ГАЛОГЕНОВАНІ ПОХІДНІ: ВЛАСТИВОСТІ, СПОСОБИ ВИКОРИСТАННЯ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Ці галогеновані похідні є ті сполуки , які мають атом галогену; тобто будь-який з елементів групи 17 (F, Cl, Br, I). Ці елементи відрізняються від решти більш електронегативними, утворюючи різноманітні неорганічні та органічні галогеніди.

На зображенні нижче показані газоподібні молекули галогенів. Зверху вниз: фтор (F ₂ ), хлор (Cl ₂ ), бром (Br ₂ ) та йод (I ₂ ). Кожен з них має здатність реагувати з переважною більшістю елементів, навіть між спорідненими з однієї групи (міжгалогени).

Таким чином, галогеновані похідні мають формулу MX, якщо це галогенід металу, RX, якщо він є алкілом, і ArX, якщо він є ароматичним. Останні два входять до категорії органічних галогенідів. Стабільність цих сполук вимагає енергетичної «користі» порівняно з вихідною молекулою газу.

Як правило, фтор утворює більш стійкі галогеновані похідні, ніж йод. Причина пов’язана з різницею між їх атомними радіусами (фіолетові сфери більш об’ємні, ніж жовті).

Зі збільшенням радіусу атома перекриття орбіталей між галогеном та іншим атомом бідніше, а отже, зв’язок слабший.

Номенклатура

Правильний спосіб назви цих сполук залежить від того, неорганічні вони чи органічні.

Неорганічний

Галогеніди металів складаються з зв’язку, іонного або ковалентного, між галогеном X і металом M (з груп 1 і 2, перехідними металами, важкими металами тощо).

У цих сполуках усі галогени мають стан окислення -1. Чому? Оскільки його валентні настройки ns ² np ^5.

Тому їм потрібно набрати лише один електрон, щоб завершити валентний октет, а метали окислюються, даючи їм електрони, які вони мають.

Таким чином, фтор залишається як F ^- , фторид; Cl ^- , хлорид; Br ^- , бромід; і I ^- , йодид. MF було б названо: (назва металу) фторидом (n), де n - валентність металу лише тоді, коли в ньому більше одного. Що стосується металів груп 1 і 2, то валентність називати не обов’язково.

Приклади

- NaF: фторид натрію.

- CaCl ₂ : хлорид кальцію.

- AgBr: бромід срібла.

- ZnI ₂ : йодид цинку.

- CuCl: хлорид міді (I).

- CuCl ₂ : мідь (II) хлорид.

- TiCl ₄ : хлорид титану (IV) або тетрахлорид титану.

Однак водень і неметали - навіть самі галогени - також можуть утворювати галогеніди. У цих випадках валентність неметалу в кінці не називається:

- PCl ₅ : пентахлорид фосфору.

- BF ₃ : трифторид бору.

- AlI ₃ : трийодид алюмінію.

- HBr: бромід водню.

- ЯКЩО ₇ : Гептафторид йоду.

Органічні

Незалежно від того, RX це або ArX, галоген ковалентно приєднаний до атома вуглецю. У цих випадках галогени згадуються по імені, а решта номенклатури залежить від молекулярної структури R або Ar.

Для найпростішої органічної молекули метану (CH ₄ ) шляхом заміни Н на Cl отримують такі похідні:

- CH ₃ Cl: хлорметан.

- CH ₂ Cl ₂ : дихлорметан.

- CHCl ₃ : трихлорметан (хлороформ).

- CCl ₄ : тетрахлорметан (вуглець (IV) хлорид або тетрахлорид вуглецю).

Тут R складається з одного атома вуглецю. Так, для інших аліфатичних ланцюгів (лінійних або розгалужених) зараховується кількість вуглецю, з якого він пов'язаний з галогеном:

CH ₃ CH ₂ CH ₂ F: 1-фторпропан.

Прикладом, наведеним вище, був первинний алкіл галогенід. У випадку, якщо ланцюг розгалужений, вибирається найдовша ланцюг, що містить галоген, і починається підрахунок, залишаючи найменше можливе число:

3-метил-5-бромогексан

Те саме відбувається з іншими заступниками. Аналогічно, для ароматичних галогенідів називають галоген і далі решту структури:

На верхньому зображенні зображена сполука, яка називається бромобензолом, атом брому виділений коричневим кольором.

