ハロゲンは、グループVIIAまたは周期表の17に属する金属元素ではありません。それらには電気陰性度と高い電子親和力があり、金属との結合のイオン特性に大きな影響を与えます。「ハロゲン」という言葉はギリシャ語に由来し、「塩形成剤」を意味します。
しかし、これらのハロゲンは何ですか？フッ素（F）、塩素（Cl）、臭素（Br）、ヨウ素（I）、および放射性元素と一時元素のアスタチン（At）。それらは非常に反応性が高いため、互いに反応して二原子分子を形成します：F 2、Cl 2、Br 2、I 2、およびAt 2。これらの分子は、物理的状態は異なりますが、類似した構造特性（線形分子）を持つことを特徴としています。
出典：W. Oelen、Wikimedia Commons経由
上の画像には3つのハロゲンが示されています。左から順に、塩素、臭素、ヨウ素。ガラス容器は腐食性に抵抗しないため、フッ素もアスタチンもガラス容器に保存できません。ハロゲンの官能特性が、グループをヨウ素元素に移動するとどのように変化するかに注意してください。
フッ素は黄色がかった色のガスです。塩素も、緑がかった黄色。臭素は暗赤色の液体です。ヨウ素、紫色の色調を持つ黒い固体。そして、アスタチン、暗い、光沢のある金属の固体。
ハロゲンは、いくつかの希ガス（キセノンやクリプトンなど）であっても、周期表のほとんどすべての元素と反応できます。それらがそうするとき、それらは原子をそれらの最もポジティブな酸化状態に酸化し、それらを強力な酸化剤に変えることができます。
それらはまた、それらがそれらの原子のいくつかを結合または置換するとき、分子に特定の特性を与える。これらのタイプの化合物はハロゲン化物と呼ばれます。実際、ハロゲン化物はハロゲンの主な天然源であり、それらの多くは海に溶解しているか、鉱物の一部です。これは蛍石（CaF 2）の場合です。
ハロゲンとハロゲン化物はどちらも幅広い用途があります。工業または技術から、岩塩（塩化ナトリウム）などの特定の食品の風味を強調するだけです。
物理的及び化学的性質
原子量
フッ素（F）18.99 g / mol; 塩素（Cl）35.45 g / mol; 臭素（Br）79.90 g / mol; ヨウ素（I）126.9 g / molおよびAstate（At）210 g / mol、
体調
ガス相; Clガス; 液体br; 私はしっかりしています。
色
F、淡黄褐色; Cl、淡い緑; Br、赤褐色; I、バイオレット、At、メタリックブラック* *（想定）
融点
F -219.6°C; Cl -101.5°C; Br -7.3°C; I113.7ºCおよび302ºC
沸点
F -118.12°C; Cl -34.04°C; Br 58.8°C; 私は184.3ºC、そして337 At Cです。
25ºCでの密度
F- 0.0017 g / cm 3 ; Cl- 0.0032 g / cm 3 ; Br- 3.102 g / cm 3 ; I- 4.93 g / cm 3およびAt- 6.2-6.5 g / cm 3
水溶性
Cl- 0.091 mmol / cm 3 ; Br- 0.21 mmol / cm 3およびI- 0.0013 mmol / cm 3。
イオン化エネルギー
F-1,681 kJ / mol; Cl-1,251 kJ / mol; Br-1,140 kJ / mol; I- 1.008 kJ / molおよびAt- 890 kJ / mol。
電気陰性
F- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2.8; I- 2.5およびAt- 2.2。
ハロゲンは、価電子殻に7つの電子を持っているため、電子を獲得しようとする意欲が非常に高くなります。また、ハロゲンは原子半径が小さく、原子核が価電子に及ぼす大きな引力により、電気陰性度が高くなります。
反応性
ハロゲンは非常に反応性が高く、その毒性を説明します。さらに、それらは酸化剤です。
反応性の降順は、F> Cl> Br> I> Atです。
自然の状態
ハロゲン原子は反応性が高いため、本来自由ではありません。むしろ、それらは、凝集体を形成するか、または共有結合によってリンクされた二原子分子として見られます。
分子構造
ハロゲンは自然界では元素原子としては存在せず、二原子分子として存在します。ただし、これらはすべて、分子構造が直線的であるという共通点があり、唯一の違いは、結合の長さと分子間相互作用にあります。
