DERIVAȚI HALOGENAȚI: PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

De Derivații halogenați sunt acei compuși care posedă un atom de halogen; adică oricare dintre elementele din grupa 17 (F, Cl, Br, I). Aceste elemente diferă de celelalte fiind mai electronegative, formând o varietate de halogenuri anorganice și organice.

Imaginea de mai jos arată moleculele gazoase ale halogenilor. De sus în jos: fluor (F ₂ ), clor (Cl ₂ ), brom (Br ₂ ) și iod (I ₂ ). Fiecare dintre acestea are capacitatea de a reacționa cu marea majoritate a elementelor, chiar și între congeneri ai aceluiași grup (interhalogeni).

Astfel, derivații halogenați au formula MX dacă este halogenură de metal, RX dacă este alchil și ArX dacă este aromatic. Ultimele două sunt în categoria halogenurilor organice. Stabilitatea acestor compuși necesită un „beneficiu” de energie în comparație cu molecula de gaz inițială.

De regulă generală, fluorul formează derivați halogenați mai stabili decât iodul. Motivul se datorează diferențelor dintre razele lor atomice (sferele purpurii sunt mai voluminoase decât cele galbene).

Pe măsură ce raza atomică crește, suprapunerea orbitalelor dintre halogen și celălalt atom este mai slabă și, prin urmare, legătura este mai slabă.

Nomenclatură

Modul corect de a denumi acești compuși depinde dacă sunt anorganici sau organici.

Anorganic

Halogurile metalice constau dintr-o legătură, ionică sau covalentă, între un halogen X și un metal M (din grupele 1 și 2, metale de tranziție, metale grele etc.).

În acești compuși toți halogenii au o stare de oxidare de -1. De ce? Deoarece setările sale de valență sunt ns ² np ^5.

Prin urmare, ei trebuie să obțină un singur electron pentru a completa octetul de valență, în timp ce metalele oxidează, oferindu-le electronii pe care îi au.

Astfel, fluorul rămâne ca F ^- , fluor; Cl ^- , clorură; Br ^- , bromură; și I ^- , iodură. MF ar fi denumit: (numele metalului) fluorură (n), unde n este valența metalului numai atunci când are mai mult de unul. În cazul metalelor din grupele 1 și 2, nu este necesară denumirea valenței.

Exemple

- NaF: fluorură de sodiu.

- CaCl ₂ : clorură de calciu.

- AgBr: bromură de argint.

- ZnI ₂ : iodură de zinc.

- CuCl: clorură de cupru (I).

- CuCl ₂ : clorură de cupru (II).

- TiCl ₄ : clorură de titan (IV) sau tetraclorură de titan.

Cu toate acestea, hidrogenul și nemetalele - chiar și halogenii înșiși - pot forma și halogenuri. În aceste cazuri, valența nemetalului nu este numită la sfârșit:

- PCl ₅ : pentaclorură de fosfor.

- BF ₃ : trifluorură de bor.

- AlI ₃ : triiodură de aluminiu.

- HBr: bromură de hidrogen.

- IF ₇ : heptafluorură de iod.

Organic

Indiferent dacă este RX sau ArX, halogenul este atașat covalent la un atom de carbon. În aceste cazuri, halogenele sunt menționate după nume, iar restul nomenclaturii depinde de structura moleculară a lui R sau Ar.

Pentru cea mai simplă moleculă organică, metan (CH ₄ ), se obțin următorii derivați prin substituirea lui H cu Cl:

- CH ₃ Cl: clormetan.

- CH ₂ Cl ₂ : diclormetan.

- CHCl ₃ : triclorometan (cloroform).

- CCl ₄ : tetraclorometan (clorură de carbon (IV) sau tetraclorură de carbon).

Aici R este format dintr-un singur atom de carbon. Deci, pentru alte lanțuri alifatice (liniare sau ramificate), numărul de carboni din care este legat cu halogenul este calculat:

CH ₃ CH ₂ CH ₂ F: 1-fluorpropan.

Exemplul de mai sus a fost cel al unei halogenuri de alchil primar. În cazul în care lanțul este ramificat, se alege cel mai lung care conține halogen și începe numărarea, lăsând cel mai mic număr posibil:

3-metil-5-bromhexan

La fel se întâmplă și pentru alți substituenți. De asemenea, pentru halogenele aromatice se numește halogenul și apoi restul structurii:

Imaginea de sus arată compusul numit bromobenzen, cu atomul de brom evidențiat în maro.

