Группа 17 — солеобразователи, которым не хватает одного электрона до стабильности
Фтору, хлору, брому, иоду и астату нужен ровно ещё один электрон, чтобы завершить внешний электронный слой, и они заберут его почти у чего угодно. Этот одержимый стремлением к электрону характер делает их самыми реакционноспособными неметаллами в таблице — и именно поэтому вашу воду безопасно пить.
Выделено в периодической таблице
Каждый элемент
Что их определяет
Им не хватает одного электрона до конфигурации благородного газа, поэтому они с большим энтузиазмом образуют ионы −1. «Галоген» означает «солеобразователь»: соедините его с металлом — и получите соль, из которых поваренная соль лишь самая известная.
Фтор — самый электроотрицательный элемент из всех и реагирует почти со всем, включая стекло и воду. Хлор агрессивен, бром менее активен, а иод достаточно мягок, чтобы продаваться в аптеке. При каждом шаге вниз входящий электрон оказывается дальше от ядра.
Все они существуют в виде молекул X₂, и в группе представлены все агрегатные состояния при комнатной температуре: фтор и хлор — газы, бром — один из всего двух жидких элементов, иод и астат — твёрдые вещества.
Периодические закономерности
Вниз по группе: атомный радиус увеличивается, электроотрицательность и реакционная способность уменьшаются, а температуры плавления и кипения повышаются, поскольку более тяжёлые молекулы сильнее притягиваются друг к другу. Галогены вытесняют друг друга из растворов в строгом порядке: хлор вытеснит бромид из соли бромида, но бром не может вытеснить хлорид.
В мире
ПТФЭ (Teflon), хладагенты, обогащение урана, а также фториды в зубной пасте и питьевой воде — мера, резко снизившая распространённость кариеса.
Обеззараживание воды, ПВХ, отбеливатели и огромная доля всей промышленной химии. Хлорирование питьевой воды, вероятно, является самой эффективной спасательной мерой в сфере общественного здравоохранения за всю историю.
Антипирены, сельскохозяйственные химикаты и фотоэмульсии, хотя многие виды применения были ограничены.
Антисептики, контрастные вещества и, что особенно важно, пищевые добавки. Йодированная соль устранила зоб и поражения мозга, вызванные дефицитом иода, в большинстве стран мира.
Только для исследований. Это самый редкий естественно встречающийся элемент на Земле.
Обращение
Как класс — самые опасные неметаллы с точки зрения непосредственного воздействия. Газообразный фтор бурно реагирует почти со всем, а плавиковая кислота безболезненно проникает через кожу и поражает кости. Газообразный хлор был первым химическим оружием, применённым в крупных масштабах в 1915 году, и по-прежнему представляет серьёзную промышленную опасность. Бром вызывает глубокие химические ожоги. Иод, напротив, в низкой концентрации достаточно безопасен для обработки раны.
Полезно знать
Часто задаваемые вопросы
Две причины в совокупности. Его маленький атом означает, что входящий электрон оказывается очень близко к ядру, что энергетически исключительно выгодно. Кроме того, связь F–F в газообразном фторе необычно слабая — два атома с большим количеством неподелённых электронных пар отталкиваются друг от друга, — поэтому для распада молекулы перед атакой на другое вещество требуется очень мало энергии.
При уровнях, используемых для фторирования воды, — примерно 0,7 мг/л — обширные данные подтверждают безопасность, а снижение частоты кариеса хорошо документировано. Фториды токсичны в гораздо более высоких дозах, а естественно богатые фторидами грунтовые воды в некоторых районах Индии и Африки действительно вызывают скелетный флюороз. Всё зависит от дозы.
У него нет стабильного изотопа, а самый долгоживущий изотоп имеет период полураспада 8.1 часа. Единственный астат на Земле непрерывно образуется в следовых количествах как промежуточный продукт цепочек распада урана и тория и распадается с той же скоростью, с какой образуется. По наиболее точным оценкам, в земной коре в любой момент присутствует менее 30 граммов этого элемента.
Продолжить