ハロゲン化誘導体は、ハロゲン原子を有する化合物です。つまり、グループ17の元素(F、Cl、Br、I)のいずれかです。これらの元素は、電気陰性度が高く、さまざまな無機および有機ハロゲン化物を形成するという点で他の元素と異なります。
下の画像は、ハロゲンのガス状分子を示しています。上から順に、フッ素(F 2)、塩素(Cl 2)、臭素(Br 2)、ヨウ素(I 2)。これらのそれぞれは、同じグループ(ハロゲン間)の同族体間であっても、大多数の元素と反応する能力を持っています。
したがって、ハロゲン化誘導体は、金属ハロゲン化物の場合はMX、式がアルキルの場合はRX、芳香族の場合はArXの式になります。最後の2つは、有機ハロゲン化物のカテゴリにあります。これらの化合物の安定性には、元のガス分子と比較してエネルギーの「利益」が必要です。
原則として、フッ素はヨウ素よりも安定したハロゲン化誘導体を形成します。その理由は、それらの原子半径の違いによるものです(紫色の球は黄色の球よりもかさばります)。
原子半径が大きくなると、ハロゲンと他の原子の間の軌道のオーバーラップが低下し、結合が弱くなります。
命名法
これらの化合物に正しい名前を付ける方法は、無機化合物か有機化合物かによって異なります。
無機
金属ハロゲン化物は、ハロゲンXと金属M(グループ1と2からの遷移金属、重金属など)の間のイオン結合または共有結合で構成されます。
これらの化合物では、すべてのハロゲンの酸化状態は-1です。どうして?その価数設定がns 2 np 5であるためです。
したがって、原子価オクテットを完了するには、電子を1つだけ取得する必要がありますが、金属は酸化して、電子を持ちます。
このように、フッ素はFとして残っている- 、フッ化物; CL - 、クロライド; Br - 、ブロマイド; そして、I - 、ヨウ。MFは次のように命名されます:(金属名)フッ化物(n)。ここで、nは金属が2つ以上ある場合の金属の価数です。グループ1および2の金属の場合、原子価を指定する必要はありません。
例
-NaF:フッ化ナトリウム。
-CaCl 2:塩化カルシウム。
-AgBr:臭化銀。
-ZnI 2:ヨウ化亜鉛。
-CuCl:塩化銅(I)。
-CuCl 2:塩化銅(II)。
-TiCl 4:塩化チタン(IV)または四塩化チタン。
ただし、水素と非金属-ハロゲン自体でさえもハロゲン化物を形成する可能性があります。これらの場合、非金属の価数は最後に指定されていません:
-PCl 5:五塩化リン。
-BF 3:三フッ化ホウ素。
-AlI 3:三ヨウ化アルミニウム。
-HBr:臭化水素。
-IF 7:七フッ化ヨウ素。
オーガニック
それがRXであるかArXであるかに関係なく、ハロゲンは炭素原子に共有結合されます。これらの場合、ハロゲンは名前で言及され、残りの命名法はRまたはArの分子構造に依存します。
最も単純な有機分子であるメタン(CH 4)の場合、ClをHに置き換えると、次の誘導体が得られます。
-CH 3 Cl:クロロメタン。
-CH 2 Cl 2:ジクロロメタン。
-CHCl 3:トリクロロメタン(クロロホルム)。
-CCl 4:テトラクロロメタン(塩化炭素(IV)または四塩化炭素)。
ここで、Rは単一の炭素原子で構成されています。したがって、他の脂肪族鎖(直鎖または分岐鎖)の場合、ハロゲンに結合している炭素の数がカウントされます。
CH 3 CH 2 CH 2 F:1-フルオロプロパン。
上記の例は、第一級ハロゲン化アルキルの例です。鎖が分岐している場合、ハロゲンを含む最長のものが選択され、カウントが始まり、可能な限り小さい数が残ります。
3-メチル-5-ブロモヘキサン
他の置換基についても同様です。同様に、芳香族ハロゲン化物の場合、ハロゲンに名前が付けられ、構造の残りの部分に名前が付けられます。
上の画像は、ブロモベンゼンと呼ばれる化合物を示し、臭素原子は茶色で強調表示されています。
プロパティ
無機ハロゲン化物
無機ハロゲン化物はイオン性または分子性固体ですが、前者の方が豊富です。MXの相互作用とイオン半径に応じて、水または他の極性の低い溶媒に溶解します。
非金属ハロゲン化物(ハロゲン化ホウ素など)は一般にルイス酸です。つまり、電子を受け取って錯体を形成します。一方、水に溶解したハロゲン化水素(またはハロゲン化物)は、水素酸と呼ばれるものを生成します。
それらの融点、沸点または昇華点は、金属または非金属とハロゲンとの間の静電的または共有的相互作用に依存します。
同様に、イオン半径はこれらの特性に重要な役割を果たします。Mたとえば、+およびX -サイズに類似して、それらの結晶はより安定します。
有機ハロゲン化物
彼らは極性です。どうして?Cとハロゲンの間の電気陰性度の違いは、分子に永久的な極モーメントを作成するためです。同様に、これはグループ17がC – F結合からC – Iに下るにつれて減少します。
RまたはArの分子構造に関係なく、モル質量と分子間相互作用(RC – XX – CR)を増加させるため、ハロゲンの数の増加は沸点に直接影響します。ほとんどは水と混和しませんが、有機溶剤に溶解できます。
用途
ハロゲン化誘導体の使用は、独自のテキストを予約することができます。ハロゲンの分子「パートナー」は、その特性と反応性が誘導体の使用を定義するため、重要な要素です。
したがって、可能な用途の多様性の中で、次のものが際立っています。
-分子ハロゲンは、白熱タングステンフィラメントと接触するハロゲン電球を作成するために使用されます。この混合物の目的は、ハロゲンXを蒸発したタングステンと反応させることです。このようにして、電球の表面への付着が回避され、より長い寿命が保証されます。
-フッ化物塩は、水と練り歯磨きのフッ化に使用されます。
-次亜塩素酸ナトリウムと次亜塩素酸カルシウムは、市販の漂白液(塩素)の2つの活性剤です。
-オゾン層を損傷しますが、クロロフルオロカーボン(CFC)はエアロゾルおよび冷凍システムで使用されます。
-塩化ビニル(CH 2 = CHCl)は、ポリ塩化ビニル(PVC)ポリマーのモノマーです。一方、非粘着性材料として使用されるテフロンは、テトラフルオロエチレン(F 2 C = CF 2)のポリマー鎖で構成されています。
-それらは、さまざまな目的で分析化学および有機合成で使用されます。これらの中で、薬物の合成。
追加の例
上の画像は、熱の発生と体内の一般的な代謝の増加を担う甲状腺ホルモンを示しています。この化合物は、人体に存在するハロゲン化誘導体の例です。
他のハロゲン化された化合物の中で、以下が言及されます:
-ジクロロジフェニルトリクロロエタン(DDT)、効率的な殺虫剤ですが、深刻な環境影響があります。
- 還元剤として使用される塩化スズ(SnCl 2)。
- 皮膚を冷やすことで素早く作用する局所麻酔薬、クロロエタンまたは1-クロロエタン(CH 3 CH 2 Cl)。
- ドライクリーニング業界で溶剤として使用されるジクロロエチレン(ClCH = CClH)およびテトラクロロエチレン(Cl 2 C = CCl 2)。
参考文献
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