हॉगेंस: गुण, संरचना और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

हैलोजन समूह VIIa या आवर्त सारणी की 17 से संबंधित धातु तत्वों नहीं हैं। उनके पास इलेक्ट्रोनगेटिविटीज और उच्च इलेक्ट्रॉनिक समानताएं हैं, जो धातुओं के साथ उनके बांड के आयनिक चरित्र को बहुत प्रभावित करती हैं। 'हैलोजेन' शब्द ग्रीक मूल का है और इसका अर्थ है 'नमक बनाने वाले'।

लेकिन ये हलोजन क्या हैं? फ्लोरीन (F), क्लोरीन (Cl), ब्रोमीन (Br), आयोडीन (I) और रेडियोधर्मी और अल्पकालिक तत्व astatine (At)। वे इतने प्रतिक्रियाशील हैं कि वे एक दूसरे के साथ डायटोमिक अणु बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं: एफ ₂, क्ल ₂, ब्र ₂, आई _2, और एट ₂ । इन अणुओं की विशेषता समान संरचनात्मक गुणों (रैखिक अणुओं) से होती है, हालांकि विभिन्न भौतिक अवस्थाओं के साथ।

स्रोत: डब्ल्यू। ओलेन द्वारा, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

ऊपर की छवि में तीन हैलोजन दिखाए गए हैं। बाएं से दाएं: क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन। कांच के कंटेनरों में न तो फ्लोरीन और न ही असाटीन संग्रहित किया जा सकता है, क्योंकि उत्तरार्द्ध इसकी संक्षारकता का विरोध नहीं करता है। ध्यान दें कि हैलोजेन के ऑर्गेनोलेप्टिक गुण कैसे बदल जाते हैं क्योंकि एक अपने समूह को तत्व आयोडीन तक ले जाता है।

फ्लोरीन पीले रंग के रंग के साथ एक गैस है; क्लोरीन भी, लेकिन हरा-पीला; ब्रोमिन एक गहरे लाल रंग का तरल है; आयोडीन, बैंगनी ओवरटोन के साथ एक काला ठोस; और एस्टैटीन, एक अंधेरे, चमकदार धातु ठोस।

हॉगेंस आवधिक तालिका के लगभग सभी तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, यहां तक ​​कि कुछ महान गैसों (जैसे क्सीनन और क्रिप्टन) के साथ भी। जब वे करते हैं, तो वे परमाणुओं को अपने सबसे सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में ऑक्सीकरण कर सकते हैं, उन्हें शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंटों में बदल सकते हैं।

वे अणुओं पर विशिष्ट गुण प्रदान करते हैं जब वे अपने कुछ परमाणुओं को बांधते हैं या प्रतिस्थापित करते हैं। इस प्रकार के यौगिकों को हलिड्स कहा जाता है। वास्तव में, हलोजन हैलोजन का मुख्य प्राकृतिक स्रोत है, और उनमें से कई समुद्र में भंग हो जाते हैं या एक खनिज का हिस्सा होते हैं; ऐसा ही फ्लोराइट (सीएएफ ₂) का मामला है ।

हैलोजेन और हैलिड्स के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है; औद्योगिक या तकनीकी से, केवल कुछ खाद्य पदार्थों जैसे रॉक सॉल्ट (सोडियम क्लोराइड) के स्वाद को उजागर करना।

भौतिक और रासायनिक गुण

परमाणु भार

फ्लोरीन (एफ) 18.99 ग्राम / मोल; क्लोरीन (Cl) 35.45 ग्राम / मोल; ब्रोमिन (Br) 79.90 ग्राम / मोल; आयोडीन (I) 126.9 g / mol और Astate (At) 210 g / mol,

भौतिक अवस्था

गैसीय चरण; सीएल गैस; तरल ब्र; मैं ठोस और ठोस।

रंग

एफ, पीला पीला-भूरा; सीएल, पीला हरा; ब्र, लाल-भूरे रंग; मैं, वायलेट और एट, धातु काले * * (ग्रहण)

गलनांक

एफ -219.6 डिग्री सेल्सियस; Cl -101.5 ° C; Br -7.3 ° C; I 113.7º C और 302º C पर।

क्वथनांक

एफ -118.12 डिग्री सेल्सियस; Cl -34.04 ° C; Br 58.8 ° C; I 184.3º C और? 3374 C।

25º C पर घनत्व

एफ- 0.0017 ग्राम / सेमी ³; क्ल- 0.0032 ग्राम / सेमी ³; ब्र- 3.102 ग्राम / सेमी ³; I- 4.93 ग्राम / सेमी ³ और एट- 6.2-6.5 ग्राम / सेमी ³

