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할로겐은 주기율표의 19족(이전에는 VIIA족)에서 발견되는 5~6개의 비금속 원소의 그룹입니다. 그것은 모든 살아있는 시스템에서 세포의 기능에 대한 생물학적 수준에서의 중요성뿐만 아니라 다양한 응용 프로그램으로 인해 매우 중요한 요소 그룹 으로 구성됩니다.
이 원소 그룹은 귀금속 그룹의 바로 오른쪽에 있으며, 이것이 바로 알려진 가장 안정적인 전자 구성에 해당하는 전체 옥텟 전자 구성을 획득하는 데 한 단계 밖에 없는 이유입니다.
할로겐의 일반적인 특성
할로겐에는 비금속 특성이 더 큰 원소 또는 금속 특성이 덜한 원소가 포함됩니다. 가장 대표적인 물리적 및 화학적 특성은 다음과 같습니다.
그들은 전기 음성도가 높은 요소입니다.
희가스에 대한 주기율표의 근접성은 이러한 원소가 옥텟을 완성하기 위해 추가 전자를 포획하려는 강한 경향이 있음을 의미합니다. 또한 주기율표를 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 유효 핵전하가 커지기 때문에 전자를 더 강하게 끌어당길 수 있다. 결과적으로 그룹의 첫 번째 원소인 불소는 주기율표에서 가장 전기음성도가 높은 원소입니다 .
원자가 전자 구성은 ns 2 np 5
주기율표의 대표 원소 중 VII 족에 속하기 때문에 할로겐은 원자가 껍질의 syp 오비탈에 7 개의 전자를 가지고 있습니다. 결과적으로, 그들은 ns 2 np 5 의 원자가 껍질 구성을 가지며 , 여기서 n은 각 원소의 주기와 일치하는 원자가 껍질 에너지 준위를 나타냅니다.
모두 원자가 -1 공유
이러한 비금속 원소의 가장 일반적인 원자가는 -1인데, 이 원자가로 비활성 기체의 전자 구성을 획득하기 때문입니다. 또한 불소를 제외한 모든 할로겐은 +1, +3, +5 및 +7인 양의 원자가 세트를 공유합니다.
그들은 높은 이온화 에너지를 가지고 있습니다.
위에서 표현한 것과 같은 이유로 이들 원소의 원자가 껍질에서 전자를 제거하여 양이온으로 전환시키는 것은 매우 어렵습니다. 결과적으로 높은 이온화 에너지를 갖게 됩니다.
그들은 높은 전자 친화력을 가지고 있습니다.
1가 음이온이 되기 위한 전자의 포획은 원자가 껍질(매우 안정적이고 따라서 낮은 에너지 구성임)을 채우는 것을 포함하기 때문에 할로겐은 이 과정에서 많은 에너지를 방출합니다. 따라서 전자 친화 도가 높습니다 .
그들은 녹는점과 끓는점이 낮습니다.
대부분의 비금속과 마찬가지로 이러한 원소의 녹는점과 끓는점은 상대적으로 낮습니다. 그 중 두 가지는 정상 온도 및 압력 조건에서 기체이고 세 번째는 액체이며 후자만 고체입니다.
그들은 매우 반응적인 요소입니다
어떤 할로겐도 자연에서 자유 형태 또는 원소 형태로 발견되지 않습니다. 그들은 항상 다른 유형의 유기 및 무기 화합물을 형성하는 다른 원소와 결합됩니다. 이는 높은 반응성과 강한 산화 특성 때문입니다.
그들은 모두 이원자 기본 분자를 형성합니다.
원소 형태에서 할로겐은 단원자 종으로서 안정적이지 않습니다. 대신, 그들은 각 원자가 하나의 전자에 기여하는 순수한 단일 공유 결합에 의해 함께 유지되는 이원자 분자를 형성합니다.
할로겐 원소 목록
할로겐 그룹은 원자 번호에 따라 가장 낮은 것부터 높은 순서로 다음과 같은 원소로 구성됩니다.