線状分子XX（X 2）は、両方の原子が電子対をそれらに強く引き付けるため、不安定であるという特徴があります。どうして？その外部電子は非常に高い実効核電荷を経験するため、Zef。Zefが高いほど、リンクXXの距離は短くなります。
グループを下に移動すると、Zefは弱くなり、これらの分子の安定性が向上します。したがって、反応性の降順は、F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2です。しかし、アスタチンをフッ素と比較することは、その放射能のために十分な安定同位体が不明であるため、矛盾しています。
分子間相互作用
一方、その分子には双極子モーメントがなく、無極性です。この事実は、その弱い分子間相互作用の原因であり、その潜在力は散乱またはロンドン力であり、これは原子質量と分子面積に比例します。
このように、F 2の小分子は、固体を形成するのに十分な質量または電子を持っていません。I 2とは異なり、ヨウ素分子は紫色の蒸気を放出する固体のままです。
BR：臭素は両極端の間の中間の例を表し2分子が液体の状態で表示されるように相互作用する十分。
アスタチンは、その金属的性質が増加しているため、おそらくAt 2としてではなく、金属結合を形成するAt原子として表示されます。
その色（黄緑がかった黄色黄赤紫黒）に関して、最も適切な説明は分子軌道理論（TOM）に基づいています。最後の完全な分子軌道と最高のエネルギーを持つ次の分子軌道（反結合）との間のエネルギー的な距離は、波長が増加する光子を吸収することによって克服されます。
ハライド
ハロゲンは反応して、無機または有機のハロゲン化物を形成します。最もよく知られているのはハロゲン化水素です：フッ化水素（HF）、塩化水素（HCl）、臭化水素（HBr）、ヨウ化水素（HI）。
それらのすべてが水に溶解すると、酸性溶液が生成されます。非常に酸性であるため、HFはガラス容器を劣化させる可能性があります。さらに、それらは非常に強い酸の合成のための出発物質と考えられています。
金属の原子価に依存する化学式を持つ、いわゆる金属ハロゲン化物もあります。たとえば、アルカリ金属ハロゲン化物は式MXを持ち、その中には次のものがあります。KBr、臭化カリウム; CsF、フッ化セシウム; LiI、ヨウ化リチウム。
アルカリ土類金属、遷移金属、またはpブロックの金属のハロゲン化物は、式MX nを持ちます。ここで、nは金属の正電荷です。したがって、それらのいくつかの例は、次のとおりのFeCl 3、塩化第二鉄。MgBr 2、臭化マグネシウム; AlF 3、三フッ化アルミニウム; そしてCuI 2、ヨウ化第二銅。
ただし、ハロゲンは炭素原子と結合を形成することもできます。したがって、彼らは有機化学と生化学の複雑な世界に侵入することができます。これらの化合物は有機ハロゲン化物と呼ばれ、一般化学式RXを持ち、Xは任意のハロゲンです。
用途
塩素
業界で
-繊維産業では、羊毛を漂白および処理するために臭素と塩素が使用されているため、濡れたときの収縮を回避できます。
・吐き気の消毒剤として、また飲料水やプールの浄化に使用されます。さらに、塩素に由来する化合物は、ランドリーや製紙業界で使用されています。
-特殊なバッテリーや塩素化炭化水素の製造に使用されています。また、肉、野菜、魚、果物の加工にも使用されます。また、塩素は殺菌剤として働きます。
-それは革をきれいにし、detanify、そしてセルロースを漂白するために使用されます。三塩化窒素は、以前は小麦粉の漂白剤およびコンディショナーとして使用されていました。
-ホスフェンガス（COCl 2）は、軍用ガスの製造だけでなく、数多くの工業合成プロセスで使用されています。ホスフェンは非常に有毒であり、ガスが使用された第一次世界大戦での多数の死の原因となっています。
-このガスは殺虫剤や燻蒸剤にも含まれています。
-NaClは非常に豊富な塩で、食品の調味料や家畜や家禽の保護に使用されます。さらに、経口および静脈内の体水分補給液にも使用されます。
医学では
-薬物に結合するハロゲン原子は、それらをより親油性にします。これにより、薬物が細胞膜をより簡単に通過し、それを構成する脂質に溶解します。
-塩素は、神経伝達物質GABAの受容体にリンクされたイオンチャネルを通じて中枢神経系のニューロンに拡散し、鎮静効果をもたらします。これがいくつかの抗不安薬の作用機序です。