Proprietăți

Halogenuri anorganice

Halogenurile anorganice sunt solide ionice sau moleculare, deși primele sunt mai abundente. În funcție de interacțiunile și razele ionice ale MX, acesta va fi solubil în apă sau alți solvenți mai puțin polari.

Halogenurile nemetalice (precum halogenurile de bor) sunt în general acizi Lewis, ceea ce înseamnă că acceptă electronii pentru a forma complexe. Pe de altă parte, halogenurile de hidrogen (sau halogenuri) dizolvate în apă produc ceea ce sunt cunoscute sub denumirea de hidracide.

Punctele sale de topire, fierbere sau sublimare se încadrează pe interacțiunile electrostatice sau covalente dintre metal sau nemetal cu halogenul.

De asemenea, razele ionice joacă un rol important în aceste proprietăți. De exemplu, dacă M ⁺ și X ^- au dimensiuni similare, cristalele lor vor fi mai stabile.

Haluri organice

Sunt polari. De ce? Deoarece diferența de electronegativități între C și halogen creează un moment polar permanent în moleculă. De asemenea, aceasta scade pe măsură ce grupul 17 coboară, de la legătura C - F la C - I.

Indiferent de structura moleculară a lui R sau Ar, numărul tot mai mare de halogeni are un efect direct asupra punctelor de fierbere, deoarece acestea cresc masa molară și interacțiunile intermoleculare (RC - XX - CR). Majoritatea sunt imiscibile cu apa, dar se pot dizolva în solvenți organici.

Aplicații

Utilizările derivatelor halogenate și-ar putea rezerva propriul text. „Partenerii” moleculari ai halogenilor sunt un factor cheie, deoarece proprietățile și reactivitățile lor definesc utilizările derivatului.

Astfel, printre marea diversitate de utilizări posibile, se evidențiază următoarele:

- Halogenii moleculari sunt folosiți pentru a crea becuri cu halogen, unde intră în contact cu filamentul de tungsten incandescent. Scopul acestui amestec este de a reacționa halogenul X cu tungstenul evaporat. În acest fel, evitarea depunerii sale pe suprafața becului, garantându-i o viață mai lungă.

- sărurile cu fluor sunt utilizate în fluorizarea apei și a pastelor de dinți.

- Hipocloritele de sodiu și calciu sunt doi agenți activi în soluții comerciale de albire (clor).

- Deși deteriorează stratul de ozon, clorofluorocarburile (CFC) sunt utilizate în aerosoli și sisteme de refrigerare.

- clorură de vinil (CH ₂ = CHC) este monomerul clorurii de vinil polimer (PVC). Pe de altă parte, Teflon, utilizat ca material antiaderent, este format din lanțuri polimerice de tetrafluoroetilenă (F ₂ C = CF ₂ ).

- Sunt utilizate în chimia analitică și sinteza organică în diferite scopuri; printre acestea, sinteza medicamentelor.

Exemple suplimentare

Imaginea superioară ilustrează hormonul tiroidian, responsabil pentru producerea de căldură, precum și creșterea metabolismului general în organism. Acest compus este un exemplu de derivat halogenat prezent în corpul uman.

Printre alți compuși halogenați, sunt menționate următoarele:

- Dichlorodifeniltrichloroetan (DDT), un insecticid eficient, dar cu efecte grave asupra mediului.

- Clorură de staniu (SnCl ₂ ), utilizată ca agent de reducere.

- cloretan sau 1-cloretan (CH ₃ CH ₂ Cl), un anestezic local , care acționează rapid prin răcirea pielii.

- dicloretilenă (= CClH CI - ) și tetracloretilena (Cl ₂ C = CCl ₂ ), utilizate ca solvenți în industria de curățare uscată.

Referințe

1. Dr. Ian Hunt. Nomenclatură organică IUPAC de bazăHaloalkani / halogenuri de alchil. Preluat pe 4 mai 2018, de la: chem.ucalgary.ca
2. Richard C. Banks. (August 2000). Nomenclatura halogenurilor organice. Preluat pe 04 mai 2018, de la: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Compuși organici cu halogen. Preluat pe 04 mai 2018, de la: chemistryexplained.com
4. Compuși organici cu halogen. Preluat pe 04 mai 2018, de la: 4college.co.uk
5. Dr. Seham Alterary. (2014). Compuși organici cu halogen. Preluat pe 04 mai 2018, de la: fac.ksu.edu.sa
6. Clark J. Proprietățile fizice ale halogenurilor alchilice. Preluat pe 4 mai 2018, de la: chem.libretexts.org
7. Dr. Manal K. Rasheed. Haluri organice. Preluat pe 4 mai 2018, de la: comed.uobaghdad.edu.iq