- nomenklatur
- uorganisk
- eksempler
- Økologisk
- Ejendomme
- Uorganiske halogenider
- Organiske halogenider
- Applikationer
- Yderligere eksempler
- Referencer
De halogenerede derivater er de forbindelser, der har et halogenatom; det vil sige ethvert af elementerne i gruppe 17 (F, Cl, Br, I). Disse elementer adskiller sig fra resten ved at være mere elektronegative og danner en række uorganiske og organiske halogenider.
Billedet herunder viser halogenernes gasformige molekyler. Fra top til bund: fluor (F 2), chlor (Cl 2), brom (Br 2) og iod (I 2). Hver af disse har evnen til at reagere med langt de fleste elementer, også mellem kongenere i samme gruppe (interhalogener).
Halogenerede derivater har således formlen MX, hvis det er et metalhalogenid, RX, hvis det er alkyl, og ArX, hvis det er aromatisk. De to sidste er i kategorien organiske halogenider. Disse forbindelsers stabilitet kræver en "energifordel" i forhold til det originale gasmolekyle.
Som en generel regel danner fluor mere stabile halogenerede derivater end iod. Årsagen skyldes forskellene mellem deres atomradier (de lilla kugler er mere omfangsrige end de gule).
Når atomradiusen øges, er overlapningen af orbitalerne mellem halogen og det andet atom dårligere, og derfor er bindingen svagere.
nomenklatur
Den korrekte måde at navngive disse forbindelser afhænger af, om de er uorganiske eller organiske.
uorganisk
Metalhalogenider består af en binding, ionisk eller kovalent, mellem en halogen X og et metal M (fra gruppe 1 og 2, overgangsmetaller, tungmetaller osv.).
I disse forbindelser har alle halogener en oxidationstilstand på -1. Hvorfor? Fordi dens valenceindstillinger er ns 2 np 5.
Derfor er de nødt til at vinde kun et elektron for at fuldføre valensoketen, mens metaller oxiderer, hvilket giver dem de elektroner, de har.
Således, fluor- rester som F -, fluorid; Cl -, chlorid; Br -, bromid; og I -, iodid. MF vil blive navngivet: (metalnavn) fluorid (n), hvor n kun er metalets valens, når det har mere end et. For metaller i gruppe 1 og 2 er det ikke nødvendigt at navngive valensen.
eksempler
- NaF: natriumfluorid.
- CaCl 2: calciumchlorid.
- AgBr: sølvbromid.
- ZnI 2: zinkiodid.
- CuCl: kobber (I) chlorid.
- CuCI 2: kobber (II) chlorid.
- TiCl 4: titan (IV) chlorid eller titantetrachlorid.
Imidlertid kan brint og ikke-metaller - også halogener i sig selv - også danne halogenider. I disse tilfælde benævnes ikke den ikke-metals slutning i slutningen:
- PCl 5: phosphorpentachlorid.
- BF 3: bortrifluorid.
- AlI 3: aluminiumtriiodid.
- HBr: hydrogenbromid.
- IF 7: jodheptafluorid.
Økologisk
Uanset om det er RX eller ArX, er halogen kovalent bundet til et carbonatom. I disse tilfælde nævnes halogenerne ved navn, og resten af nomenklaturen afhænger af molekylstrukturen i R eller Ar.
For den enkleste organisk molekyle, metan (CH 4) er de følgende derivater opnås ved at erstatte H for Cl:
- CH 3 Cl: chlormethan.
- CH 2 Cl 2: dichlormethan.
- CHC 3: trichlormethan (chloroform).
- CCl 4: tetrachlormethan (carbon (IV) chlorid eller carbon tetrachlorid).
Her består R af et enkelt carbonatom. Så for andre alifatiske kæder (lineære eller forgrenede) tælles antallet af kulstof, som det er knyttet til halogen fra:
CH 3 CH 2 CH 2 F: 1-fluorpropan.
Eksemplet ovenfor var et primært alkylhalogenid. I tilfælde af, at kæden er forgrenet, vælges den længste, der indeholder halogen, og tællingen begynder, hvilket giver det mindste mulige antal:
3-methyl-5-bromhexan
Det samme forekommer for andre substituenter. Ligeledes kaldes halogenet til aromatiske halogenider og derefter resten af strukturen:
Det øverste billede viser forbindelsen kaldet brombenzen med bromatom fremhævet i brunt.