Властивості

Неорганічні галогеніди

Неорганічні галогеніди - це іонні або молекулярні тверді речовини, хоча перші є більш рясними. Залежно від взаємодій та іонних радіусів MX, він буде розчинним у воді чи інших менш полярних розчинниках.

Неметалічні галогеніди (як галогеніди бору), як правило, кислоти Льюїса, це означає, що вони приймають електрони до утворення комплексів. З іншого боку, галогеніди водню (або галогеніди), розчинені у воді, утворюють те, що відоме як гідрациди.

Точки його плавлення, кипіння або сублімації припадають на електростатичну або ковалентну взаємодію металу або неметалу з галогеном.

Так само іонні радіуси відіграють важливу роль у цих властивостях. Наприклад, якщо M ⁺ і X ^- однакові за розміром, їх кристали будуть більш стійкими.

Органічні галогеніди

Вони полярні. Чому? Тому що різниця електронегативностей між С та галогеном створює постійний полярний момент у молекулі. Аналогічно, це зменшується, коли група 17 спадає, від зв'язку C - F до C - I.

Незалежно від молекулярної структури R або Ar, зростаюча кількість галогенів має прямий вплив на точки кипіння, оскільки вони збільшують молярну масу та міжмолекулярні взаємодії (RC - XX - CR). Більшість не змішуються з водою, але можуть розчинятися в органічних розчинниках.

Програми

Використання галогенованих похідних може резервувати власний текст. Молекулярні «партнери» галогенів є ключовим фактором, оскільки їх властивості та реактивність визначають використання похідної.

Таким чином, серед великого різноманіття можливих застосувань виділяються наступні:

- Молекулярні галогени використовуються для створення галогенних цибулин, де він контактує з вольфрамовою ниткою розжарення. Мета цієї суміші полягає у взаємодії галогену X з випареним вольфрамом. Таким чином уникається його осадження на поверхні цибулини, що гарантує їй довший термін експлуатації.

- Солі фтору використовуються при фторування води та зубних паст.

- гіпохлорити натрію та кальцію - два активні агенти в комерційних відбілюючих розчинах (хлор).

- Хоча вони пошкоджують озоновий шар, хлорофторвуглеводні (ХФУ) застосовуються в аерозолях та холодильних системах.

- Вінілхлорид (CH ₂ = CHCl) є мономером полівінілхлоридного (ПВХ) полімеру. З іншого боку, тефлон, який використовується як антипригарний матеріал, складається з полімерних ланцюгів тетрафторетилену (F ₂ C = CF ₂ ).

- Вони використовуються в аналітичній хімії та органічному синтезі для різних цілей; серед них синтез наркотиків.

Додаткові приклади

На верхньому зображенні зображено гормон щитовидної залози, який відповідає за вироблення тепла, а також за загальний обмін речовин в організмі. Ця сполука є прикладом галогенованого похідного, присутнього в організмі людини.

Серед інших галогенованих сполук згадуються наступні:

- Діхлордіфенілтрихлоретан (ДДТ), ефективний інсектицид, але має серйозні наслідки для навколишнього середовища.

- Хлорид олова (SnCl ₂ ), що використовується як відновник.

- Хлоретан або 1-хлоретан (CH ₃ CH ₂ Cl), знеболюючий засіб для місцевого використання, який діє швидко, охолоджуючи шкіру.

- дихлоретилен (ClCH = CClH) і тетрахлоретилен (Cl ₂ C = CCl ₂ ), що використовуються як розчинники в промисловості хімчистки.

Список літератури

1. Доктор Іан Хант. Основні органічні номенклатури IUPACГалоалкани / алкільні галогеніди. Отримано 4 травня 2018 року з: chem.ucalgary.ca
2. Річард К. Бенкс. (Серпень 2000 р.). Номенклатура органічних галогенідів. Отримано 04 травня 2018 року з: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Органічні галогенні сполуки. Отримано 04 травня 2018 року з: chemistryexplained.com
4. Органічні галогенні сполуки. Отримано 04 травня 2018 року з: 4college.co.uk
5. Доктор Сехам Альтерарі. (2014). Органічні галогенні сполуки. Отримано 04 травня 2018 року з: fac.ksu.edu.sa
6. Кларк Дж. Фізичні властивості алкільних галогенідів. Отримано 4 травня 2018 року з: chem.libretexts.org
7. Доктор Манал К. Рашид. Органічні галогеніди. Отримано 4 травня 2018 року з: comed.uobaghdad.edu.iq