แฮโลเจน (หมู่ 17)

อิเล็กตรอนวงนอกเจ็ดตัว

แฮโลเจนทุกชนิดมีอิเล็กตรอนวงนอกเจ็ดตัวในการจัดเรียง ns² np⁵ เช่น ฟลูออรีน ([He] 2s² 2p⁵) และคลอรีน ([Ne] 3s² 3p⁵) การรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวให้การจัดเรียงที่เสถียรของแก๊สมีตระกูลตัวถัดไป พวกมันจึงเกิดแฮไลด์ไอออนประจุ −1 ได้ง่าย คือ F⁻ Cl⁻ Br⁻ และ I⁻ อะตอมแฮโลเจนสองอะตอมยังใช้อิเล็กตรอนหนึ่งคู่ร่วมกันได้ ธาตุเหล่านี้จึงอยู่ในรูปโมเลกุลสองอะตอม คือ F₂ Cl₂ Br₂ และ I₂

สมบัติทางกายภาพและแนวโน้ม

หมู่ 17 เป็นหมู่เดียวที่มีทั้งก๊าซ ของเหลว และของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ฟลูออรีนเป็นก๊าซสีเหลืองอ่อน คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลืองอมเขียว โบรมีนเป็นของเหลวสีน้ำตาลแดงเข้ม และไอโอดีนเป็นของแข็งสีเทาดำเป็นเงาที่กลายเป็นไอสีม่วงเมื่อถูกความร้อน

ลงไปตามหมู่ โมเลกุลใหญ่ขึ้นและแรงระหว่างโมเลกุลแรงขึ้น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดจึงสูงขึ้นและสีเข้มขึ้น อิเล็กโทรเนกาติวิตีและความว่องไวต่อปฏิกิริยาลดลง ฟลูออรีนมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงที่สุดและว่องไวต่อปฏิกิริยามากที่สุดในบรรดาธาตุทั้งหมด ขณะที่ไอโอดีนอ่อนกว่ามาก

ปฏิกิริยาโดยทั่วไป

แฮโลเจนทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะส่วนใหญ่เกิดเกลือไอออนิกที่เรียกว่าแฮไลด์ 2Na + Cl₂ → 2NaCl แฮโลเจนที่ว่องไวต่อปฏิกิริยามากกว่าจะแทนที่แฮโลเจนที่ว่องไวน้อยกว่าออกจากเกลือของมัน คลอรีนจึงทำให้สารละลายโพแทสเซียมโบรไมด์เป็นสีส้ม Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

กับไฮโดรเจน พวกมันเกิดไฮโดรเจนแฮไลด์ (H₂ + Cl₂ → 2HCl) ซึ่งละลายในน้ำเป็นกรด กรดไฮโดรฟลูออริกเป็นกรดอ่อนเพียงชนิดเดียว ในน้ำ คลอรีนเกิดกรดไฮโพคลอรัส ซึ่งฆ่าแบคทีเรียได้ Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl

การใช้งานของแฮโลเจน

คลอรีนฆ่าเชื้อน้ำดื่มและสระว่ายน้ำ เป็นพื้นฐานของน้ำยาฟอกขาวในครัวเรือน (โซเดียมไฮโปคลอไรต์) และใช้ผลิตพลาสติกพีวีซี ฟลูออไรด์ในยาสีฟันช่วยป้องกันฟันผุ และฟลูออรีนเป็นส่วนหนึ่งของสารเคลือบกันติด PTFE สารประกอบโบรมีนใช้เป็นสารหน่วงการติดไฟ และไอโอดีนเป็นยาฆ่าเชื้อและถูกเติมลงในเกลือแกงเพื่อป้องกันการขาดไอโอดีน

แอสทาทีนและเทนเนสซีน

ไอโซโทปทุกชนิดของแอสทาทีนเป็นกัมมันตรังสี โดยไอโซโทปที่มีอายุยาวนานที่สุดมีครึ่งชีวิตประมาณ 8 ชั่วโมง จึงเป็นหนึ่งในธาตุที่หายากที่สุดบนโลก ยังไม่เคยมีการสร้างตัวอย่างที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า สมบัติส่วนใหญ่จึงเป็นเพียงค่าประมาณ และการคำนวณบางอย่างชี้ว่าแอสทาทีนปริมาณมากอาจเป็นโลหะ เทนเนสซีนซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 2010 อยู่ใต้แอสทาทีน แต่เคยมีอยู่เพียงไม่กี่อะตอมเท่านั้น และคาดว่าจะมีพฤติกรรมไม่เหมือนฮาโลเจนทั่วไปนัก