जल में घुलनशीलता

Cl- 0.091 mmol / cm ³; Br- 0.21 mmol / cm ³ और I- 0.0013 mmol / cm ³ ।

आयनीकरण ऊर्जा

एफ- 1,681 केजे / मोल; Cl- 1,251 kJ / मोल; ब्र- 1,140 केजे / मोल; I- 1.008 kJ / mol और At- 890 kJ / mol।

वैद्युतीयऋणात्मकता

एफ- 4.0; Cl- 3.0; Br- 2.8; I- 2.5 और At- 2.2।

हॉगेंस के वैलेंस शेल में 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉन हासिल करने की उनकी बड़ी उत्सुकता होती है। इसके अलावा, हैलोजेन में उनके छोटे परमाणु रेडी के कारण उच्च विद्युतीयता है और महान आकर्षण है जो नाभिक वैलेंस इलेक्ट्रॉनों पर बाहर निकलता है।

जेट

हॉगेंस अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, जो तब उनकी विषाक्तता की व्याख्या करेंगे। इसके अलावा, वे ऑक्सीकरण एजेंट हैं।

प्रतिक्रियाशीलता का घटता क्रम है: F> Cl> Br> I> At।

प्रकृति में स्थित

उनकी महान प्रतिक्रिया के कारण, हलोजन परमाणु प्रकृति में स्वतंत्र नहीं हैं; बल्कि, वे समुच्चय के रूप में पाए जाते हैं या सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े डायटोमिक अणुओं के रूप में।

आणविक संरचनाएं

हैलोजन प्रकृति में परमाणु परमाणुओं के रूप में नहीं, बल्कि डायटोमिक अणुओं के रूप में मौजूद हैं। हालाँकि, वे सभी आम हैं कि उनके पास एक रेखीय आणविक संरचना है, और एकमात्र अंतर उनके बांडों की लंबाई और उनके अंतःप्रेरणीय अंतःक्रियाओं में निहित है।

रैखिक अणुओं XX (X ₂) को अस्थिर होने की विशेषता है, क्योंकि दोनों परमाणु दृढ़ता से इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी को उनकी ओर आकर्षित करते हैं। क्यों? क्योंकि इसके बाहरी इलेक्ट्रॉनों को एक बहुत ही प्रभावी परमाणु प्रभार, Zef का अनुभव होता है। उच्चतर Zef, लिंक XX की दूरी जितनी छोटी होगी।

जैसे ही एक समूह नीचे जाता है, Zef कमजोर हो जाता है और इन अणुओं की स्थिरता बढ़ जाती है। इस प्रकार, प्रतिक्रियाशीलता का घटता क्रम है: F ₂ > Cl ₂ > Br ₂ > I ₂ । हालांकि, फ्लोरीन के साथ एस्टैटाइन की तुलना करना असंगत है, क्योंकि इसकी रेडियोधर्मिता के कारण पर्याप्त रूप से स्थिर आइसोटोप अज्ञात हैं।

इंटरमॉलिक्युलर बातचीत

दूसरी ओर, इसके अणुओं में एक द्विध्रुवीय क्षण की कमी होती है, जो कि एपोलर है। यह तथ्य इसके कमजोर अंतः-आणविक इंटरैक्शन के लिए जिम्मेदार है, जिसका एकमात्र अव्यक्त बल बिखरने या लंदन बल है, जो परमाणु द्रव्यमान और आणविक क्षेत्र के लिए आनुपातिक है।

इस तरह, एफ ₂ के छोटे अणु में एक ठोस बनाने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान या इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। I _{2 के} विपरीत, आयोडीन अणु, जो फिर भी एक ठोस रहता है जो बैंगनी वाष्प देता है।

ब्रोमीन दो चरम सीमाओं के बीच एक मध्यवर्ती उदाहरण का प्रतिनिधित्व करता है: ब्र ₂ अणु एक तरल अवस्था में प्रकट होने के लिए पर्याप्त बातचीत करते हैं।

संभवतः बढ़ते धात्विक चरित्र के कारण एस्टैटीन एट _{2 के} रूप में प्रकट नहीं होता है, लेकिन एटॉमिक के रूप में धात्विक बंधन होते हैं।

