიური როლი
ფტორი
ფტორი, იოდის მსგავსად, უპირატესად შეკრულ მდგომარეობაში გვხვდება ადამიანის ორგანიზმში (ქლორი და ბრომი - ჰიდრატირებული იონების სახით) და მისი შემცველობით (~ 7 მგ, 10-5%) კლასიფიცირდება როგორც მიკროელემენტი. .
ფტორი აუცილებელია ადამიანის ორგანიზმის ნორმალური განვითარებისთვის მისი დეფიციტით ვითარდება ანემია. მაგრამ ამ ელემენტის მთავარი ბიოლოგიური როლი დაკავშირებულია მის მონაწილეობასთან კბილების, ძვლებისა და ფრჩხილების განვითარებაში არა მხოლოდ ადამიანებში, არამედ ცხოველებშიც. ის გვხვდება ადამიანის ყველა ორგანოში, მაგრამ მათგან ყველაზე მდიდარი ძვლები და კბილებია. კბილის მინანქარში (0,01%) და ძვლოვან ქსოვილში (მისი შემცველობა 100000-ჯერ მეტია, ვიდრე რბილ ქსოვილებში), ფტორი არის მინერალური სახით, ნაკლებად ხსნადი და მჟავა რეზისტენტული კალციუმის მარილის სახით - ფტორპატიტი - Ca 5 (PO 4). ) 3 F ან 3Ca 3 (PO 4) 2 ´CaF 2.
ფტორის ბიოლოგიური მოქმედება მჭიდრო კავშირშია მის შემცველობასთან და ორგანიზმში სასმელ წყალთან და საკვებთან ერთად შეღწევასთან. ადამიანის ორგანიზმში ფტორის ბალანსის კვლევებმა აჩვენა, რომ წყალში ფტორის მიღება საშუალოდ 1 მგ/ლ-ს შეადგენს. სასმელ წყალთან ერთად ორგანიზმში შემავალი ფტორის 90% გამოიყოფა შარდით. სასმელი წყლის გამოკლებით, ადამიანი იღებს ~0,2-0,3 მგ ფტორს დღეში თავისი დიეტის საშუალებით. ადამიანის ორგანიზმი საკვები პროდუქტებიდან ფტორს 20%-ით ნაკლებ შთანთქავს, ვიდრე წყალს. ამიტომ აუცილებელია სასმელი წყლის მუდმივი მონიტორინგი ფტორის შემცველობაზე.
როდესაც სასმელ წყალში ფტორის შემცველობა 1 მგ/ლ-ზე ნაკლებია, ადამიანებს უვითარდებათ კბილის კარიესი. როდესაც ფტორის შემცველობა აღემატება მაქსიმალურ დასაშვებ კონცენტრაციას - 1,2 მგ/ლ-ზე მეტი (ცნობილია ფტორპატიტის საბადოების შემცველი ადგილები, რომლებშიც ფტორი შეიცავს 8 მგ/ლ-ზე მეტს), ირღვევა ძვლოვანი ქსოვილის განახლების პროცესები და საშიში დაავადება. ვითარდება - ფლუოროზი ან ფლუოროზი, რომელიც დაკავშირებულია ძვლების მომატებულ მყიფეობასთან, მათ დეფორმაციასთან და მთლიანი სხეულის ზოგად ამოწურვასთან, ფოსფორ-კალციუმის ცვლის დარღვევის შედეგად. ამ შემთხვევაში კბილის მინანქარი ხდება მყიფე და ადვილად ნადგურდება (მათში ფტორის შემცველობა ნორმას 3-5-ჯერ აღემატება). ჩნდება ამ დაავადების სხვა სიმპტომებიც - ფარისებრი ჯირკვლის, თირკმელების და სხვა ორგანოების დაზიანება.
ძროხის რძე შეიცავს ფტორს 0,1-0,2 მგ 1 ლიტრზე. თევზი, მოლუსკები და საკვები წყალმცენარეები შეიცავს საშუალოდ 0,5-1,5 მგ ფტორს 100 გ ახალ წონაზე. მცენარეული ობიექტებიდან ფტორის ყველაზე მაღალი შემცველობა ჩაის შეიცავს.
რაიონებში, ჩვეულებრივ მთიან ან ზღვიდან შორს, სასმელ წყალსა და საკვებ პროდუქტებში ფტორის შემცველობა ჩვეულებრივ გაცილებით ნაკლებია ვიდრე საჭირო კონცენტრაცია (0,5 მგ/ლ-ზე ნაკლები). ფტორის ეს ნაკლებობა იწვევს კბილის კარიესს.
კვლევის მიხედვით, ჯანსაღი კბილების მინანქარი შეიცავს 0,01% ფტორს, ხოლო კარიესული კბილები შეიცავს 0,0069% ან ნაკლებს. როგორც ცნობილია, კბილის ქსოვილების მინერალური საფუძველი (დენტინი) შედგება შემდეგი მარილებისგან: Ca 5 (PO 4) 3 (OH) - ჰიდროქსიაპატიტი, Ca 5 (PO 4) 3 Cl - ქლორაპატიტი (შეიცავს დენტინში) და Ca. 5 (PO 4) 3 F – ფტორპატიტი (ნაპოვნი მინანქარში).
ფტორატიტი უფრო მყარია და იცავს კბილების მინანქრის ფენას განადგურებისგან. როდესაც მინანქარი ზიანდება ბაქტერიების მიერ წარმოქმნილი მჟავების გავლენით, იწყება კბილის კარიესი - თანდათანობითი განადგურება მისი შიდა ნაწილის მინერალური ფუძის დაშლის გამო:
Ca 5 (PO 4) 3 OH + 7H + ® 5Ca 2+ + 3H 2 PO 4 - + H 2 O
არსებობს მტკიცებულება, რომ ფტორის იონებს შეუძლიათ შედარებით ადვილად შეცვალონ ჰიდროქსიდის იონები (OH -) ჰიდროქსილაპატიტში, ქმნიან უფრო მყარ და ნაკლებად ხსნად კრისტალებს - ფტორაპატიტს:
Ca 5 (PO 4) 3 OH + F - Û Ca 5 (PO 4) 3 F + OH -
ამიტომ, იმ ადგილებში, რომლებსაც ახასიათებთ სასმელ წყალში ფტორის არასაკმარისი შემცველობა და კბილის კარიესის გახშირებული შემთხვევები, წყალი პროფილაქტიკური მიზნით ფტორდება, მასში ნორმაში გარკვეული რაოდენობის NaF-ის დამატებით (1 მგ/ლ).
თუ მინანქარი ოდნავ დაზიანებულია, მაშინ შესაძლებელია კბილის მინანქრის რემინერალიზაცია ნატრიუმის ფტორიდის, როგორც ადგილობრივი გარე აგენტის (კბილის პასტების) გამოყენებით:
NaF + Ca 5 (PO 4) 3 OH Û NaOH + Ca 5 (PO 4) 3 F
კბილის მინანქრის პასტა
რემინერალიზაციის პარალელურად ხდება პირის ღრუს გარემოს ალკალიზაცია და ბაქტერიების მიერ წარმოებული მჟავების განეიტრალება.
გარემოს დაბინძურების თვალსაზრისით, შეიძლება აღინიშნოს, რომ სხვა ჰალოგენებთან შედარებით, მჭიდროდ შეკრული ფტორი (მას წარმოქმნილ ნაერთებში) პრაქტიკულად არ მონაწილეობს ქიმიურ ციკლში და მცირე რაოდენობით ხორციელდება ნალექებით. ამასთან, ფტორის იონები, რომლებიც შეიცავს ფოსფორიან სასუქებსა და ხის კონსერვანტებს - NaF და სხვა ნაერთებს, წარმოადგენს მნიშვნელოვან გარემოს საფრთხეს. განსაკუთრებით ტოქსიკურია ჰალოგენის შემცველი ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყენება როგორც პესტიციდები.
ამრიგად, ფტორი, როგორც კვალი ელემენტი ფტოროპატიტების სახით, შედის კბილის მინანქრისა და ძვლოვანი ქსოვილის შემადგენლობაში. ის აუცილებელია ადამიანის ორგანიზმის ნორმალური განვითარებისთვის. მისი ბიოლოგიური ეფექტი უპირველეს ყოვლისა დაკავშირებულია უხსნადი ფტორპატიტის წარმოქმნასთან, რომელიც იცავს კბილების მინანქრის ფენას. ორგანიზმში ფტორის საჭირო ფიზიოლოგიური კონცენტრაციიდან გამომდინარე (რაც დაკავშირებულია მის მიღებასთან სასმელი წყლისა და საკვები პროდუქტებიდან), ისეთი დაავადებების განვითარება, როგორიცაა კბილის კარიესი (ფტორის შემცველობა სასმელ წყალში 1 მგ/ლ-ზე ნაკლები) ან ფლუოროზი. შესაძლებელია - ფტორის უფრო მაღალი კონცენტრაციით.
ქლორი
ქლორი სიცოცხლისთვის აუცილებელი და შეუცვლელი მაკროელემენტია. მისი შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში აღემატება 100 გ-ს (~0,15%), დარჩენილი ჰალოგენები კვალი ელემენტებია (10 -5%).
სხეულში ის არის -1 დაჟანგვის მდგომარეობაში ჰიდრატირებული ფორმით, ბრომიდის იონის მსგავსად (ფტორი და იოდი უპირატესად შეკრულ მდგომარეობაშია). ქლორი, ნატრიუმის, კალციუმის, კალიუმის და ა.შ. ხსნადი მარილების სახით, გვხვდება სხვადასხვა ბიოლოგიურ სითხეებში და ასრულებს მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ როლს - უზრუნველყოფს იონების ნაკადს უჯრედის მემბრანებში, მონაწილეობს სისხლის მუდმივი ოსმოსური წნევის შენარჩუნებაში და. სხვა სითხეები (ოსმოსური ჰომეოსტაზი) და მონაწილეობს კათიონების საჭირო კონცენტრაციის უზრუნველყოფაში (ქიმიური ჰომეოსტაზი); ააქტიურებს ზოგიერთ ფერმენტს (პეპსინს) კუჭის წვენის გამომუშავებისა და წყლის მეტაბოლიზმის რეგულირების პროცესში.
მარილმჟავა არის ადამიანის და ცხოველების კუჭის წვენის კომპონენტი W(HCl) 0,3-დან 0,5%-მდე. ნატრიუმის ქლორიდი აუცილებელია კუჭის წვენში მარილმჟავას წარმოებისთვის. HCl-ის გამოყოფა კუჭის ლორწოვანი გარსის უჯრედებიდან აღწერილია შემდეგი განტოლებით:
Cl - + H 2 CO 3 (სისხლი) HCO 3 - (სისხლი) + HCl (კუჭი)
პეპსინის ფერმენტის აქტიურ ფორმაზე გადასვლა შესაძლებელია მარილმჟავაში. პეპტიდური ბმების ჰიდროლიზური რღვევის შედეგად პეპსინი უზრუნველყოფს ცილების მონელებას:
R-CO-NH-R 1 + H 2 O RCOOH + R 1 NH 2
ამრიგად, მარილმჟავა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს საჭმლის მონელების პროცესში. სუფთა გაზავებული მჟავა W (HCl) = 8,2-8,4% გამოიყენება პერორალურად წვეთებში და ნარევებში (ხშირად პეპსინთან ერთად) კუჭის წვენის დაბალი მჟავიანობისთვის.
