周期表の第 17 族元素を構成する 6 つの非金属元素のいずれかは、ハロゲンとして知られています。フッ素（F）、塩素（Cl）、臭素（Br）、ヨウ素（I）、アスタチン（At）、テネシー（Ts）はすべてハロゲン元素です。ハロゲンという名前は、ギリシャ語で「塩」を意味する「hal」と「生成する」を意味する「gen」に由来します。すべての元素はナトリウム塩を生成し、同等の特性を持っています。これらの中で最もよく知られているのは、食卓塩または岩塩として知られる塩化ナトリウムです。この記事では、グループ 13 のハロゲンに対する反応性を解明し、注意事項を示します。
ハロゲンの発生
ハロゲンに対する第 13 族元素の反応性に関して、遊離ハロゲン元素はその高い反応性のために自然界には見られません。フッ素は、地球の地殻で最もよく知られている混合形態のハロゲンです。
地球の地殻の火成岩に存在するハロゲンの量は、約 0.06 のフッ素、0.031 の塩素、0.00016 の臭素、および 0.00003 のヨウ素です。短寿命の放射性同位元素のみで構成されている元素は、アスタチンとテネシーです。
それらの化学的性質および他の元素との化合物の特徴に関して、ハロゲン元素はいくぶん似ています。ただし、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の特性は徐々にアスタチンに変化します。
連続する 2 つの元素の違いは、フッ素と塩素に共通です。フッ素はハロゲンの中で最も反応性の高い元素であり、他とは異なるいくつかのユニークな特徴を持っています。
ハロゲンの使用
ハロゲンに対する第13族の反応性によると、ハロゲン元素の塩素は、周期表に存在する元素の中で最もよく知られています。遊離元素は、多くの場合、浄水剤として、またいくつかの化学反応で使用されます。
最もよく知られている化合物の 1 つは、食卓塩または塩化ナトリウムです。有機フッ化物は、冷媒や潤滑剤としても使用されます。
むし歯を予防するために、一般的に水道水にフッ素が添加されています。ヨウ素は防腐剤として最もよく知られていますが、臭素は主に臭素化合物を作るために使用されます.また、難燃剤や殺虫剤にも使用されています。
ハロゲンの性質
すべてのハロゲン、つまりフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンは非金属です。これらの非金属は、それらを非常に反応性が高く、電気陰性にします。
ハロゲンの物性
- 余分な電子殻が満たされるため、テーブルの下に行くにつれて原子が増加します。
- フッ素が二原子分子として存在する場合、F-F 結合は予想外に弱い。
- フッ素原子は、密接に結合しているため、すべてのハロゲンの中で最小です。
- ファン デル ワールス力が強まると、ハロゲンの沸点が下に上がります。
- ハロゲンは、気体、液体、固体の 3 つの状態すべてに存在する唯一のグループです。
- 純粋な元素の形として、それらは、後で無極性の共有結合によって結合される原子で二原子分子を作ります。
ハロゲンの化学的性質
- ハロゲンの化学的性質は非常に安定しており、均一です。電気陰性度は共有結合内に存在します。
- それは、電子または電子密度を自分自身に引き付ける原子の能力を指します。核と外殻の結合電子との間の力が電気陰性度を決定します。
- 核内の陽子の数、距離、および内部電子の遮蔽効果に沿った結合電子は、電気陰性度の増加に大きな役割を果たします。
- H-X 結合 (ハロゲン化水素) は、ハロゲン原子が大きくなるにつれて長くなります。これにより、共有電子がハロゲン核からさらに離れているため、内部電子の遮蔽が増加します。
- また、グループを下るにつれて電気陰性度が減少することも意味します。
- ハロゲンは、アルカリ土類およびアルカリと特に反応性があります。
ハロゲン化合物
ハロゲンは反応性が高く、ハロゲン化水素、多角形ハロゲン化化合物、ハロゲン間化合物、および金属ハロゲン化物を形成するのに役立ちます。フッ素は 17 族の中で最も電気陰性度の高い元素の 1 つです。
グループ 13 のハロゲンに対する反応性
周期表の第 13 族のすべての元素は、ハロゲンと反応して三ハロゲン化物を形成します。元素ホウ素のこれらすべてのハロゲン化物は、ルイス酸と呼ばれます。
- ボロン
ホウ素は、フッ素 F2、塩素 Cl2、臭素 Br2 などのハロゲンと反応し、三ハロゲン化物であるフッ化ホウ素 (III) BF3、塩化ホウ素 (III) BCl3、および臭化ホウ素 (III) BBr3 を形成します。
2B(s) + 3F2(g) → 2BF3(g)
2B(s) + 3Cl2(g) → 2BCl3(g)
2B(s) + 3Br2(g) → 2BF3(l)
- アルミニウム
AlF3 はフッ化アルミニウムです。融点の高い化合物です。他のハロゲン化アルミニウムは、式 Al2X6 (X は塩素、臭素、またはヨウ素を表します) を持つ分子を作成します。二量体は、2 つの AlX3 ユニット (または、より正確には任意の 2 つの同一ユニット) が結合して分子を形成するときに形成されます。ハロゲン化アルミニウムはルイス酸と呼ばれます。これらは反応性が高いです。
結論
ハロゲンは17族元素として知られています。それらは、p軌道に不対電子を含んでいます。ハロゲンは一個の電子を得るだけで安定になるため、ハロゲンに共通する酸化状態は-1です。獲得した電子はハロゲン化物になります。この記事では、グループ 13 のハロゲンに対する反応性についての洞察を提供しました。
