Halogenii - grupa a VII-a din sistemul periodic

Halogeni

-grupa VII A din sistemul periodic-

1. Caracterizarea grupei

Elementele fluor,clar, brom, iod, cum şi elementul radioactiv astatin, formează grupa VII A din sistemul periodic, cunoscută şi sub numele de grupa halogenilor. Atomii acestor elemente conţin şapte elctroni în stratul electronic exterior, având deci configuraţia ns2np5 : Pe penultimul strat electronic fluorul are doi electroni, clorul opt eleetroni, iar celelalte elemente din grupă l8 electroni.

Corespunzător poziţiei lor în sistemul periodic, imediat înaintea grupei ga¬zelor rare, atomii halogenilor manifestă tendinţa de completare a octetului elec¬tronic fie prin legătură ionică, fie prin legătură covalentă.

Astfel, cu elementele electropozitive, formează combinaţii ionice, în care¬ elementele grupei sunt anioni:

XO + e = X e (XO = elementul grupei)

Ionizarea atomului de halogen este un proces exoterm. De aceea combinaţiile¬ ionice ale halogeniIor sunt deosebit de stabile, ca de exemplu NaCI.

Atomii elementelor acestei grupe îşi pot completa octetul lor şi prin formarea unei legături covalente prin participarea electronului p necuplat din stratul electronic exterior. Asemenea legături sunt formate cu elemente slab electrone¬gative. Între aceste două tipuri de legături există şi combinaţii intermediare, cum sunt hidracizii, HX.

Cu excepţia fluorului, halogenii pot forma compuşi tri-, penta- şi heptaco-valenţi în care au stări de oxidare' pozitive. Aceasta se explică prin posibilitatea atomilor de clor, brom şi iod de a participa cu orbitali d la formarea unor legă¬turi.

Fluorul , ca cel mai electronegativ element, nu poate forma combinaţii în care să aibă stări de oxidare pozitivă. (In combinaţiile lui, are numai starea de' oxidare -1.)

Poziţia aparte pe care o ocupă fluorul faţă de congenerii lui la formarea unor compuşi în care halogenul manifestă stări de oxidare pozitivă este o consecinţă a structurii atomilor halogenilor.

La atomul de fIuor, între stratul de valentă şi nucleu există un singur strat electronic forma din doi electroni. Ecranarea elctroniIor de valenţă produsă de acest unic strat electronic interior este slabă şi ca urmare, electronii de valenţă sunt puternic atraşi de nucleu, de unde raza mică a atomului de fluor şi deci energia mică a orbitalilor s şi p din stratul de valenţă. Cum în stratul n = 2 nu există orbitali d, iar diferenţa de energie între orbitalii s şi p din acest strat şi orbitalii d din stratul n =3 este mult prea mare, nu este posibilă o promovare de electroni în aceşti orbitali d, deci formare de orbitali hibridizaţi în care intervin orbltali d.

La congenerii fIuorului, atracţia nucleului asupra electronilor de valenţă este ¬slăbită din cauza ecranării acestora de către mai multe straturi electronice inte¬rioare. Ca urmare, electronii de valenţă sunt mai puţin puternic reţinuţi. In plus, de la n= 3, stratul electronic de valenţă are şi orbitali d în acelaşi strat. Diferenţa de energie între orbitalii s şi p şi orbitalii d fiind mai mică decît la fIuor, este posibilă formarea de orbitali hibridizaţi cu implicare de orbitali d, cum si formarea de legături π(p,d).

La atomul de iod, la care ecranarea electronilor de valenţă cauzată de stra¬turile electronice interioare este foarte mare, şi deci raza atomică este foarte ¬mare, formarea legăturilor π(p,d) nu se mai poate realiza decât în măsură redusă.

Halogenii cu stări de oxidare formal pozitive apar în complecşi. În aceşti complecşi numerele de coordinare variază de Ia 2 1a 7. Complecşii sunt formaţi fie ¬cu oxigen, fie cu un alt halogen mai negativ; ei pot fi ioni, ca de exemplu : ClO2, ClO3, ClO4 sau molecule neutre, ca de exemplu ClF3 sau IF7

Numarul maxim de oxidare, +7, este realizat mai greu la iod decât la clor. Astfel, oxidul cel mai stabil al iodulul nu este I2O7, ci I2O5 , în timp ce la clor singurul oxid stabil este C12O7; tot aşa, periodaţii IO4 sunt mai puţinstabili decât iodaţii, pe când percloraţii, ClO4, sunt mai stabili decât cloraţii ClO3.

Culoarea haIogeniIor, se închide de la galben deschis (în cazu fIuoruIui) la roşu-violet (în cazul iodului). Intensificarea culorii elementelor (şi a compuşilor lor covalenţi) cu creşterea mărimii atomilor se datoreşte unei deplasări progresive a benzilor de absorbţie electronică spre Iungimi de undă mai mari în spectrul de absorbţie.