სხვა იონებთან ერთად (K +, Na +, Ca 2+ და ა.შ.), ქლორის იონები მონაწილეობენ ნერვული იმპულსების გადაცემაში ნერვული უჯრედების მემბრანების მეშვეობით, ინარჩუნებენ კუნთოვანი უჯრედების აგზნებადობას. ქლორიდის იონები უჯრედშიდა ხსნარის და უჯრედშორისი სითხეების მთავარი უარყოფითად დამუხტული იონებია, ისინი ქმნიან თხელ იონურ ფენებს უჯრედის მემბრანის ორივე მხარეს და ამით მონაწილეობენ ელექტრული მემბრანის პოტენციალის შექმნაში, რომელიც არეგულირებს არაორგანული და ორგანული ნივთიერებების გადაცემის პროცესებს; გარსების მეშვეობით. ეს ხსნის მის მონაწილეობას (K + და Na + იონებთან ერთად) გარკვეული ოსმოსური წნევის შექმნასა და წყალ-მარილის მეტაბოლიზმის რეგულირებაში. ჰიდრატირებული ქლორიდის იონები მონაწილეობენ უჯრედში ფიზიოლოგიურად საჭირო წყლის შემცველობის შენარჩუნებაში.
ცოცხალი ორგანიზმების თითქმის ყველა ქსოვილს აქვს ნახევრად გამტარი თვისებები, მათ შორის უჯრედის მემბრანა, რომლის მეშვეობითაც მხოლოდ გარკვეული ზომის ნაწილაკებს შეუძლიათ გავლა.
ბრომიდის იონებისაგან განსხვავებით, ქლორიდის იონებს აქვთ ოპტიმალური რადიუსი უჯრედის მემბრანებში შეღწევისთვის. ამით აიხსნება ქლორიდის იონების მონაწილეობა (K + და Na + იონებთან ერთად) სისხლის და სხვა ბიოლოგიური სითხეების (ქსოვილი, ლიმფა და ა.შ.) გარკვეული ოსმოსური წნევის შექმნაში. ოსმოსის წყალობით რეგულირდება წყლის ნაკადი უჯრედებსა და უჯრედშორის სტრუქტურებში. საკვების შეწოვისა და მეტაბოლიზმის პროცესებში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ოსმოსური მოვლენებიც. წამლების ხსნარები, რომლებიც შეყვანილია ინტრავენურად ან კანქვეშ, უნდა იყოს იზოტონური (შეიცავდეს იგივე რაოდენობის ოსმოტურ აქტიურ ნაწილაკებს). ქლორიდის იონები არ არის ტოქსიკური, მოლეკულური ქლორისგან განსხვავებით. გაზი ქლორი აღიზიანებს სასუნთქი სისტემის ლორწოვან გარსს და ანადგურებს ფილტვებს. 0,05% ქლორის შემცველი ჰაერის 1-2 საათის განმავლობაში ჩასუნთქვამ შეიძლება გამოიწვიოს შეშუპება და სიკვდილი. ქლორი არის პირველი ქიმიური ომის აგენტი, რომელიც გამოიყენა გერმანიამ 1915 წელს იპრესთან (ბელგია) ბრძოლებში. ჰაერში ქლორის გაზის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაციაა 0,001 მგ/ლ.
ადამიანის სისხლის ოსმოსური წნევა 310 K (37°C) არის 780 კპა (7,7 ატმ). იგივე წნევას ქმნის NaCl-ის 0,9%-იანი წყალხსნარი (0,15 მოლ/ლ), რომელიც იზოტონურია სისხლთან და ეწოდება მარილიანი.
თუმცა, გარდა Cl - იონებისა და Na + იონებისა, სისხლში არის ადამიანისთვის აუცილებელი სხვა ნივთიერებებიც. მედიცინაში ჩვეულებრივ გამოიყენება ხსნარები, რომლებიც შეიცავს იგივე კომპონენტებს და იმავე რაოდენობით, როგორც სისხლში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ოსმოსის შედეგად, უჯრედები ან იშლება, სანამ მათი კედლები არ გასკდება, ან იკუმშება წყლის დაკარგვის გამო. შეშუპება (ჰემოლიზი) ხდება ჰიპოტონურ ხსნარებში, ე.ი. იზოტონურ ხსნარებზე დაბალი კონცენტრაციის ხსნარებში. შეკუმშვა (პლაზმოლიზი) ხდება ჰიპერტონულ ხსნარებში, რომელთა კონცენტრაცია უფრო მეტია, ვიდრე იზოტონური. სამკურნალო მიზნებისთვის ჰიპერტონული (W(NaCl) = 10%) ხსნარები გამოიყენება როგორც გარე აგენტები. ჰიპერტონული NaCl ხსნარით დასველებული მარლის სახვევები ასუფთავებს ჭრილობებს ოსმოსის კანონის შესაბამისად სითხის გადინების მიმართულების გამო.
ნატრიუმის ქლორიდის დღიური მოთხოვნილებაა 5-10 გ კუჭის დაავადებების (ჰიპერაციდული გასტრიტის) ან პეპტიური წყლულის დროს, ნატრიუმის მოხმარება უნდა შემცირდეს გაზრდილი მჟავიანობის გამო.
NaCl-ის გადაჭარბებული მოხმარება ხელს უწყობს ჰიპერტენზიის გამოვლენას.
ქლორიდის იონებს არ აქვთ ტოქსიკური ეფექტი, მაგრამ მარტივი ნივთიერება - Cl 2, როგორც უკვე აღინიშნა, და მისი ორგანული და ჟანგბადის ნაერთები ძალიან ტოქსიკურია. ქლორის შემცველობა წყალში (2´10 -6 გ/მლ) განსაზღვრავს წყლის ანტიმიკრობულ თვისებებს და იწვევს ბაქტერიების ფართო სპექტრის სიკვდილს. წყალში ქლორის გახსნისას წარმოიქმნება ჰიპოქლორის მჟავა, რომელიც ადვილად აღწევს მიკრობულ უჯრედში და ააქტიურებს ფერმენტებს:
Cl 2 + H 2 O « HCl + HClO
HClO «HCl + O
ბუნებაში ქლორის ციკლის ინტენსივობა ბევრად აღემატება სხვა ჰალოგენებს.
მოძრავი, არ წარმოქმნის (უმეტეს შემთხვევაში) უხსნად მარილებს, ქლორი სწრაფად იშლება ნალექებით, რომელიც მიწაში შედის მტვრისა და აეროზოლების სახით.
ქლორის ეკოლოგიურად მავნე ფორმაა წყალბადის ქლორიდი, რომელიც გამოიყოფა მრავალი ინდუსტრიის მიერ. ნალექის სახით ამჟავებს ნიადაგს. მაგრამ ყველაზე დიდ ეკოლოგიურ საფრთხეს ქმნის ქლორის შემცველი პესტიციდები, ამიტომ მათი გამოყენებისას აუცილებელია სტანდარტების დაცვა და განაწილების ტექნოლოგია.
ბრომი
ყველაზე დიდი ბიოლოგიური აქტივობა აქვს ბრომის არაორგანულ ფორმას, ბრომიდის იონებს (Br -). სხეულში, ისინი, ქლორიდის იონების მსგავსად, ჰიდრატირებულ ფორმაში არიან პოლარული წყლის მოლეკულების ორიენტაციისა და კოორდინაციის გამო:
ჰიდრატაცია არის ნივთიერებების ურთიერთქმედება წყლის მოლეკულებთან, რომელშიც წყლის მოლეკულები არ ნადგურდება. არსებობს სუსტი და ძლიერი დატენიანება. სუსტი დატენიანება დამახასიათებელია დიდი რადიუსის დაბალი მუხტის იოებისთვის. ბრომიდის იონების შემთხვევაში (r(Br -) = 0,114 ნმ) წყლის დიპოლების ორიენტაცია არ იწვევს ქიმიური ბმის წარმოქმნას, ამიტომ წყლის მოლეკულების რაოდენობა ჰიდრატაციის გარსში მუდმივად იცვლება.
ბრომიდის იონები აძლიერებენ ინჰიბირების პროცესებს ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში (ცნს), რის გამოც ბრომის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო პრაქტიკაში.
დიდი ხნის განმავლობაში, ბრომიდების მოქმედების მექანიზმი ცენტრალურ ნერვულ სისტემაზე უცნობი რჩებოდა. და ამჟამად, ბრომის ნაერთების როლი სხეულის ცხოვრებაში ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად დაზუსტებული.
ბრომის ნაერთების დამამშვიდებელი ეფექტი საძილე აბების ეფექტის მსგავსი იყო, მიაჩნიათ, რომ ბრომიდის იონები ამცირებს ტვინის საავტომობილო სფეროს აგზნებადობას და ამცირებს ცენტრალური ნერვული სისტემის აგზნებადობას.
მხოლოდ 1910 წელს რუსმა ფიზიოლოგმა ი.პ. პავლოვმა და მისმა სტუდენტებმა მოახერხეს ბრომის ზემოქმედების სწორი ახსნა ცენტრალურ ნერვულ სისტემაზე.
ბრომი არ ამცირებს აგზნებადობას, მაგრამ აძლიერებს ინჰიბირების პროცესს. ბრომის პრეპარატები სასარგებლო აღმოჩნდა თავის ტვინის ქერქში აგზნებისა და ინჰიბირების პროცესებს შორის ნორმალური ურთიერთობის ჩაშლაში. ეს არის ბრომიდების სამკურნალო ეფექტი ნერვულ სისტემაზე. თუმცა, ბრომიდის იონების მოქმედების მექანიზმი ბოლომდე არ არის განმარტებული.
დამამშვიდებელი ეფექტის გარდა, ცენტრალური ნერვული სისტემის დათრგუნვის პროცესის გაძლიერების გარდა, შეიძლება მნიშვნელოვანი იყოს ამ იონების გავლენა ჰიპოფიზის ჯირკვალზე, თირკმელზედა ჯირკვალზე და სასქესო ჯირკვლებზე.
არსებობს მტკიცებულება, რომ ბრომის ნაერთები თრგუნავს ფარისებრი ჯირკვლის ფუნქციას და ზრდის თირკმელზედა ჯირკვლის ქერქის აქტივობას.