इसके रंगों (पीले-हरे-पीले-लाल-बैंगनी-काले) के बारे में, सबसे उपयुक्त स्पष्टीकरण आणविक कक्षीय सिद्धांत (टीओएम) पर आधारित है। अंतिम पूर्ण आणविक कक्षीय के बीच ऊर्जावान दूरी, और उच्चतम ऊर्जा (एंटी-बॉन्ड) के साथ अगले एक, बढ़ती तरंग दैर्ध्य के साथ एक फोटॉन को अवशोषित करके दूर किया जाता है।

halides

हैलोजेंस हलोजन बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, या तो अकार्बनिक या कार्बनिक। सबसे अच्छा ज्ञात हाइड्रोजन हालिड्स हैं: हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ), हाइड्रोजन क्लोराइड (एचसीएल), हाइड्रोजन ब्रोमाइड (एचबीआर) और हाइड्रोजन आयोडाइड (एचआई)।

उन सभी को पानी में घोलने से एसिड के घोल उत्पन्न होते हैं; इतना अम्लीय कि एचएफ किसी भी ग्लास कंटेनर को नीचा दिखा सकता है। इसके अलावा, उन्हें बेहद मजबूत एसिड के संश्लेषण के लिए शुरुआती सामग्री माना जाता है।

तथाकथित धातु हाले भी हैं, जिनमें रासायनिक सूत्र हैं जो धातु की वैधता पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, क्षार धातु हलाइड्स में सूत्र एमएक्स है, और उनमें से हैं: NaCl, सोडियम क्लोराइड; केबीआर, पोटेशियम ब्रोमाइड; CsF, सीज़ियम फ्लोराइड; और LiI, लिथियम आयोडाइड।

क्षारीय पृथ्वी धातुओं, संक्रमण धातुओं या पी ब्लॉक के धातुओं के सूत्र में एमएक्स _{एन होता है}, जहां एन धातु का सकारात्मक चार्ज है। इस प्रकार, उनमें से कुछ उदाहरण हैं: FeCl ₃, फेरिक ट्राइक्लोराइड; एमजीबीआर ₂, मैग्नीशियम ब्रोमाइड; AlF ₃, एल्यूमीनियम ट्राइफ्लोराइड; और क्यूई ₂, कप आयोडाइड।

हालांकि, हैलोजन कार्बन परमाणुओं के साथ बांड भी बना सकते हैं; इसलिए, वे कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन की जटिल दुनिया में घुस सकते हैं। इन यौगिकों को आर्गेनिक हलाइड्स कहा जाता है, और इनमें सामान्य रासायनिक सूत्र आरएक्स, एक्स होते हैं जो किसी भी हैलोजेन के होते हैं।

अनुप्रयोग

क्लोरीन

उद्योग में

-ब्रोमीन और क्लोरीन का उपयोग कपड़ा उद्योग में ऊन को ब्लीच करने और उपचार करने के लिए किया जाता है, इस प्रकार गीला होने पर इसके संकोचन से बचा जाता है।

-यह डिट्रिटस के कीटाणुनाशक के रूप में और पीने के पानी और स्विमिंग पूल के शुद्धिकरण के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, क्लोरीन से प्राप्त यौगिकों का उपयोग लॉन्ड्रीज़ और पेपर उद्योग में किया जाता है।

-यह विशेष बैटरी और क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन के निर्माण में उपयोग पाता है। इसका उपयोग मांस, सब्जियों, मछली और फलों के प्रसंस्करण में भी किया जाता है। इसके अलावा, क्लोरीन एक जीवाणुनाशक एजेंट के रूप में काम करता है।

-इसका इस्तेमाल चमड़े को साफ करने और उसे साफ करने, और सेल्यूलोज को ब्लीच करने के लिए किया जाता है। नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड को पहले आटा ब्लीच और कंडीशनर के रूप में इस्तेमाल किया जाता था।

-होस्फेन गैस (COCl ₂) का उपयोग कई औद्योगिक संश्लेषण प्रक्रियाओं में, साथ ही साथ सैन्य गैसों के निर्माण में किया जाता है। फॉस्फीन बहुत विषाक्त है और डब्ल्यूडब्ल्यूआई में कई मौतों के लिए जिम्मेदार है, जहां गैस का उपयोग किया गया था।