- 불소(F)
- 염소(Cl)
- 브롬(Br)
- 요오드(I)
- 아스타투스(As)
- 테네수스(Ts)
불소(F)
주기율표의 9번 원소이며 할로겐 그룹의 첫 번째 구성원입니다. 그것은 알려진 가장 전기음성적인 원소이며, 이것이 그룹의 다른 구성원과 달리 양의 원자가를 얻을 수 없는 이유입니다(불소에서 전자를 제거할 수 있는 다른 원소는 없습니다). 원소 상태에서는 매우 독성이 강하고 자극적인 노란색 이원자 가스입니다.
염소(Cl)
염소는 주기율표의 17번 원소이며 세 번째 주기의 할로겐에 해당합니다. 정상적인 비등점은 -34.04 °C에 불과하여 상온에서 기체 상태입니다. 이 상태에서는 이 색상을 설명하는 데 사용되는 그리스어 용어인 클로로스 에서 유래한 이름의 원인이 되는 황록색 착색이 있습니다 . 염소와 불소는 지구상에서 가장 풍부한 두 가지 할로겐입니다. 첫 번째는 행성의 대양과 바다의 짠 물과 지구의 지각에서 발견되는 여러 광물에 용해된 이온 형태로 주로 발견됩니다.
브롬(Br)
브롬은 할로겐 계열의 유일한 액체 구성원입니다. 1atm 압력에서 58.8 °C에서 끓는 진한 갈색 액체입니다. 순수한 상태에서는 특유의 불쾌한 냄새가 납니다. 이 원소는 루이스 산/염기 특성으로 인해 유기 합성에서 매우 중요합니다.
요오드(I)
그것은 할로겐 그룹의 네 번째 원소에 해당하며 정상적인 조건에서 고체 형태로 발생하는 그룹의 첫 번째입니다. 그것은 강렬한 보라색, 거의 검은 색을 가진 결정질 고체입니다 (이름을 얻음). 고체는 정상적인 조건에서는 녹지 않지만 승화되어 바로 기체 상태가 됩니다. 많은 요오드 염은 살균 특성을 가지고 있기 때문에 일부 약제에서 요오드 염이 중요한 성분입니다.
아스타투스(As)
아스타투스(astatus)라는 이름은 불안정하다는 의미의 그리스어 아스타투스(astatus) 에서 유래되었습니다 . 이 이름은 1940년 발견자인 Dale R. Corson, Kenneth Ross 및 Emilio Segrè가 입자 가속기에서 핵융합으로 얻은 방사성 원소라는 이유로 만들어졌습니다. 이런 방식으로 발견되었음에도 불구하고 지각의 일부 장소에서 매우 소량이지만 발견될 수 있기 때문에 합성 원소가 아닙니다. 사실, 이것은 전체 주기율표에서 가장 희귀한 자연 원소이며, 다른 무거운 원소의 방사성 붕괴의 결과로 아스타틴 핵이 지속적으로 형성되는 다른 원소의 퇴적물에서만 검출 가능한 양으로 발견됩니다.
테네수스(Ts)
Tenesus는 Ununseptium으로 발견되기 전에 알려진 합성 요소입니다. 주기율표의 117번 원소이며 입자 가속기에서 합성된 두 번째로 무거운 원소입니다. 최근인 2010년이 되어서야 몇몇 핵 연구 실험실에서 117번 원소를 성공적으로 식별했습니다. 이러한 실험실 중에는 미국 테네시 주에 위치한 실험실인 Oak Ridge 국립 실험실이 있으며, 이 실험실에서 이름을 얻었습니다.
이 기사의 시작 부분에서 할로겐이 5개 또는 6개의 원소로 구성되어 있다고 언급한 이유는 이 마지막 원소의 특성에 대해 알려진 것이 거의 없기 때문입니다. 실험적으로 화학적 특성을 결정할 수 있을 만큼 충분한 양으로 합성된 적이 없으므로 할로겐으로 구성되어 있는지 여부에 대한 아이디어가 있습니다. 그러나 일부 물리적 및 화학적 특성의 주기적인 경향과 일부 이론적 계산을 기반으로 할 때 이 원소는 할로겐보다 더 준금속처럼 거동해야 한다고 믿어집니다.
참조
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