ბრომი ადამიანის ორგანიზმში ძირითადად მცენარეული წარმოშობის საკვებით ხვდება. მცენარეებში ბრომი უკავშირდება რთულ და ძირითადად უხსნად ორგანულ ნაერთებს. ის ყოველთვის გვხვდება მცენარეებში, მაგრამ მცენარის სხვადასხვა ნაწილს სხვადასხვანაირად მიეწოდება ბრომი. მცენარის მწვანე ნაწილში უფრო მეტი ბრომია, ვიდრე ფესვებში. ბრომის შემცველობა ნიადაგის მინერალურ ნაწილში და მშრალ მცენარეულ ბიომასაში უმნიშვნელოა და მერყეობს 10-10-დან 10-7%-მდე. ზოგიერთი მცენარე, მაგალითად, პარკოსნები (ბარდა, ლობიო, ოსპი და სხვ.) აქტიურად აგროვებს ბრომს. ბრომის არსებობა ასევე აღმოჩენილია ხორბალსა და კარტოფილში. დადგინდა, რომ საკვებ სოკოში (ბოლტუსები და ბოლტუსები; ბოლტუსში მისი შემცველობა ~1,4´10 -3%) არის ბრომის შედარებით მაღალი რაოდენობა.
მაგრამ ჩვენს პლანეტაზე ბრომის უმეტესი ნაწილი კონცენტრირებულია ზღვებში და მარილიანი ტბების წყალში (სუფრის მარილი შეიცავს 0,1% ბრომს), მისი შემცველობა განსაკუთრებით მაღალია ზღვის მცენარეებში - ზღვის კომბოსტოს შემადგენლობაში. იგი შეიცავს არა მხოლოდ ბრომს, არამედ იოდს, აგრეთვე კვალი ელემენტებს, ვიტამინებს და ორგანიზმისთვის ძვირფას სხვა ბევრ ნივთიერებას.
ლამინარიას ფხვნილს იღებენ ათეროსკლეროზის და ჩიყვის და სხვა დაავადებების სამკურნალოდ და პროფილაქტიკისთვის.
NaBr და KBr პრეპარატები გამოიყენება როგორც თერაპიული საშუალება, თუმცა ყველაზე ეფექტური და ნაკლებად გამაღიზიანებელი ლორწოვანი გარსებისთვის არის ორგანობრომული პრეპარატები, რომლებმაც რიგ შემთხვევებში დაიწყეს არაორგანული ბრომიდების ჩანაცვლება. ამ პრეპარატების შემადგენლობა და ეფექტი შესწავლილია სპეციალურ კურსებში.
ბრომის პრეპარატები გამოიყენება სხვა დაავადებების დროსაც, მაგალითად, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების, პეპტიური წყლულოვანი დაავადებისა და ეპილეფსიის დროს.
სამედიცინო პრაქტიკაში ბრომის რადიოაქტიურმა იზოტოპმა - 82 Br (T1/2 = 35,8 საათი) გამოიყენა ავთვისებიანი სიმსივნეების სამკურნალოდ.
მისი დახმარებით შესწავლილია ზოგიერთი ბრომის შემცველი თერაპიული პრეპარატის მოქმედების მექანიზმი.
ბრომიდები კარგად შეიწოვება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტიდან. უჯრედის მემბრანები ძალიან ცოტაა გამტარი დიდი ბრომიდის იონების მიმართ, ამიტომ ისინი ძირითადად უჯრედგარე სითხეშია და მხოლოდ ნაწილობრივ შედიან უჯრედებში.
ბრომი სისხლიდან დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყოფა, მაგრამ თავის ტვინის ქსოვილებში 3-4-ჯერ ნაკლებს შეიცავს. ბრომი ადვილად ნარჩუნდება ორგანიზმში, თანდათან გროვდება (გროვდება). ამან შეიძლება გამოიწვიოს მოწამვლის - "ბრომიზმის" განვითარება.
ბრომიდების ხანგრძლივი გამოყენებისას შესაძლებელია შემდეგი უარყოფითი შედეგები: ძილიანობა, მეხსიერების შესუსტება, ხელების, ენის კანკალი, მეტყველების დარღვევა და ზოგადი სისუსტე. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ბრომიდების მიღების შეწყვეტა და ორგანიზმიდან მათი გამოდევნის დაჩქარება 5-10-25 გ ნატრიუმის ქლორიდის შეყვანით ადამიანის ორგანიზმში გარკვეული დინამიური კავშირია ბრომიდის შემცველობასა და ქლორიდის იონები მასში: Br - «Cl - .
სისხლში ბრომიდის იონების შემცველობის მატება არღვევს ამ ბალანსს და ლე შატელიეს პრინციპის მიხედვით, ხდება თირკმელებით ქლორიდის იონების სწრაფი გამოყოფა, ხოლო ქლორიდის იონების სიჭარბით, პირიქით, ბრომიდის იონები გამოიყოფა სხეული. ამიტომ მიღებული ნატრიუმის ქლორიდის დიდი ჭარბი რაოდენობა ზრდის ორგანიზმიდან ბრომიდის იონების გამოყოფის სიჩქარეს, რომელიც გამოიყენება ბრომის მარილებით მოწამვლისთვის.
ბრომიდები 1-2 გ დოზით იწვევს ფსიქიკურ და მოტორულ სედაციას; 3-4 გ დოზით - ძილიანობა და ძილი, ლეთარგია; 10-15 გ დოზით - კომა, ცენტრალური ნერვული სისტემის დათრგუნვა და მთელი ორგანიზმის მოწამვლა.
ბრომიდების თერაპიული დოზები დამოკიდებულია პაციენტის ნერვულ სისტემაზე და შეიძლება მერყეობს რამდენიმე მილიგრამიდან რამდენიმე გრამამდე. ამ მაჩვენებლების გათვალისწინებით, ბრომიდის დოზები ინდივიდუალურად შეირჩევა.
ბრომიდის იონების ტოქსიკურობა დაბალია, თუმცა, ორგანიზმიდან მათი ნელი გამოდევნის გამო (30-60 დღეში) შეიძლება დაგროვდეს, რაც იწვევს ქრონიკულ მოწამვლას. ამ შემთხვევაში აუცილებელია კიდევ ერთი არასასურველი ფენომენის გათვალისწინება - ჰალოგენური იონების ურთიერთშემცვლელობა.
ჰალოგენების ზოგიერთი ფიზიკურ-ქიმიური მაჩვენებლის შედარებისას (VEO მნიშვნელობები, ატომებისა და იონების რადიუსი და ა.შ.), შეიძლება აღინიშნოს, რომ ბრომი შუალედურ ადგილს იკავებს ქლორსა და იოდს შორის:
ინდიკატორები: Cl - Br - I -
OEO 3.2 3.0 2.7
r (ნმ) იონები 0,181 0,196 0,220
ამ და სხვა ინდიკატორების მჭიდრო მნიშვნელობები საშუალებას აძლევს ბრომიდის იონებს ჭარბი რაოდენობით შეცვალონ იოდიდის იონები ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონებში. ეს ჩანაცვლება იწვევს ორგანიზმში იოდის ნაკლებობას, რაც ხელს უწყობს ჯირკვლის ჰიპერფუნქციას (ჰორმონების გადაჭარბებულ წარმოებას). ამ შემთხვევაში შეინიშნება სინერგიის ფენომენი - ფარისებრი ჯირკვლის აქტივობის მომატება (ჰიპერთირეოზი).
ამრიგად, ბრომის ბიოლოგიური მოქმედება დამოკიდებულია მის რაოდენობაზე ადამიანის ორგანიზმში და მის რაოდენობრივ ზრდაზე ბრომის ნაერთების ხანგრძლივი გამოყენებისას.
მოლეკულური ბრომი (Br 2), ბრომიდის იონებისგან განსხვავებით, ძალიან შხამიანია. მასთან მუშაობისას ფრთხილად უნდა იყოთ და დაიცვან უსაფრთხოების ზომები. ბრომის ორთქლის კონცენტრაცია ~0,001% ჰაერში იწვევს თავბრუსხვევას, ლორწოვანი გარსების გაღიზიანებას, ხველას და დახრჩობას. მსუბუქი მოწამვლისას ფრთხილად შეისუნთქეთ ამიაკი. თუ ხელებზე თხევადი ბრომი მოხვდება, ჩამოიბანეთ იგი დიდი რაოდენობით წყლით და სოდას ხსნარით, შემდეგ შეზეთეთ დაზიანებული ადგილი NaHCO 3-ის შემცველი მალამოით.
ჰალოგენები განლაგებულია პერიოდული ცხრილის კეთილშობილური აირების მარცხნივ. ეს ხუთი ტოქსიკური არამეტალური ელემენტი პერიოდული ცხრილის მე-7 ჯგუფშია. მათ შორისაა ფტორი, ქლორი, ბრომი, იოდი და ატატინი. მიუხედავად იმისა, რომ ასტატინი რადიოაქტიურია და აქვს მხოლოდ ხანმოკლე იზოტოპები, ის იქცევა იოდის მსგავსად და ხშირად კლასიფიცირდება როგორც ჰალოგენი. ვინაიდან ჰალოგენურ ელემენტებს აქვთ შვიდი ვალენტური ელექტრონი, მათ მხოლოდ ერთი დამატებითი ელექტრონი სჭირდებათ სრული ოქტეტის შესაქმნელად. ეს მახასიათებელი მათ უფრო რეაქტიულს ხდის, ვიდრე არამეტალების სხვა ჯგუფები.
ზოგადი მახასიათებლები
ჰალოგენები ქმნიან დიატომურ მოლეკულებს (ტიპი X 2, სადაც X აღნიშნავს ჰალოგენის ატომს) - ჰალოგენების არსებობის სტაბილური ფორმა თავისუფალი ელემენტების სახით. ამ დიატომური მოლეკულების ბმები არის არაპოლარული, კოვალენტური და ერთჯერადი. საშუალებას აძლევს მათ ადვილად გაერთიანდნენ უმეტეს ელემენტებთან, ასე რომ ისინი არასოდეს აღმოჩნდებიან ბუნებაში შეუთავსებელი. ფტორი ყველაზე აქტიური ჰალოგენია, ხოლო ატატინი ყველაზე ნაკლებად.
ყველა ჰალოგენი ქმნის I ჯგუფის მარილებს მსგავსი თვისებებით. ამ ნაერთებში ჰალოგენები წარმოდგენილია ჰალოგენური ანიონების სახით -1 მუხტით (მაგალითად, Cl -, Br -). დაბოლოება -id მიუთითებს ჰალოგენური ანიონების არსებობაზე; მაგალითად Cl - ეწოდება "ქლორიდს".
გარდა ამისა, ჰალოგენების ქიმიური თვისებები საშუალებას აძლევს მათ იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტები - ჟანგვის ლითონები. ქიმიური რეაქციების უმეტესობა, რომელშიც ჰალოგენები მონაწილეობენ, არის რედოქს რეაქციები წყალხსნარში. ჰალოგენები ქმნიან ერთ კავშირს ნახშირბადთან ან აზოტთან, სადაც მათი დაჟანგვის რიცხვი (CO) არის -1. როდესაც ჰალოგენის ატომი იცვლება კოვალენტურად შეკრული წყალბადის ატომით ორგანულ ნაერთში, პრეფიქსი halo- შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგადი გაგებით, ან პრეფიქსები fluoro-, chloro-, bromo-, iodo- - კონკრეტული ჰალოგენებისთვის. ჰალოგენურ ელემენტებს შეუძლიათ ჯვარედინი კავშირი შექმნან დიატომური მოლეკულების პოლარული კოვალენტური ერთჯერადი ბმებით.