-यह गैस कीटनाशक और फ्यूमिगेंट्स में भी पाई जाती है।

-NCl एक बहुत ही प्रचुर मात्रा में नमक है जो मौसम के भोजन और पशुधन और मुर्गी के संरक्षण में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, यह शरीर के निर्जलीकरण तरल पदार्थ में, दोनों मौखिक रूप से और अंतःशिरा में उपयोग किया जाता है।

चिकित्सा में

-दवाओं को बांधने वाले हैलोजन के परमाणु उन्हें अधिक लिपोफिलिक बनाते हैं। यह दवाओं को अधिक आसानी से कोशिका झिल्ली को पार करने की अनुमति देता है, जो इसे बनाने वाले लिपिड में भंग कर देता है।

-क्लोराइन, न्यूरोट्रांसमीटर GABA के लिए रिसेप्टर्स से जुड़े आयन चैनलों के माध्यम से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के न्यूरॉन्स में फैलता है, इस प्रकार एक शामक प्रभाव पैदा करता है। यह कई चिंताजनक क्रियाओं की क्रिया का तंत्र है।

-HCl पेट में मौजूद है, जहाँ यह खाद्य प्रसंस्करण के अनुकूल वातावरण को कम करके हस्तक्षेप करता है। इसके अलावा, एचसीएल पेप्सिन को सक्रिय करता है, एक एंजाइम जो प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस को शुरू करता है, प्रोटीन सामग्री के आंतों के अवशोषण से पहले एक चरण।

अन्य

-हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) का उपयोग बाथरूम की सफाई में, शिक्षण और अनुसंधान प्रयोगशालाओं में और कई उद्योगों में किया जाता है।

-पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड) एक विनाइल क्लोराइड पॉलीमर है जिसका इस्तेमाल कपड़ों, फ्लोर टाइल्स, इलेक्ट्रिकल केबल, लचीली ट्यूब, पाइप, inflatable स्ट्रक्चर और रूफ टाइल्स में किया जाता है। इसके अलावा, क्लोरीन का उपयोग अन्य प्लास्टिक सामग्री के निर्माण में एक मध्यवर्ती के रूप में किया जाता है।

-क्लोरिन का उपयोग ब्रोमीन के निष्कर्षण में किया जाता है।

-मेथाइल क्लोराइड एक एनेस्थेटिक फंक्शन करता है। इसका उपयोग कुछ सिलिकॉन पॉलिमर के निर्माण और वसा, तेल और रेजिन के निष्कर्षण में भी किया जाता है।

-च्लोरोफॉर्म (सीएचसीएल ₃) कई प्रयोगशालाओं में इस्तेमाल किया जाने वाला एक विलायक है, विशेष रूप से जैविक रसायन विज्ञान और जैव रसायन प्रयोगशालाओं में, शिक्षण से लेकर अनुसंधान तक।

-और अंत में क्लोरीन के संबंध में, ट्राइक्लोरोइथीलीन का उपयोग धातु के हिस्सों को कम करने के लिए किया जाता है।

ब्रोमिन

-ब्रोमाइन का इस्तेमाल सोने के खनन की प्रक्रिया में और तेल और गैस के कुओं की ड्रिलिंग में किया जाता है। इसका उपयोग प्लास्टिक और गैस उद्योगों में ज्वाला मंदक के रूप में किया जाता है। ब्रोमीन ऑक्सीजन से आग को अलग कर देता है जिससे यह बाहर निकल जाता है।

-यह हाइड्रोलिक तरल पदार्थ, शीतलन और dehumidifying एजेंटों के निर्माण में एक मध्यस्थ है और बालों को आकार देने की तैयारी करता है। पोटेशियम ब्रोमाइड का उपयोग फोटोग्राफिक प्लेट और पेपर के निर्माण में किया जाता है।

-पोटेशियम ब्रोमाइड को एक एंटीकॉन्वेलसेंट के रूप में भी इस्तेमाल किया जाता है, लेकिन इस संभावना के कारण कि नमक न्यूरोलॉजिकल डिसफंक्शन पैदा कर सकता है। इसके अतिरिक्त, इसका एक और सामान्य उपयोग अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी से ठोस नमूनों की माप के लिए एक चिप के रूप में है।