Ejendomme
Uorganiske halogenider
Uorganiske halogenider er ioniske eller molekylære faste stoffer, skønt de førstnævnte er mere rigelige. Afhængig af interaktioner og ioniske radier af MX, vil det være opløseligt i vand eller andre mindre polære opløsningsmidler.
Ikke-metalliske halogenider (såsom borhalogenider) er generelt Lewis-syrer, hvilket betyder, at de accepterer elektroner til dannelse af komplekser. På den anden side producerer hydrogenhalogenider (eller halogenider) opløst i vand det, der er kendt som hydracider.
Dets smelte-, kognings- eller sublimeringspunkter falder på de elektrostatiske eller kovalente interaktioner mellem metallet eller ikke-metal med halogenet.
Ligeledes spiller ioniske radier en vigtig rolle i disse egenskaber. For eksempel, hvis M + og X - har samme størrelse, vil deres krystaller være mere stabile.
Organiske halogenider
De er polære. Hvorfor? Fordi forskellen i elektronegativiteter mellem C og halogen skaber et permanent polært øjeblik i molekylet. Ligeledes falder dette, når gruppe 17 falder fra C - F-bindingen til C - I.
Uanset R eller Ars molekylstruktur har det stigende antal halogener en direkte virkning på kogepunkterne, da de forøger molmassen og de intermolekylære interaktioner (RC - XX - CR). De fleste er ikke blandbare med vand, men kan opløses i organiske opløsningsmidler.
Applikationer
Anvendelserne af de halogenerede derivater kunne reservere deres egen tekst. De molekylære "partnere" af halogener er en nøglefaktor, da deres egenskaber og reaktiviteter definerer anvendelsen af derivatet.
Blandt den store mangfoldighed af mulige anvendelser skiller følgende sig således ud:
- Molekylære halogener bruges til at skabe halogenpærer, hvor det kommer i kontakt med den glødende wolframfilament. Formålet med denne blanding er at omsætte halogen X med den inddampede wolfram. På denne måde undgås dens afsætning på overfladen af pæren, hvilket garanterer en længere levetid.
- Fluoridsalte anvendes til fluoridering af vand og tandpastaer.
- Natrium- og calciumhypochloritter er to aktive stoffer i kommercielle blegningsopløsninger (klor).
- Selvom de beskadiger ozonlaget, anvendes chlorofluorcarbons (CFC'er) i aerosoler og kølesystemer.
- Vinylchlorid (CH 2 = CHCI) er den monomer med polyvinylchlorid (PVC) polymer. På den anden side, teflon, der anvendes som en ikke-klæbende materiale, består af polymerkæder af tetrafluorethylen (F 2 C = CF 2).
- De bruges i analytisk kemi og organisk syntese til forskellige formål; blandt disse syntese af medikamenter.
Yderligere eksempler
Det øverste billede illustrerer skjoldbruskkirtelhormonet, der er ansvarlig for produktion af varme samt forøgelsen af den generelle stofskifte i kroppen. Denne forbindelse er et eksempel på et halogeneret derivat, der er til stede i den menneskelige krop.
Blandt andre halogenerede forbindelser nævnes følgende:
- Dichlorodiphenyltrichloroethan (DDT), et effektivt insekticid, men med alvorlige miljøpåvirkninger.
- Tinchlorid (SnC 2), der anvendes som et reduktionsmiddel.
- Chlorethan eller 1-chlorethan (CH 3 CH 2 Cl), et aktuelt bedøvelsesmiddel, der virker hurtigt ved at afkøle huden.
- dichlorethylen (CLCH = CClH) og tetrachlorethylen (Cl 2 C = CCI 2), der anvendes som opløsningsmidler i renseri industrien.
Referencer
- Dr. Ian Hunt. Grundlæggende IUPAC organiske nomenklaturHaloalkanes / Alkylhalogenider. Hentet den 4. maj 2018 fra: chem.ucalgary.ca
- Richard C. Banks. (August 2000). Nomenklatur af organiske halogenider. Hentet den 4. maj 2018 fra: chemistry.boisestate.edu
- Advameg, Inc. (2018). Organiske halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018 fra: chemistryexplained.com
- Organiske halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018 fra: 4college.co.uk
- Dr. Seham Alterary. (2014). Organiske halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018 fra: fac.ksu.edu.sa
- Clark J. Fysiske egenskaber ved alkylhalogenider. Hentet den 4. maj 2018 fra: chem.libretexts.org
- Dr. Manal K. Rasheed. Organiske halogenider. Hentet den 4. maj 2018 fra: comed.uobaghdad.edu.iq