ქლორი (Cl2) იყო პირველი ჰალოგენი, რომელიც აღმოაჩინეს 1774 წელს, რასაც მოჰყვა იოდი (I2), ბრომი (Br2), ფტორი (F2) და ატატინი (At, ბოლოს აღმოაჩინეს 1940 წელს). სახელწოდება "ჰალოგენი" მომდინარეობს ბერძნული ფესვებიდან hal- ("მარილი") და -gen ("ფორმირება"). ეს სიტყვები ერთად ნიშნავს "მარილის წარმოქმნას", რაც ხაზს უსვამს იმ ფაქტს, რომ ჰალოგენები რეაგირებენ ლითონებთან და წარმოქმნიან მარილებს. ჰალიტი არის კლდის მარილის სახელი, ბუნებრივი მინერალი, რომელიც შედგება ნატრიუმის ქლორიდისგან (NaCl). და ბოლოს, ჰალოგენები გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში - ფტორი გვხვდება კბილის პასტაში, ქლორი დეზინფექციას უკეთებს სასმელ წყალს, იოდი კი ხელს უწყობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების გამომუშავებას.
ქიმიური ელემენტები
ფტორი, ელემენტი ატომური ნომრით 9, აღინიშნება სიმბოლოთ F. ელემენტარული ფტორი პირველად აღმოაჩინეს 1886 წელს ფტორმჟავას იზოლირებით. თავისუფალ მდგომარეობაში ფტორი არსებობს როგორც დიატომური მოლეკულა (F2) და არის ყველაზე უხვი ჰალოგენი დედამიწის ქერქში. ფტორი არის ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტი პერიოდულ სისტემაში. ოთახის ტემპერატურაზე ეს არის ღია ყვითელი გაზი. ფტორს ასევე აქვს შედარებით მცირე ატომური რადიუსი. მისი CO არის -1, გარდა ელემენტარული დიატომიური მდგომარეობისა, რომელშიც მისი დაჟანგვის მდგომარეობა ნულის ტოლია. ფტორი უკიდურესად რეაქტიულია და უშუალოდ რეაგირებს ყველა ელემენტთან, გარდა ჰელიუმის (He), ნეონის (Ne) და არგონის (Ar). H2O ხსნარში, ჰიდროფლუორმჟავა (HF) არის სუსტი მჟავა. მიუხედავად იმისა, რომ ფტორი ძლიერ ელექტროუარყოფითია, მისი ელექტროუარყოფითობა არ განსაზღვრავს მჟავიანობას; HF არის სუსტი მჟავა იმის გამო, რომ ფტორის იონი არის ძირითადი (pH > 7). გარდა ამისა, ფტორი წარმოქმნის ძალიან ძლიერ ჟანგვის აგენტებს. მაგალითად, ფტორს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ინერტულ აირთან ქსენონთან და წარმოქმნას ძლიერი ჟანგვის აგენტი ქსენონ დიფტორიდი (XeF2). ფტორს მრავალი გამოყენება აქვს.
ქლორი არის ელემენტი ატომური ნომრით 17 და ქიმიური სიმბოლო Cl. აღმოაჩინეს 1774 წელს მარილმჟავისგან იზოლირებით. ელემენტარულ მდგომარეობაში ის ქმნის Cl 2 დიატომურ მოლეკულას. ქლორს აქვს რამდენიმე CO: -1, +1, 3, 5 და 7. ოთახის ტემპერატურაზე ის არის ღია მწვანე გაზი. ვინაიდან ბმა, რომელიც იქმნება ქლორის ორ ატომს შორის სუსტია, Cl 2 მოლეკულას აქვს ნაერთების წარმოქმნის ძალიან მაღალი უნარი. ქლორი რეაგირებს ლითონებთან და წარმოქმნის მარილებს, რომლებსაც ქლორიდები ეწოდება. ქლორის იონები ყველაზე გავრცელებული იონებია, რომლებიც გვხვდება ზღვის წყალში. ქლორს ასევე აქვს ორი იზოტოპი: 35 Cl და 37 Cl. ნატრიუმის ქლორიდი ყველაზე გავრცელებული ნაერთია ყველა ქლორიდს შორის.
ბრომი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 35 და სიმბოლო Br. ის პირველად აღმოაჩინეს 1826 წელს. ელემენტარული ფორმით ბრომი არის Br 2 დიატომური მოლეკულა. ოთახის ტემპერატურაზე მოწითალო-ყავისფერი სითხეა. მისი COs არის -1, + 1, 3, 4 და 5. ბრომი უფრო აქტიურია ვიდრე იოდ, მაგრამ ნაკლებად აქტიური ვიდრე ქლორი. გარდა ამისა, ბრომს აქვს ორი იზოტოპი: 79 Br და 81 Br. ბრომი გვხვდება ზღვის წყალში გახსნილ ბრომიდში. ბრომიდის გლობალური წარმოება ბოლო წლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა მისი ხელმისაწვდომობისა და შენახვის ხანგრძლივი ვადის გამო. სხვა ჰალოგენების მსგავსად, ბრომი არის ჟანგვის აგენტი და ძალიან ტოქსიკურია.
იოდი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 53 და სიმბოლო I. იოდს აქვს დაჟანგვის მდგომარეობები: -1, +1, +5 და +7. არსებობს დიატომური მოლეკულის სახით, I 2. ოთახის ტემპერატურაზე ეს არის მეწამული მყარი. იოდს აქვს ერთი სტაბილური იზოტოპი - 127 I. ის პირველად 1811 წელს აღმოაჩინეს ზღვის მცენარეებისა და გოგირდმჟავას გამოყენებით. ამჟამად იოდის იონების იზოლირება შესაძლებელია ზღვის წყალში. მიუხედავად იმისა, რომ იოდი არ არის ძალიან ხსნადი წყალში, მისი ხსნადობა შეიძლება გაიზარდოს ინდივიდუალური იოდიდების გამოყენებით. იოდი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ორგანიზმში, მონაწილეობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების გამომუშავებაში.
ასტატინი არის რადიოაქტიური ელემენტი ატომური ნომრით 85 და სიმბოლო At. მისი შესაძლო დაჟანგვის მდგომარეობებია -1, +1, 3, 5 და 7. ერთადერთი ჰალოგენი, რომელიც არ არის დიატომური მოლეკულა. ნორმალურ პირობებში ეს არის შავი მეტალის მყარი. ასტატინი ძალიან იშვიათი ელემენტია, ამიტომ მის შესახებ ცოტა რამ არის ცნობილი. გარდა ამისა, ატატინს აქვს ძალიან მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი, არა უმეტეს რამდენიმე საათისა. მიღებულია 1940 წელს სინთეზის შედეგად. ითვლება, რომ ასტატინი იოდის მსგავსია. Განსხვავებულია
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჰალოგენის ატომების სტრუქტურას და ელექტრონების გარე შრის სტრუქტურას.
ელექტრონების გარე ფენის ეს სტრუქტურა ნიშნავს, რომ ჰალოგენების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები მსგავსია. თუმცა ამ ელემენტების შედარებისას განსხვავებებიც შეინიშნება.
პერიოდული თვისებები ჰალოგენის ჯგუფში
მარტივი ჰალოგენური ნივთიერებების ფიზიკური თვისებები იცვლება ელემენტის ატომური რაოდენობის გაზრდით. უკეთესი გაგებისა და მეტი სიცხადისთვის გთავაზობთ რამდენიმე ცხრილს.
ჯგუფის დნობის და დუღილის წერტილები იზრდება მოლეკულური ზომის მატებასთან ერთად (F ცხრილი 1. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: დნობის და დუღილის წერტილები ჰალოგენი დნობის ტემპერატურა (˚C) დუღილის წერტილი (˚C) ბირთვის ზომა იზრდება (F< Cl < Br < I < At), так как увеличивается число протонов и нейтронов. Кроме того, с каждым периодом добавляется всё больше уровней энергии. Это приводит к большей орбитали, и, следовательно, к увеличению радиуса атома. ცხრილი 2. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: ატომური რადიუსი კოვალენტური რადიუსი (pm) იონური (X -) რადიუსი (წმ) თუ გარე ვალენტური ელექტრონები არ არიან განლაგებული ბირთვთან ახლოს, მაშინ მათ მისგან ამოღებას დიდი ენერგია არ დასჭირდება. ამრიგად, გარე ელექტრონის ამოსაღებად საჭირო ენერგია არ არის ისეთი მაღალი ელემენტების ჯგუფის ქვედა ნაწილში, რადგან იქ მეტი ენერგიის დონეა. გარდა ამისა, მაღალი იონიზაციის ენერგია იწვევს ელემენტს არალითონური თვისებების გამოვლენას. იოდი და ატატინი აჩვენებენ მეტალურ თვისებებს, რადგან იონიზაციის ენერგია მცირდება (ატ< I < Br < Cl < F). ცხრილი 3. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: იონიზაციის ენერგია ატომში ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა იზრდება ენერგიის დონის მატებასთან ერთად თანდათან უფრო დაბალ დონეზე. ელექტრონები თანდათან უფრო შორდებიან ბირთვს; ამრიგად, ბირთვი და ელექტრონები არ იზიდავს ერთმანეთს. შეინიშნება დაფარვის ზრდა. მაშასადამე, ელექტრონეგატიურობა მცირდება პერიოდის მატებასთან ერთად (ატ< I < Br < Cl < F). ცხრილი 4. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: ელექტრონეგატიურობა როდესაც ატომის ზომა იზრდება პერიოდთან ერთად, ელექტრონების მიდრეკილება მცირდება (B< I < Br < F < Cl). Исключение - фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором. ცხრილი 5. ჰალოგენების ელექტრონის აფინურობა ჰალოგენების რეაქტიულობა მცირდება პერიოდის მატებასთან ერთად (ატ ჰალოგენი წარმოიქმნება, როდესაც ჰალოგენი რეაგირებს სხვა, ნაკლებად ელექტროუარყოფით ელემენტთან და ქმნის ორობით ნაერთს. წყალბადი რეაგირებს ჰალოგენებთან და წარმოქმნის HX ფორმის ჰალოგენებს: წყალბადის ჰალოიდები ადვილად იხსნება წყალში და წარმოიქმნება ჰიდროჰალიუმის მჟავა (ჰიდროქლორინის, ჰიდროქლორინის, ჰიდრობრომული, ჰიდროიოდური) მჟავას. ამ მჟავების თვისებები მოცემულია ქვემოთ. მჟავები წარმოიქმნება შემდეგი რეაქციით: HX (aq) + H 2 O (l) → X - (aq) + H 3 O + (aq). ყველა წყალბადის ჰალოიდი ქმნის ძლიერ მჟავებს, გარდა HF. ჰიდროჰალიუმის მჟავების მჟავიანობა იზრდება: HF ჰიდროფთორმჟავას შეუძლია შუშის და ზოგიერთი არაორგანული ფტორიდის გაფუჭება დიდი ხნის განმავლობაში. შეიძლება არაინტუიციურად ჩანდეს, რომ HF არის ყველაზე სუსტი ჰიდროჰალიუმის მჟავა, რადგან ფტორს აქვს ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა. თუმცა, H-F კავშირი ძალიან ძლიერია, რის შედეგადაც ძალიან სუსტი მჟავაა. ძლიერი კავშირი განისაზღვრება ბმის მოკლე სიგრძით და მაღალი დისოციაციის ენერგიით. ყველა წყალბადის ჰალოგენიდან, HF-ს აქვს კავშირის ყველაზე მოკლე სიგრძე და ბმის დისოციაციის ყველაზე მაღალი ენერგია. ჰალოგენური ოქსომჟავები არის მჟავები წყალბადის, ჟანგბადის და ჰალოგენის ატომებით. მათი მჟავიანობა შეიძლება განისაზღვროს სტრუქტურული ანალიზით. ჰალოგენური ოქსომჟავები მოცემულია ქვემოთ: თითოეულ ამ მჟავაში პროტონი უკავშირდება ჟანგბადის ატომს, ამიტომ პროტონული ბმის სიგრძის შედარება აქ არ არის გამოსადეგი. ელექტრონეგატიურობა აქ დომინანტურ როლს თამაშობს. მჟავა აქტივობა იზრდება ცენტრალურ ატომთან დაკავშირებული ჟანგბადის ატომების რაოდენობასთან ერთად. ჰალოგენების ძირითადი ფიზიკური თვისებები შეიძლება შეჯამდეს შემდეგ ცხრილში. ნივთიერების მდგომარეობა (ოთახის ტემპერატურაზე) ჰალოგენი გარეგნობა იისფერი წითელ-ყავისფერი აირისებრი ღია ყვითელი-ყავისფერი ღია მწვანე ჰალოგენების ფერი წარმოიქმნება მოლეკულების მიერ ხილული სინათლის შთანთქმის შედეგად, რაც იწვევს ელექტრონების აგზნებას. ფტორი შთანთქავს იისფერ შუქს და ამიტომ ჩნდება ღია ყვითელი. მეორეს მხრივ, იოდი შთანთქავს ყვითელ შუქს და იისფერი ჩანს (ყვითელი და იისფერი დამატებითი ფერებია). პერიოდის ზრდასთან ერთად ჰალოგენების ფერი უფრო მუქი ხდება. დახურულ კონტეინერებში თხევადი ბრომი და მყარი იოდი წონასწორობაშია მათ ორთქლებთან, რაც შეიძლება შეინიშნოს ფერადი გაზის სახით. მიუხედავად იმისა, რომ ასტატინის ფერი უცნობია, ვარაუდობენ, რომ იგი იოდზე უფრო მუქია (ანუ შავი) დაკვირვებული ნიმუშის მიხედვით. ახლა, თუ გკითხავთ: „დაახასიათეთ ჰალოგენების ფიზიკური თვისებები“, გექნებათ სათქმელი. ჰალოგენური ვალენტობის ცნების ნაცვლად ხშირად გამოიყენება დაჟანგვის ნომერი. როგორც წესი, ჟანგვის მდგომარეობა არის -1. მაგრამ თუ ჰალოგენი უკავშირდება ჟანგბადს ან სხვა ჰალოგენს, მას შეუძლია მიიღოს სხვა მდგომარეობა: ჟანგბადი CO-2 უპირატესობას ანიჭებს. იმ შემთხვევაში, თუ ორი განსხვავებული ჰალოგენის ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, უფრო ელექტროუარყოფითი ატომი ჭარბობს და იღებს CO-1-ს. მაგალითად, იოდის ქლორიდში (ICl) ქლორს აქვს CO-1, ხოლო იოდს +1. ქლორი უფრო ელექტროუარყოფითია, ვიდრე იოდი, ამიტომ მისი CO არის -1. ბრომის მჟავაში (HBrO 4) ჟანგბადს აქვს CO -8 (-2 x 4 ატომები = -8). წყალბადს აქვს საერთო ჟანგვის მდგომარეობა +1. ამ მნიშვნელობების დამატება იძლევა CO-ს -7-ს. ვინაიდან ნაერთის საბოლოო CO უნდა იყოს ნული, ბრომის CO არის +7. წესის მესამე გამონაკლისი არის ჰალოგენის ჟანგვის მდგომარეობა ელემენტარული ფორმით (X 2), სადაც მისი CO არის ნულოვანი. ჰალოგენი CO ნაერთებში 1, +1, +3, +5, +7 1, +1, +3, +4, +5 1, +1, +3, +5, +7 ელექტრონეგატიურობა იზრდება პერიოდის მატებასთან ერთად. ამიტომ ფტორს აქვს ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა ყველა ელემენტს შორის, რასაც მოწმობს მისი პოზიცია პერიოდულ ცხრილში. მისი ელექტრონული კონფიგურაცია არის 1s 2 2s 2 2p 5. თუ ფტორი მოიპოვებს სხვა ელექტრონს, ყველაზე გარე p ორბიტალები მთლიანად ივსება და ქმნიან სრულ ოქტეტს. ვინაიდან ფტორს აქვს მაღალი ელექტრონეგატიურობა, მას შეუძლია ადვილად მიიღოს ელექტრონი მეზობელი ატომიდან. ფტორი ამ შემთხვევაში იზოელექტრონულია ინერტული აირის მიმართ (რვა ვალენტური ელექტრონით), მისი ყველა გარე ორბიტალი ივსება. ამ მდგომარეობაში ფტორი ბევრად უფრო სტაბილურია. ბუნებაში ჰალოგენები ანიონების მდგომარეობაშია, ამიტომ თავისუფალი ჰალოგენები მიიღება დაჟანგვით ელექტროლიზით ან ჟანგვის აგენტების გამოყენებით. მაგალითად, ქლორი წარმოიქმნება სუფრის მარილის ხსნარის ჰიდროლიზით. ჰალოგენებისა და მათი ნაერთების გამოყენება მრავალფეროვანია. მოდით ვისაუბროთ იმაზე, თუ რა არის ჰალოგენები. ისინი პერიოდული ცხრილის მეშვიდე ჯგუფში (მთავარი ქვეჯგუფი) არიან. ბერძნულიდან თარგმნილი, "ჰალოგენი" ნიშნავს "მარილის დაბადებას". სტატიაში განხილული იქნება რა არის ქიმიური ჰალოგენი, რა ნივთიერებები გაერთიანებულია ამ ტერმინით, რა თვისებები აქვთ და როგორ წარმოიქმნება. როდესაც ვსაუბრობთ რა არის ჰალოგენები, ჩვენ აღვნიშნავთ მათი ატომების სპეციფიკურ სტრუქტურას. ყველა ელემენტს აქვს შვიდი ელექტრონი გარე ენერგეტიკულ დონეზე, რომელთაგან ერთი არის დაუწყვილებელი (თავისუფალი). ამრიგად, ჰალოგენების ჟანგვითი თვისებები აშკარად არის გამოხატული, ანუ ერთი ელექტრონის დამატება სხვადასხვა ნივთიერებებთან ურთიერთქმედების დროს, რაც იწვევს გარე ენერგიის დონის სრულ დასრულებას, ჰალოგენების სტაბილური კონფიგურაციის ფორმირებას. ლითონებთან ისინი ქმნიან იონური ხასიათის ძლიერ კავშირებს. ეს მოიცავს შემდეგ ელემენტებს: ფტორი, ქლორი, ბრომი, იოდი. მათთან ფორმალურად დაკავშირებულია ასტატინი და ტენესინი. იმისათვის, რომ გავიგოთ რა არის ჰალოგენები, უნდა აღინიშნოს, რომ ქლორს, ბრომს და იოდს აქვს თავისუფალი ორბიტალი. სწორედ ეს ხსნის ამ ელემენტების სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობას. მაგალითად, ქლორს აქვს შემდეგი მნიშვნელობები: -1, +1, +3, +5, +7. როდესაც დამატებითი ენერგია გადაეცემა ქლორის ატომს, ხდება ელექტრონების თანდათანობითი გადაცემა, რაც ხსნის ჟანგვის მდგომარეობებში ცვლილებებს. ქლორის ყველაზე სტაბილურ კონფიგურაციებს შორის არის მისი ნაერთები, რომლებშიც ჟანგვის მდგომარეობაა -1, ასევე +7. მათი სტრუქტურული მახასიათებლები ხსნის მათ გავრცელებას ბუნებაში. ბუნებაში ჰალოგენური ნაერთები წარმოდგენილია წყალში მაღალ ხსნად ჰალოგენების სახით. ჰალოგენის ატომური რადიუსის მატებასთან ერთად მცირდება მათი რაოდენობრივი შემცველობა დედამიწის ქერქში. მაგალითად, ბრომის, ქლორის და ფტორის ზოგიერთი ნაერთი გამოიყენება სამრეწველო რაოდენობით. ბუნებაში ნაპოვნი ფტორის ძირითადი ნაერთია კალციუმის ფტორიდი (ფტორიტი). იმისათვის, რომ გავიგოთ, რა არის ჰალოგენები, აუცილებელია გაირკვეს, თუ როგორ მივიღოთ ისინი. სუფთა ჰალოგენების მარილებისგან გამოყოფის მთავარი ვარიანტია გამდნარი მარილების ელექტროლიზი. მაგალითად, როდესაც ნატრიუმის ქლორიდი ექვემდებარება პირდაპირ ელექტრო დენს, არა მხოლოდ აირისებრი ქლორი, არამედ მეტალის ნატრიუმი შეიძლება ჩაითვალოს რეაქციის პროდუქტად. ლითონის შემცირება ხდება კათოდზე, ხოლო ჰალოგენი წარმოიქმნება ანოდზე. ბრომის მისაღებად ზღვის წყალი გამოიყენება ამ ხსნარის ელექტროლიზით. მოდით ვისაუბროთ მთავარი ქვეჯგუფის მეშვიდე ჯგუფის წარმომადგენლების ფიზიკურ თვისებებზე. ფტორი ნორმალურ პირობებში არის აირისებრი ნივთიერება ღია ყვითელი ფერისა და მკვეთრი და გამაღიზიანებელი სუნით. ყვითელ-მწვანე ქლორი ასევე აირისებრია და აქვს მკვეთრი, მახრჩობელი ქარვა. ბრომი არის ყავისფერი, მძიმე სითხე. ყველა ჰალოგენიდან მხოლოდ იოდი არის მეწამული კრისტალური ნივთიერება. ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია ფტორი. ჯგუფურად, ქიმიური რეაქციის დროს ელექტრონის მიღების უნარი თანდათან მცირდება ფტორიდან ატატინამდე. ამ თვისების შესუსტების მიზეზი ატომური რადიუსის ზრდაა. ფტორს, როგორც ყველაზე მძლავრ ჟანგვის საშუალებას, შეუძლია ურთიერთქმედება თითქმის ყველა არამეტალთან დამატებითი გათბობის გარეშე. პროცესს თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა. ლითონებთან პროცესი ხასიათდება ფტორის თვითანთებით. ვინაიდან ეს ჰალოგენი უაღრესად ქიმიურად აქტიურია, მას შეუძლია ურთიერთქმედება კეთილშობილ გაზებთან დასხივებისას. ფტორი ასევე ურთიერთქმედებს რთულ ნივთიერებებთან. ბრომს აქვს მნიშვნელოვნად დაბალი აქტივობა. იგი ძირითადად გამოიყენება ორგანულ ქიმიაში უჯერი ნაერთებზე ხარისხობრივი რეაქციების განსახორციელებლად. იოდი ლითონებთან რეაგირებს მხოლოდ გაცხელებისას და პროცესი ხასიათდება ენერგიის შთანთქმით (ეგზოთერმული რეაქცია). რა მნიშვნელობა აქვს ჰალოგენებს? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, მოდით განვიხილოთ მათი გამოყენების ძირითადი სფეროები. მაგალითად, ბუნებრივი მინერალური კრიოლიტი, რომელიც არის ალუმინის, ფტორისა და ნატრიუმის ნაერთი, გამოიყენება როგორც დანამატი კბილის პასტაში და ხელს უწყობს კარიესის თავიდან აცილებას. ქლორი დიდი რაოდენობით გამოიყენება მარილმჟავას წარმოებაში. გარდა ამისა, ეს ჰალოგენი მოთხოვნადია პლასტმასის, გამხსნელების, საღებავების, რეზინის და სინთეზური ბოჭკოების წარმოებაში. ქლორის შემცველი ნაერთების დიდი რაოდენობა გამოიყენება კულტურების სხვადასხვა მავნებლების ეფექტურად გასაკონტროლებლად. ქლორი, ისევე როგორც მისი ნაერთები, ასევე აუცილებელია ბამბისა და თეთრეულის ქსოვილების, ქაღალდის გათეთრებისა და სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის. ბრომი და იოდი გამოიყენება ქიმიურ და ფარმაცევტულ მრეწველობაში. ბოლო დროს ქლორის ნაცვლად ოზონი გამოიყენება სასმელი წყლის გასაწმენდად. ჰალოგენების მაღალი რეაქტიულობა ხსნის იმ ფაქტს, რომ ყველა ეს ნაერთი არის შხამი, რომელსაც აქვს მახრჩობელი ეფექტი და შეუძლია გავლენა მოახდინოს ორგანულ ქსოვილზე. მიუხედავად ამ მახასიათებლებისა, ეს ელემენტები აუცილებელია ადამიანის ორგანიზმის სასიცოცხლო პროცესებისთვის. მაგალითად, ფტორი მონაწილეობს მეტაბოლურ პროცესებში ნერვულ უჯრედებში, კუნთებსა და ჯირკვლებში. ტეფლონის ჭურჭელი, რომლის ერთ-ერთი კომპონენტია ფტორი, სულ უფრო ხშირად ხდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ქლორი ხელს უწყობს თმის ზრდას, ასტიმულირებს მეტაბოლურ პროცესებს, აძლევს სხეულს ძალასა და ენერგიულობას. მისი მაქსიმალური რაოდენობა ნატრიუმის ქლორიდის სახით შედის სისხლის პლაზმაში. ამ ელემენტის ნაერთებს შორის ბიოლოგიური თვალსაზრისით განსაკუთრებით საინტერესოა მარილმჟავა. ის არის კუჭის წვენის საფუძველი და მონაწილეობს საკვების დაშლის პროცესებში. იმისათვის, რომ ორგანიზმმა ნორმალურად იმუშაოს, ადამიანმა დღეში მინიმუმ ოცი გრამი სუფრის მარილი უნდა მოიხმაროს. ყველა ჰალოგენი აუცილებელია ადამიანის სიცოცხლისთვის და ასევე გამოიყენება საქმიანობის სხვადასხვა სფეროში. ჰალოგენები განლაგებულია პერიოდული ცხრილის კეთილშობილური აირების მარცხნივ. ეს ხუთი ტოქსიკური არამეტალური ელემენტი პერიოდული ცხრილის მე-7 ჯგუფშია. მათ შორისაა ფტორი, ქლორი, ბრომი, იოდი და ატატინი. მიუხედავად იმისა, რომ ასტატინი რადიოაქტიურია და აქვს მხოლოდ ხანმოკლე იზოტოპები, ის იქცევა იოდის მსგავსად და ხშირად კლასიფიცირდება როგორც ჰალოგენი. ვინაიდან ჰალოგენურ ელემენტებს აქვთ შვიდი ვალენტური ელექტრონი, მათ მხოლოდ ერთი დამატებითი ელექტრონი სჭირდებათ სრული ოქტეტის შესაქმნელად. ეს მახასიათებელი მათ უფრო რეაქტიულს ხდის, ვიდრე არამეტალების სხვა ჯგუფები. ჰალოგენები ქმნიან დიატომურ მოლეკულებს (ტიპი X2, სადაც X აღნიშნავს ჰალოგენის ატომს) - ჰალოგენების არსებობის სტაბილური ფორმა თავისუფალი ელემენტების სახით. ამ დიატომური მოლეკულების ბმები არის არაპოლარული, კოვალენტური და ერთჯერადი. ჰალოგენების ქიმიური თვისებები საშუალებას აძლევს მათ ადვილად გაერთიანდნენ უმეტეს ელემენტებთან, რის გამოც ისინი არასოდეს გვხვდება ბუნებაში შეუთავსებელი. ფტორი ყველაზე აქტიური ჰალოგენია, ხოლო ატატინი ყველაზე ნაკლებად. ყველა ჰალოგენი ქმნის I ჯგუფის მარილებს მსგავსი თვისებებით. ამ ნაერთებში ჰალოგენები წარმოდგენილია ჰალოგენური ანიონების სახით, მუხტით -1 (მაგალითად, Cl-, Br-). დაბოლოება -id მიუთითებს ჰალოგენური ანიონების არსებობაზე; მაგალითად Cl- ეწოდება "ქლორიდს". გარდა ამისა, ჰალოგენების ქიმიური თვისებები საშუალებას აძლევს მათ იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტები - ჟანგვის ლითონები. ქიმიური რეაქციების უმეტესობა, რომელშიც ჰალოგენები მონაწილეობენ, არის რედოქს რეაქციები წყალხსნარში. ჰალოგენები ქმნიან ცალკეულ კავშირებს ნახშირბადთან ან აზოტთან ორგანულ ნაერთებში, სადაც მათი დაჟანგვის მდგომარეობა (CO) არის -1. როდესაც ჰალოგენის ატომი იცვლება კოვალენტურად შეკრული წყალბადის ატომით ორგანულ ნაერთში, პრეფიქსი halo- შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგადი გაგებით, ან პრეფიქსები fluoro-, chloro-, bromo-, iodine- კონკრეტული ჰალოგენებისთვის. ჰალოგენურ ელემენტებს შეუძლიათ ჯვარედინი კავშირი შექმნან დიატომური მოლეკულების პოლარული კოვალენტური ერთჯერადი ბმებით. ქლორი (Cl2) იყო პირველი ჰალოგენი, რომელიც აღმოაჩინეს 1774 წელს, რასაც მოჰყვა იოდი (I2), ბრომი (Br2), ფტორი (F2) და ატატინი (At, ბოლოს აღმოაჩინეს 1940 წელს). სახელწოდება "ჰალოგენი" მომდინარეობს ბერძნული ფესვებიდან hal- ("მარილი") და -gen ("ფორმირება"). ეს სიტყვები ერთად ნიშნავს "მარილის წარმოქმნას", რაც ხაზს უსვამს იმ ფაქტს, რომ ჰალოგენები რეაგირებენ ლითონებთან და წარმოქმნიან მარილებს. ჰალიტი არის კლდის მარილის სახელი, ბუნებრივი მინერალი, რომელიც შედგება ნატრიუმის ქლორიდისგან (NaCl). და ბოლოს, ჰალოგენები გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში - ფტორი გვხვდება კბილის პასტაში, ქლორი დეზინფექციას უკეთებს სასმელ წყალს, იოდი კი ხელს უწყობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების გამომუშავებას. ფტორი არის ელემენტი ატომური ნომრით 9 და აღინიშნება სიმბოლოთ F. ელემენტარული ფტორი პირველად აღმოაჩინეს 1886 წელს მისი ჰიდროფთორმჟავას იზოლირებით. თავისუფალ მდგომარეობაში ფტორი არსებობს როგორც დიატომური მოლეკულა (F2) და არის ყველაზე უხვი ჰალოგენი დედამიწის ქერქში. ფტორი არის ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტი პერიოდულ სისტემაში. ოთახის ტემპერატურაზე ეს არის ღია ყვითელი გაზი. ფტორს ასევე აქვს შედარებით მცირე ატომური რადიუსი. მისი CO არის -1, გარდა ელემენტარული დიატომიური მდგომარეობისა, რომელშიც მისი დაჟანგვის მდგომარეობა ნულის ტოლია. ფტორი უკიდურესად რეაქტიულია და უშუალოდ რეაგირებს ყველა ელემენტთან, გარდა ჰელიუმის (He), ნეონის (Ne) და არგონის (Ar). H2O ხსნარში, ჰიდროფლუორმჟავა (HF) არის სუსტი მჟავა. მიუხედავად იმისა, რომ ფტორი ძლიერ ელექტროუარყოფითია, მისი ელექტროუარყოფითობა არ განსაზღვრავს მჟავიანობას; HF არის სუსტი მჟავა იმის გამო, რომ ფტორის იონი არის ძირითადი (pH > 7). გარდა ამისა, ფტორი წარმოქმნის ძალიან ძლიერ ჟანგვის აგენტებს. მაგალითად, ფტორს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ინერტულ აირთან ქსენონთან და წარმოქმნას ძლიერი ჟანგვის აგენტი ქსენონ დიფტორიდი (XeF2). ფტორს მრავალი გამოყენება აქვს. ქლორი არის ელემენტი ატომური ნომრით 17 და ქიმიური სიმბოლო Cl. აღმოაჩინეს 1774 წელს მარილმჟავისგან იზოლირებით. თავის ელემენტარულ მდგომარეობაში ის ქმნის ორატომურ მოლეკულას Cl2. ქლორს აქვს რამდენიმე CO: -1, +1, 3, 5 და 7. ოთახის ტემპერატურაზე ის არის ღია მწვანე გაზი. ვინაიდან ბმა, რომელიც იქმნება ქლორის ორ ატომს შორის სუსტია, Cl2 მოლეკულას აქვს ნაერთების წარმოქმნის ძალიან მაღალი უნარი. ქლორი რეაგირებს ლითონებთან და წარმოქმნის მარილებს, რომლებსაც ქლორიდები ეწოდება. ქლორის იონები ყველაზე გავრცელებული იონებია, რომლებიც გვხვდება ზღვის წყალში. ქლორს ასევე აქვს ორი იზოტოპი: 35Cl და 37Cl. ნატრიუმის ქლორიდი ყველაზე გავრცელებული ნაერთია ყველა ქლორიდს შორის. ბრომი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 35 და სიმბოლო Br. იგი პირველად აღმოაჩინეს 1826 წელს. მისი ელემენტარული ფორმით, ბრომი არის Br2 დიატომური მოლეკულა. ოთახის ტემპერატურაზე მოწითალო-ყავისფერი სითხეა. მისი COs არის -1, + 1, 3, 4 და 5. ბრომი უფრო აქტიურია ვიდრე იოდ, მაგრამ ნაკლებად აქტიური ვიდრე ქლორი. გარდა ამისა, ბრომს აქვს ორი იზოტოპი: 79Br და 81Br. ბრომი გვხვდება ზღვის წყალში გახსნილი ბრომიდის მარილების სახით. ბრომიდის გლობალური წარმოება ბოლო წლებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა მისი ხელმისაწვდომობისა და შენახვის ხანგრძლივი ვადის გამო. სხვა ჰალოგენების მსგავსად, ბრომი არის ჟანგვის აგენტი და ძალიან ტოქსიკურია. იოდი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 53 და სიმბოლო I. იოდს აქვს დაჟანგვის მდგომარეობები: -1, +1, +5 და +7. არსებობს როგორც დიატომური მოლეკულა, I2. ოთახის ტემპერატურაზე ეს არის მეწამული მყარი. იოდს აქვს ერთი სტაბილური იზოტოპი - 127I. პირველად აღმოაჩინეს 1811 წელს ზღვის მცენარეებისა და გოგირდმჟავას გამოყენებით. ამჟამად იოდის იონების იზოლირება შესაძლებელია ზღვის წყალში. მიუხედავად იმისა, რომ იოდი არ არის ძალიან ხსნადი წყალში, მისი ხსნადობა შეიძლება გაიზარდოს ინდივიდუალური იოდიდების გამოყენებით. იოდი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ორგანიზმში, მონაწილეობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების გამომუშავებაში. ასტატინი არის რადიოაქტიური ელემენტი ატომური ნომრით 85 და სიმბოლო At. მისი შესაძლო დაჟანგვის მდგომარეობებია -1, +1, 3, 5 და 7. ერთადერთი ჰალოგენი, რომელიც არ არის დიატომური მოლეკულა. ნორმალურ პირობებში ეს არის შავი მეტალის მყარი. ასტატინი ძალიან იშვიათი ელემენტია, ამიტომ მის შესახებ ცოტა რამ არის ცნობილი. გარდა ამისა, ატატინს აქვს ძალიან მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი, არა უმეტეს რამდენიმე საათისა. მიღებულია 1940 წელს სინთეზის შედეგად. ითვლება, რომ ასტატინი იოდის მსგავსია. განსხვავდება მეტალის თვისებებით. ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჰალოგენის ატომების სტრუქტურას და ელექტრონების გარე შრის სტრუქტურას. ელექტრონების გარე ფენის ეს სტრუქტურა ნიშნავს, რომ ჰალოგენების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები მსგავსია. თუმცა ამ ელემენტების შედარებისას განსხვავებებიც შეინიშნება. მარტივი ჰალოგენური ნივთიერებების ფიზიკური თვისებები იცვლება ელემენტის ატომური რაოდენობის გაზრდით. უკეთესი გაგებისა და მეტი სიცხადისთვის გთავაზობთ რამდენიმე ცხრილს. ჯგუფის დნობის და დუღილის წერტილები იზრდება მოლეკულური ზომის მატებასთან ერთად (F ცხრილი 1. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: დნობის და დუღილის წერტილები ბირთვის ზომა იზრდება (F< Cl < Br < I < At), так как увеличивается число протонов и нейтронов. Кроме того, с каждым периодом добавляется всё больше уровней энергии. Это приводит к большей орбитали, и, следовательно, к увеличению радиуса атома. ცხრილი 2. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: ატომური რადიუსი თუ გარე ვალენტური ელექტრონები არ არიან განლაგებული ბირთვთან ახლოს, მაშინ მათ მისგან ამოღებას დიდი ენერგია არ დასჭირდება. ამრიგად, გარე ელექტრონის ამოსაღებად საჭირო ენერგია არ არის ისეთი მაღალი ელემენტების ჯგუფის ქვედა ნაწილში, რადგან იქ მეტი ენერგიის დონეა. გარდა ამისა, მაღალი იონიზაციის ენერგია იწვევს ელემენტს არალითონური თვისებების გამოვლენას. იოდი და ატატინი აჩვენებენ მეტალურ თვისებებს, რადგან იონიზაციის ენერგია მცირდება (ატ< I < Br < Cl < F). ცხრილი 3. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: იონიზაციის ენერგია ატომში ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა იზრდება ენერგიის დონის მატებასთან ერთად თანდათან უფრო დაბალ დონეზე. ელექტრონები თანდათან უფრო შორდებიან ბირთვს; ამრიგად, ბირთვი და ელექტრონები არ იზიდავს ერთმანეთს. შეინიშნება დაფარვის ზრდა. მაშასადამე, ელექტრონეგატიურობა მცირდება პერიოდის მატებასთან ერთად (ატ< I < Br < Cl < F). ცხრილი 4. ჰალოგენები. ფიზიკური თვისებები: ელექტრონეგატიურობა როდესაც ატომის ზომა იზრდება პერიოდთან ერთად, ელექტრონების მიდრეკილება მცირდება (B< I < Br < F < Cl). Исключение – фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором. ცხრილი 5. ჰალოგენების ელექტრონის აფინურობა ჰალოგენების რეაქტიულობა მცირდება პერიოდის მატებასთან ერთად (ატ ჰალოგენი წარმოიქმნება, როდესაც ჰალოგენი რეაგირებს სხვა, ნაკლებად ელექტროუარყოფით ელემენტთან და ქმნის ორობით ნაერთს. წყალბადი რეაგირებს ჰალოგენებთან და წარმოქმნის HX ფორმის ჰალოგენებს: წყალბადის ჰალოიდები ადვილად იხსნება წყალში და წარმოიქმნება ჰიდროჰალიუმის მჟავა (ჰიდროქლორინის, ჰიდროქლორინის, ჰიდრობრომული, ჰიდროიოდური) მჟავას. ამ მჟავების თვისებები მოცემულია ქვემოთ. მჟავები წარმოიქმნება შემდეგი რეაქციით: HX (aq) + H2O (l) → X- (aq) + H3O+ (aq). ყველა წყალბადის ჰალოიდი ქმნის ძლიერ მჟავებს, გარდა HF. ჰიდროჰალიუმის მჟავების მჟავიანობა იზრდება: HF ჰიდროფთორმჟავას შეუძლია შუშის და ზოგიერთი არაორგანული ფტორიდის გაფუჭება დიდი ხნის განმავლობაში. შეიძლება არაინტუიციურად ჩანდეს, რომ HF არის ყველაზე სუსტი ჰიდროჰალიუმის მჟავა, რადგან ფტორს აქვს ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა. თუმცა, H-F კავშირი ძალიან ძლიერია, რის შედეგადაც ძალიან სუსტი მჟავაა. ძლიერი კავშირი განისაზღვრება ბმის მოკლე სიგრძით და მაღალი დისოციაციის ენერგიით. ყველა წყალბადის ჰალოგენიდან, HF-ს აქვს კავშირის ყველაზე მოკლე სიგრძე და ბმის დისოციაციის ყველაზე მაღალი ენერგია. ჰალოგენური ოქსომჟავები არის მჟავები წყალბადის, ჟანგბადის და ჰალოგენის ატომებით. მათი მჟავიანობა შეიძლება განისაზღვროს სტრუქტურული ანალიზით. ჰალოგენური ოქსომჟავები მოცემულია ქვემოთ: თითოეულ ამ მჟავაში პროტონი უკავშირდება ჟანგბადის ატომს, ამიტომ პროტონული ბმის სიგრძის შედარება აქ არ არის გამოსადეგი. ელექტრონეგატიურობა აქ დომინანტურ როლს თამაშობს. მჟავა აქტივობა იზრდება ცენტრალურ ატომთან დაკავშირებული ჟანგბადის ატომების რაოდენობასთან ერთად. ჰალოგენების ძირითადი ფიზიკური თვისებები შეიძლება შეჯამდეს შემდეგ ცხრილში. ჰალოგენების ფერი წარმოიქმნება მოლეკულების მიერ ხილული სინათლის შთანთქმის შედეგად, რაც იწვევს ელექტრონების აგზნებას. ფტორი შთანთქავს იისფერ შუქს და ამიტომ ჩნდება ღია ყვითელი. მეორეს მხრივ, იოდი შთანთქავს ყვითელ შუქს და იისფერი ჩანს (ყვითელი და იისფერი დამატებითი ფერებია). პერიოდის ზრდასთან ერთად ჰალოგენების ფერი უფრო მუქი ხდება. დახურულ კონტეინერებში თხევადი ბრომი და მყარი იოდი წონასწორობაშია მათ ორთქლებთან, რაც შეიძლება შეინიშნოს ფერადი გაზის სახით. მიუხედავად იმისა, რომ ასტატინის ფერი უცნობია, ვარაუდობენ, რომ იგი იოდზე უფრო მუქია (ანუ შავი) დაკვირვებული ნიმუშის მიხედვით. ახლა, თუ გკითხავთ: „დაახასიათეთ ჰალოგენების ფიზიკური თვისებები“, გექნებათ სათქმელი. ჰალოგენური ვალენტობის ცნების ნაცვლად ხშირად გამოიყენება დაჟანგვის ნომერი. როგორც წესი, ჟანგვის მდგომარეობა არის -1. მაგრამ თუ ჰალოგენი უკავშირდება ჟანგბადს ან სხვა ჰალოგენს, მას შეუძლია მიიღოს სხვა მდგომარეობა: ჟანგბადი CO-2 უპირატესობას ანიჭებს. იმ შემთხვევაში, თუ ორი განსხვავებული ჰალოგენის ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, უფრო ელექტროუარყოფითი ატომი ჭარბობს და იღებს CO-1-ს. მაგალითად, იოდის ქლორიდში (ICl) ქლორს აქვს CO-1, ხოლო იოდს +1. ქლორი უფრო ელექტროუარყოფითია, ვიდრე იოდი, ამიტომ მისი CO არის -1. ბრომის მჟავაში (HBrO4), ჟანგბადს აქვს CO -8 (-2 x 4 ატომები = -8). წყალბადს აქვს საერთო ჟანგვის მდგომარეობა +1. ამ მნიშვნელობების დამატება იძლევა CO-ს -7-ს. ვინაიდან ნაერთის საბოლოო CO უნდა იყოს ნული, ბრომის CO არის +7. წესის მესამე გამონაკლისი არის ჰალოგენის ჟანგვის მდგომარეობა ელემენტარული ფორმით (X2), სადაც მისი CO არის ნულოვანი. ელექტრონეგატიურობა იზრდება პერიოდის მატებასთან ერთად. ამიტომ ფტორს აქვს ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა ყველა ელემენტს შორის, რასაც მოწმობს მისი პოზიცია პერიოდულ ცხრილში. მისი ელექტრონული კონფიგურაცია არის 1s2 2s2 2p5. თუ ფტორი მოიპოვებს სხვა ელექტრონს, ყველაზე გარე p ორბიტალები მთლიანად ივსება და ქმნიან სრულ ოქტეტს. ვინაიდან ფტორს აქვს მაღალი ელექტრონეგატიურობა, მას შეუძლია ადვილად მიიღოს ელექტრონი მეზობელი ატომიდან. ფტორი ამ შემთხვევაში იზოელექტრონულია ინერტული აირის მიმართ (რვა ვალენტური ელექტრონით), მისი ყველა გარე ორბიტალი ივსება. ამ მდგომარეობაში ფტორი ბევრად უფრო სტაბილურია. ბუნებაში ჰალოგენები ანიონების მდგომარეობაშია, ამიტომ თავისუფალი ჰალოგენები მიიღება დაჟანგვით ელექტროლიზით ან ჟანგვის აგენტების გამოყენებით. მაგალითად, ქლორი წარმოიქმნება სუფრის მარილის ხსნარის ჰიდროლიზით. ჰალოგენებისა და მათი ნაერთების გამოყენება მრავალფეროვანია. >> ქიმია: ჰალოგენების წარმოება. ჰალოგენებისა და მათი ნაერთების ბიოლოგიური მნიშვნელობა და გამოყენება ჰალოგენების წარმოება
. ფტორი და ქლორი მიიღება დნობის ან მათი მარილების ხსნარების ელექტროლიზით. მაგალითად, პროცესი ელექტრო | გამდნარი ნატრიუმის ქლორიდის ტროლიზი შეიძლება აისახოს განტოლებით: მაგრამ თუ წყალბადის მიღება შესაძლებელია სხვა, უფრო მოსახერხებელი და იაფი გზებით, მაგალითად, ბუნებრივი აირისგან, მაშინ ნატრიუმის ჰიდროქსიდი მიიღება თითქმის ექსკლუზიურად სუფრის მარილის ხსნარის ელექტროლიზით, როგორიცაა ქლორი. ბრომი და იოდი წარმოიქმნება სამრეწველო გზით ბრომიდებიდან და იოდიდებიდან მათი გადაადგილების რეაქციით. ჰალოგენების ბიოლოგიური მნიშვნელობა.