-नमोनिया के इलाज के लिए इस्तेमाल होने वाली दवाओं में ब्रोमीन यौगिक मौजूद होते हैं। इसके अलावा, ब्रोमीन यौगिकों को अल्जाइमर रोग के इलाज के लिए किए गए परीक्षणों में उपयोग की जाने वाली दवाओं में शामिल किया गया है।

-ब्रोमाइन का इस्तेमाल बिजली संयंत्रों में पारे के प्रदूषण को कम करने के लिए किया जाता है जो ईंधन के रूप में कोयले का उपयोग करते हैं। इसका उपयोग कपड़ा उद्योग में विभिन्न रंगों के रंगों को बनाने के लिए भी किया जाता है।

-मेथिल ब्रोमीन को मिट्टी और घरेलू धूमन के लिए कीटनाशक के रूप में इस्तेमाल किया गया था, लेकिन ओजोन पर इसके हानिकारक प्रभाव ने इसके उपयोग को सीमित कर दिया है।

-लोजन लैंप गरमागरम हैं और ब्रोमीन और आयोडीन की छोटी मात्रा के अलावा बल्बों के आकार में कमी की अनुमति देता है।

आयोडीन

-आयोडीन थायरॉयड ग्रंथि के कामकाज में शामिल है, जो शरीर के चयापचय का एक नियामक हार्मोन है। थायरॉइड ग्रंथि हार्मोन T3 और T4 को गुप्त करती है, जो इसके लक्षित अंगों पर कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, हृदय की मांसपेशियों पर हार्मोनल क्रिया रक्तचाप और हृदय गति में वृद्धि का कारण बनती है।

-इसके अलावा, स्टार्च की उपस्थिति की पहचान करने के लिए आयोडीन का उपयोग किया जाता है। सिल्वर आयोडाइड तस्वीरों के विकास में इस्तेमाल होने वाला एक अभिकर्मक है।

एक अधातु तत्त्व

गुहाओं को रोकने के लिए कुछ फ्लोराइड यौगिकों को टूथपेस्ट में जोड़ा जाता है। फ्लोराइड के डेरिवेटिव विभिन्न एनेस्थेटिक्स में मौजूद हैं। दवा उद्योग में, फ्लोराइड को शरीर पर इसके प्रभावों में संभावित सुधार का अध्ययन करने के लिए दवाओं में शामिल किया गया है।

-हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड का उपयोग कांच को खोदने के लिए किया जाता है। इसके अलावा हैलॉन्स (आग बुझाने वाली गैसों, जैसे फ्रीन) के उत्पादन में भी। इसकी शुद्धि प्राप्त करने के लिए एल्यूमीनियम के इलेक्ट्रोलिसिस में एक फ्लोरीन यौगिक का उपयोग किया जाता है।

-एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स में एक फ्लोरीन यौगिक होता है। इसका उपयोग प्लाज्मा स्क्रीन, फ्लैट स्क्रीन और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के निर्माण में किया जाता है। कुछ सिरेमिक में इस्तेमाल की गई मिट्टी में फ्लोरीन भी मौजूद होता है।

Astatus

यह सोचा जाता है कि थायरॉयड ग्रंथि के कामकाज को विनियमित करने में एस्टैटीन आयोडीन की मदद कर सकता है। इसके अलावा, इसके रेडियोधर्मी आइसोटोप (²¹⁰ एट) का उपयोग चूहों में कैंसर के अध्ययन में किया गया है।

संदर्भ

1. काम पर स्वास्थ्य और सुरक्षा का विश्वकोश। हॉगेंस और उनके यौगिक। । से लिया गया:
2. employment.gob.es
3. रसायन शास्त्र LibreTexts। समूह 17: हैलोजेन के सामान्य गुण। से लिया गया: chem.libretexts.org
4. विकिपीडिया। (2018)। हैलोजन। से लिया गया: en.wikipedia.org
5. जिम क्लार्क। (मई 2015)। समूह 7 तत्वों के परमाणु और भौतिक गुण (हॉगेंस)। से लिया गया: chemguide.co.uk
6. Whitten, किलोवाट, डेविस, आरई, पेक, एमएल और स्टेनली, जीजी केमिस्ट्री (2003), 8 वां संस्करण। सेनगेज लर्निंग।
7. तत्वों। हैलोजन से लिया गया: element.org.es
8. ब्राउन, लॉरेल। (24 अप्रैल, 2017)। हलोजन लक्षण। Sciencing। से पुनर्प्राप्त: Sciencing.com