Halogener (grupp 17)

Sju yttre elektroner

Varje halogen har sju yttre elektroner i konfigurationen ns² np⁵, som fluor ([He] 2s² 2p⁵) och klor ([Ne] 3s² 3p⁵). Att ta upp en elektron ger dem den stabila konfigurationen hos nästa ädelgas, så de bildar lätt halogenidjoner med laddningen −1: F⁻, Cl⁻, Br⁻ och I⁻. Två halogenatomer kan också dela ett elektronpar, så grundämnena förekommer som tvåatomiga molekyler: F₂, Cl₂, Br₂ och I₂.

Fysikaliska egenskaper och trender

Grupp 17 är den enda gruppen med en gas, en vätska och ett fast ämne vid rumstemperatur. Fluor är en blekgul gas, klor en gulgrön gas, brom en mörkt rödbrun vätska, och jod ett glänsande gråsvart fast ämne som blir en violett ånga när det värms upp.

Nedåt i gruppen blir molekylerna större och krafterna mellan dem starkare, så smält- och kokpunkterna stiger och färgerna mörknar. Elektronegativiteten och reaktiviteten minskar: fluor är det mest elektronegativa och mest reaktiva grundämnet av alla, medan jod är mycket mildare.

Typiska reaktioner

Halogener reagerar direkt med de flesta metaller och bildar jonsalter som kallas halogenider: 2Na + Cl₂ → 2NaCl. En mer reaktiv halogen tränger undan en mindre reaktiv ur dess salter, så klor gör kaliumbromidlösning orange: Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂.

Med väte bildar de vätehalogenider (H₂ + Cl₂ → 2HCl), som löser sig i vatten och ger syror; fluorvätesyra är den enda svaga. I vatten bildar klor hypoklorsyrlighet, som dödar bakterier: Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl.

Användningar av halogenerna

Klor desinficerar dricksvatten och simbassänger, är grunden för klorblekmedel för hemmet (natriumhypoklorit) och används för att tillverka PVC-plast. Fluorid i tandkräm hjälper till att förebygga karies, och fluor ingår i den non-stick-beläggning som kallas PTFE. Bromföreningar används som flamskyddsmedel, och jod är ett antiseptiskt medel och tillsätts i bordssalt för att förebygga jodbrist.

Astat och tennessin

Alla isotoper av astat är radioaktiva, och den mest långlivade har en halveringstid på cirka 8 timmar, så astat är ett av de sällsynta grundämnena på jorden. Ingen synlig mängd har någonsin framställts, dess egenskaper är mestadels uppskattningar, och vissa beräkningar tyder på att astat i större mängd skulle vara en metall. Tennessin, som först framställdes 2010, står under astat, men bara några få atomer har någonsin funnits och det förväntas bete sig mindre som en typisk halogen.