הלוגנים (קבוצה 17)

שבעה אלקטרונים חיצוניים

לכל הלוגן יש שבעה אלקטרונים חיצוניים בקונפיגורציה ns² np⁵, כמו פלואור ([He] 2s² 2p⁵) וכלור ([Ne] 3s² 3p⁵). קליטת אלקטרון אחד נותנת להם את המערך היציב של הגז האציל הבא, ולכן הם יוצרים בקלות יוני הליד במטען ‎−1: F⁻, Cl⁻, Br⁻ ו-I⁻. שני אטומי הלוגן יכולים גם לחלוק זוג אלקטרונים, ולכן היסודות קיימים כמולקולות דו-אטומיות: F₂, Cl₂, Br₂ ו-I₂.

תכונות פיזיקליות ומגמות

קבוצה 17 היא הקבוצה היחידה שיש בה גז, נוזל ומוצק בטמפרטורת החדר. פלואור הוא גז צהוב חיוור, כלור גז צהוב-ירוק, ברום נוזל חום-אדום כהה, ויוד מוצק אפור-שחור מבריק שהופך לאדים סגולים כשהוא מחומם.

במורד הקבוצה המולקולות גדלות והכוחות ביניהן חזקים יותר, ולכן נקודות ההיתוך והרתיחה עולות והצבעים מתכהים. האלקטרושליליות והתגובתיות יורדות: פלואור הוא היסוד האלקטרושלילי והתגובתי ביותר מכולם, ואילו יוד מתון בהרבה.

תגובות אופייניות

הלוגנים מגיבים ישירות עם רוב המתכות ויוצרים מלחים יוניים הנקראים הלידים: 2Na + Cl₂ → 2NaCl. הלוגן תגובתי יותר מוציא הלוגן תגובתי פחות ממלחיו, ולכן כלור הופך תמיסת אשלגן ברומי לכתומה: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.

עם מימן הם יוצרים הלידי מימן (H₂ + Cl₂ → 2HCl), המתמוססים במים ונותנים חומצות; חומצה הידרופלואורית היא היחידה החלשה. במים כלור יוצר חומצה היפוכלורית, ההורגת חיידקים: Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl.

שימושים בהלוגנים

כלור מחטא מי שתייה ובריכות שחייה, הוא הבסיס לאקונומיקה ביתית (נתרן היפוכלורי) ומשמש לייצור פלסטיק PVC. פלואוריד במשחת שיניים מסייע במניעת עששת, ופלואור הוא חלק מהציפוי הדביק-דוחה PTFE. תרכובות ברום משמשות כחומרים מעכבי בעירה, ויוד הוא חומר חיטוי ומוסף למלח שולחן כדי למנוע מחסור ביוד.

אסטטין וטנסין

כל האיזוטופים של אסטטין רדיואקטיביים, ולאחרון שבהם זמן מחצית חיים של כ-8 שעות, ולכן הוא אחד היסודות הנדירים ביותר על פני כדור הארץ. מעולם לא הופק ממנו דגימה הנראית לעין, תכונותיו הן ברובן הערכות, וחישובים מסוימים מרמזים שאסטטין בכמות גדולה היה מתכת. טנסין, שהופק לראשונה ב-2010, נמצא מתחת לאסטטין, אך התקיימו ממנו רק מעט אטומים, ומצפים שיתנהג פחות כהלוגן טיפוסי.