მათი განაცხადი. ვერ შეამჩნევდით, რომ მრავალი ბრენდის კბილის პასტების ეტიკეტზე მითითებულია მათში ფტორის შემცველობა – რა თქმა უნდა, არა თავისუფალი ფტორი, არამედ მისი ნაერთები. ამ მნიშვნელოვანი კომპონენტის წყალობით, რომელიც მონაწილეობს კბილის მინანქრისა და ძვლების აგებაში, პრევენცია ხდება ისეთი დაავადებებისგან, როგორიცაა კბილის კარიესი. გარდა ამისა, ფტორი აუცილებელი ელემენტია ჯირკვლებში, კუნთებსა და ნერვულ უჯრედებში მეტაბოლურ პროცესებში. ფტორი ასევე მნიშვნელოვანია სამრეწველო წარმოებაში, სადაც მისი ძირითადი მომხმარებლები არიან ბირთვული მრეწველობა და ელექტროინჟინერია. მისი ნაერთი Na3AlF6 (რა ჰქვია?) გამოიყენება ალუმინის წარმოებისთვის. ყოველდღიურ ცხოვრებაში კი სულ უფრო ხშირად იყენებენ ტეფლონის ჭურჭელს, რომელსაც ფტორის შემცველი პლასტმასის – ტეფლონის სახელი ეწოდა. ქლორი- ერთ-ერთი ქიმიური ელემენტი, რომლის გარეშეც ცოცხალი ორგანიზმების არსებობა წარმოუდგენელია. მისი ძირითადი ფორმა. სხეულში შედის ნატრიუმის ქლორიდი. ასტიმულირებს ნივთიერებათა ცვლას, თმის ზრდას, ანიჭებს ძალასა და სიმტკიცეს. ყველაზე მეტი NaCl გვხვდება სისხლის პლაზმაში. ჰიდროქლორინის მჟავა HC1, რომელიც კუჭის წვენის ნაწილია, განსაკუთრებულ როლს თამაშობს საჭმლის მონელებაში. 0,2% HCl-ის გარეშე საკვების მონელების პროცესი პრაქტიკულად ჩერდება. და მიუხედავად იმისა, რომ თითქმის ყველა საკვები პროდუქტი შეიცავს გარკვეული რაოდენობით სუფრის მარილს, ადამიანი იძულებულია ყოველდღიურად დაამატოს დაახლოებით 20 გრ მარილი. სამრეწველო გამოყენების თვალსაზრისით, ქლორი ბევრად აღემატება ყველა ჰალოგენს. ქლორი და მისი ნაერთები აუცილებელია თეთრეულის და ბამბის ქსოვილების, ქაღალდის და ა.შ. ბევრი ქლორის შემცველი ნაერთი გამოიყენება სოფლის მეურნეობის მავნებლების გასაკონტროლებლად. ქლორს დიდი რაოდენობით მოიხმარენ სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის, თუმცა არა უარყოფითი შედეგების გარეშე (რომელი ნივთიერების გამოყენება უფრო უსაფრთხოა ამ მიზნით?). ფერადი მეტალურგიაში ზოგიერთი ლითონი (ტიტანი, ნიობიუმი, ტანტალი) მადნიდან მოიპოვება ქლორირებით. ქლორი ასევე გამოიყენებოდა სამხედრო მიზნებისთვის, როგორც ქიმიური ომის აგენტი. მოგვიანებით იგი შეიცვალა სხვა, უფრო ეფექტური ქლორის შემცველი ტოქსიკური ნივთიერებებით, როგორიცაა ფოსგენი COCl2. ქლორს შეიცავს სიცოცხლისა და ჯანმრთელობისთვის ძალიან საშიში ნივთიერება - დიოქსინი. ქლორის ნაერთები დედამიწის ოზონის შრის განადგურების ერთ-ერთი მიზეზია. კიდევ ერთი ჰალოგენი, ბრომი, ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია ადამიანის ორგანიზმისთვის. ამ ელემენტის ნაერთები არეგულირებს ცენტრალური ნერვული სისტემის აგზნების და დათრგუნვის პროცესებს, ამიტომ, ნერვული დაავადებების სამკურნალოდ (უძილობა, ისტერია, ნევრასთენია და ა. ბრომს აქტიურად აგროვებს ზოგიერთი მცენარე, მათ შორის ზღვის მცენარეები. სწორედ ზღვაშია კონცენტრირებული ბრომის უმეტესი ნაწილი ჩვენს პლანეტაზე და ზღვა ემსახურება ბრომის მთავარ მიმწოდებელს. დადგენილია, რომ ყოველწლიურად დაახლოებით 4 მილიონი ტონა ბრომი გამოიყოფა ჰაერში ზღვის წყალთან ერთად. ნათელია, რომ მისი შემცველობა სანაპირო ზონების ჰაერში ყოველთვის უფრო მაღალია, ვიდრე ზღვიდან შორს. ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ზღვის ჰაერის სუნთქვა ასე სასარგებლოა. ბრომი, უფრო ზუსტად, ვერცხლის ბრომიდი AgBr, თანაბრად მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ფოტოგრაფიაში. მათ, ვინც ფოტოგრაფიით არის დაკავებული, ალბათ მაშინვე გაიხსენებს ფოტოგრაფიული ქაღალდის სახეობების სახელებს - „უნი-ბრომი“, „ბრომიპორტრეტი“ და ა. სინათლის: 2АgBr = 2Ag + Br2 და ბოლოს, ჩვენს განხილულ ჰალოგენებს შორის ბოლო – იოდი – არის ელემენტი, რომლის გარეშეც ადამიანი ვერ იცოცხლებს: მისი ნაკლებობა წყალში და საკვებში ამცირებს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის გამომუშავებას და იწვევს ენდემურ ჩიყვს. ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონის მარეგულირებელი ეფექტი მოიცავს კუნთების აგზნებას, გულისცემას, მადას, საჭმლის მონელებას, ტვინის მუშაობას და ადამიანის ტემპერამენტს. იოდი ორგანიზმში შედის საკვებით: პური, კვერცხი, რძე, წყალი, ზღვის მცენარეები და ჰაერით (განსაკუთრებით ზღვის ჰაერით) სუნთქვისას. ჭრილობების სამკურნალოდ გამოიყენება იოდის სპირტიანი ხსნარი (5-10%), რომელსაც იოდის ნაყენი ეწოდება. იოდი შედის ბევრ მედიკამენტში. იოდის ძირითადი მომხმარებლები არიან ფარმაცევტული და ქიმიური მრეწველობა, ასევე ფოტომგრძნობიარე ფოტომასალას წარმოება. 1. ჰალოგენების წარმოება დნობისა და მარილის ხსნარების ელექტროლიზით. 2. ჰალოგენების ბიოლოგიური მნიშვნელობა. 3. ქლორის და ფტორის, ქლორის და იოდის ნაერთების გამოყენება. რა მოცულობის ქლორი (არა.) და ნატრიუმის რა მასა შეიძლება მივიღოთ 2% მინარევების შემცველი 585 გ ნატრიუმის ქლორიდის ელექტროლიზით? გამოთვალეთ რამდენი გრამი 40%-იანი ტუტე ხსნარის მიღება შეიძლება ნატრიუმისგან, რომლის მასა თქვენ განსაზღვრეთ წინა ამოცანაში. ფრანგმა ქიმიკოსმა შელემ მიიღო ქლორი მანგანუმის(IV) ოქსიდის მარილმჟავასთან რეაქციის შედეგად. ამ რეაქციის შედეგად ასევე წარმოიქმნება მანგანუმის(II) ქლორიდი და წყალი. დაწერეთ განტოლება ამ რეაქციისთვის, განიხილეთ რედოქს პროცესები და გამოთვალეთ მანგანუმის(IV) ოქსიდის მასა და წყალბადის ქლორიდის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 100 ლიტრი ქლორის წარმოებისთვის (n.o.), თუ მისი გამოსავალი თეორიულად შესაძლებელია 95%. მოამზადეთ შეტყობინება ჰალოგენების დადებითი და უარყოფითი მნიშვნელობის შესახებ ადამიანის ცხოვრებაში.
წყალბადი + ჰალოგენები
ჰალოგენური ოქსომჟავები
ნივთიერების გარეგნობა და მდგომარეობა
გარეგნობის ახსნა
ჰალოგენების ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში
რატომ არის CO ფტორი ყოველთვის -1?
ჰალოგენების წარმოება და გამოყენება
თავისებურებები
ჰალოგენების წარმომადგენლები
ბუნებაში ყოფნა
მიღების მახასიათებლები
ფიზიკური თვისებები
ქიმიური თვისებების მახასიათებლები
გამოყენების მახასიათებლები
ბიოლოგიური ეფექტი
ზოგადი მახასიათებლები
ქიმიური ელემენტები
პერიოდული თვისებები ჰალოგენის ჯგუფში
არაორგანული ქიმია. წყალბადი + ჰალოგენები
ჰალოგენური ოქსომჟავები
ნივთიერების გარეგნობა და მდგომარეობა
გარეგნობის ახსნა
ჰალოგენების ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში
რატომ არის CO ფტორი ყოველთვის -1?
ჰალოგენების წარმოება და გამოყენება
