الهالوجينات (المجموعة 17)

سبعة إلكترونات خارجية

لكل هالوجين سبعة إلكترونات خارجية بتوزيع ns² np⁵، مثل الفلور ([He] 2s² 2p⁵) والكلور ([Ne] 3s² 3p⁵). واكتساب إلكترون واحد يعطيها ترتيب الغاز النبيل التالي المستقر، لذا تكوّن بسهولة أيونات الهاليد بشحنة −1: F⁻ وCl⁻ وBr⁻ وI⁻. ويمكن لذرتي هالوجين أيضًا أن تتشاركا زوجًا من الإلكترونات، لذا توجد العناصر على هيئة جزيئات ثنائية الذرة: F₂ وCl₂ وBr₂ وI₂.

الخواص الفيزيائية والاتجاهات

المجموعة 17 هي المجموعة الوحيدة التي فيها غاز وسائل ومادة صلبة في درجة حرارة الغرفة. فالفلور غاز أصفر شاحب، والكلور غاز أصفر مخضر، والبروم سائل بني محمر داكن، واليود مادة صلبة رمادية سوداء لامعة تتحول إلى بخار بنفسجي عند تسخينها.

وكلما نزلنا في المجموعة كبرت الجزيئات وقويت القوى بينها، فترتفع درجتا الانصهار والغليان وتغمق الألوان. وتنخفض السالبية الكهربائية والتفاعل: فالفلور أعلى العناصر سالبية كهربائية وأكثرها تفاعلًا على الإطلاق، بينما اليود أخف بكثير.

تفاعلات نموذجية

تتفاعل الهالوجينات مباشرةً مع معظم الفلزات مكوّنة أملاحًا أيونية تُسمّى الهاليدات: 2Na + Cl₂ → 2NaCl. ويزيح الهالوجين الأكثر تفاعلًا هالوجينًا أقل تفاعلًا من أملاحه، لذا يحوّل الكلور محلول بروميد البوتاسيوم إلى اللون البرتقالي: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.

ومع الهيدروجين تكوّن هاليدات الهيدروجين (H₂ + Cl₂ → 2HCl)، التي تذوب في الماء مكوّنة أحماضًا؛ وحمض الهيدروفلوريك هو الحمض الضعيف الوحيد بينها. وفي الماء يكوّن الكلور حمض الهيبوكلوروز، الذي يقتل البكتيريا: Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl.

استخدامات الهالوجينات

يعقّم الكلور مياه الشرب وبرك السباحة، وهو أساس المبيّض المنزلي (هيبوكلوريت الصوديوم) ويُستخدم في صنع بلاستيك PVC. ويساعد الفلوريد في معجون الأسنان على الوقاية من تسوس الأسنان، والفلور جزء من الطلاء غير اللاصق PTFE. وتُستخدم مركبات البروم مثبطات للهب، واليود مطهّر ويُضاف إلى ملح الطعام للوقاية من نقص اليود.

الأستاتين والتينيسين

جميع نظائر الأستاتين مشعة، وأطولها عمرًا يبلغ عمر النصف له نحو 8 ساعات، ولذلك فهو من أندر العناصر على الأرض. لم تُصنع منه قط عينة مرئية، ومعظم خصائصه تقديرات، وتشير بعض الحسابات إلى أن الأستاتين بكميات كبيرة سيكون فلزًا. أما التينيسين، الذي صُنع أول مرة عام 2010، فيقع أسفل الأستاتين، لكن لم توجد منه سوى ذرات قليلة ومن المتوقع أن يسلك سلوكًا أقل شبهًا بالهالوجين النموذجي.