-HClは胃に存在し、食品加工に有利な還元環境を作り出すことによって介入します。さらに、HClは、タンパク質材料の腸管吸収の前の段階であるタンパク質の加水分解を開始する酵素であるペプシンを活性化します。
その他
-塩酸（HCl）は、バスルームの洗浄、教育研究室、および多くの産業で使用されています。
-PVC（ポリ塩化ビニル）は、衣類、床タイル、電気ケーブル、フレキシブルチューブ、パイプ、インフレータブル構造物、屋根瓦に使用される塩化ビニルポリマーです。さらに、塩素は他のプラスチック材料の製造における中間体として使用されます。
-塩素は臭素の抽出に使用されます。
-塩化メチルは麻酔機能を果たします。また、特定のシリコーンポリマーの製造や、脂肪、油、樹脂の抽出にも使用されます。
-クロロホルム（CHCl 3）は、教育から研究に至るまで、多くのラボ、特に有機化学および生化学ラボで使用される溶媒です。
・最後に塩素に関しては、金属部品の脱脂にトリクロロエチレンを使用しています。
臭素
-臭素は、金の採掘プロセスや、油井やガス井の掘削に使用されます。プラスチックおよびガス産業で難燃剤として使用されます。臭素は火を酸素から隔離し、酸素を消します。
-これは、油圧作動油、冷却剤、除湿剤、および髪を整えるための準備の製造の仲介者です。臭化カリウムは、写真用の版や紙の製造に使用されます。
-臭化カリウムは抗けいれん剤としても使用されていますが、塩が神経機能障害を引き起こす可能性があるため、その使用は減少しています。さらに、その一般的な用途のもう1つは、赤外分光法による固体サンプルの測定用チップとしてです。
-臭素化合物は、肺炎の治療に使用される薬に含まれています。さらに、臭素化合物は、アルツハイマー病を治療するために行われた試験で使用される薬物に組み込まれています。
-臭素は、石炭を燃料として使用する発電所の水銀汚染を減らすために使用されます。また、繊維業界でもさまざまな色の染料を作成するために使用されます。
-メチル臭素は土壌や家庭用燻蒸剤の殺虫剤として使用されていましたが、オゾンへの有害な影響によりその使用は制限されていました。
-ハロゲンランプは白熱灯で、少量の臭素とヨウ素を追加することで電球のサイズを小さくすることができます。
ヨウ素
-ヨウ素は、体の代謝の調節ホルモンである甲状腺の機能に関与しています。甲状腺はホルモンT3とT4を分泌し、それらはその標的器官に作用します。たとえば、心筋へのホルモン作用は血圧と心拍数の増加を引き起こします。
-また、ヨウ素はデンプンの存在を識別するために使用されます。ヨウ化銀は、写真の現像に使用される試薬です。
ふっ素
-虫歯を防ぐために、練り歯磨きにフッ化物化合物が添加されています。フッ化物の誘導体はさまざまな麻酔薬に含まれています。製薬業界では、フッ化物を薬物に組み込んで、体への影響の改善の可能性を研究しています。
・フッ酸はガラスのエッチングに使用。ハロン（フレオンなどの消火ガス）の生産にも。アルミの電解にはフッ素化合物を使用し、その精製を実現しています。
・反射防止膜はフッ素化合物を含有しています。これは、プラズマスクリーン、フラットスクリーン、マイクロエレクトロメカニカルシステムの製造に使用されます。フッ素は、一部のセラミックで使用される粘土にも存在します。
ステータス
アスタチンはヨウ素が甲状腺の機能を調節するのを助けるかもしれないと考えられています。また、その放射性同位元素（210 At）はマウスのがん研究で使用されています。
参考文献
- 職場での健康と安全の百科事典。ハロゲンとその化合物。。から取られる：
- employee.gob.es
- 化学LibreTexts。グループ17：ハロゲンの一般特性。取得元：chem.libretexts.org
- ウィキペディア。（2018）。ハロゲン。取得元：en.wikipedia.org
- ジム・クラーク。（2015年5月）。グループ7の元素（ハロゲン）の原子および物理特性。出典：chemguide.co.uk
- Whitten、KW、Davis、RE、Peck、MLおよびStanley、GG Chemistry（2003）、第8版。Cengage Learning。
- 要素。ハロゲン 取得元：elements.org.es
- ブラウン、ローレル。（2017年4月24日）。ハロゲン特性。サイエンス。回収元：sciencing.com