- nomenklatur
- uorganisk
- eksempler
- organisk
- Egenskaper
- Uorganiske halogenider
- Organiske halogenider
- applikasjoner
- Ytterligere eksempler
- referanser
De halogenerte derivater er de forbindelser som utviser et halogenatom; det vil si noen av elementene i gruppe 17 (F, Cl, Br, I). Disse elementene skiller seg fra resten ved å være mer elektronegative, og danner en rekke uorganiske og organiske halogenider.
Bildet nedenfor viser de gassformede molekylene til halogenene. Fra topp til bunn: fluor (F 2 ), klor (Cl 2 ), brom (Br 2 ) og jod (I 2 ). Hver av disse har evnen til å reagere med de aller fleste elementer, selv mellom kongener av samme gruppe (interhalogener).
Halogenerte derivater har således formelen MX hvis det er et metallhalogenid, RX hvis det er alkyl og ArX hvis det er aromatisk. De to siste er i kategorien organiske halogenider. Stabiliteten til disse forbindelsene krever en "fordel" med energi sammenlignet med det opprinnelige gassmolekylet.
Som en generell regel danner fluor mer stabile halogenerte derivater enn jod. Årsaken skyldes forskjellene mellom atomradiene deres (de lilla kulene er mer voluminøse enn de gule).
Når atomradiusen øker, er overlappingen av orbitalene mellom halogen og det andre atom dårligere, og derfor er bindingen svakere.
nomenklatur
Den riktige måten å navngi disse forbindelsene avhenger av om de er uorganiske eller organiske.
uorganisk
Metallhalogenider består av en binding, ionisk eller kovalent, mellom et halogen X og et metall M (fra gruppe 1 og 2, overgangsmetaller, tungmetaller, etc.).
I disse forbindelsene har alle halogener en oksidasjonstilstand på -1. Hvorfor? Fordi valensinnstillingene er ns 2 np 5.
Derfor trenger de å få bare ett elektron for å fullføre valensokteten, mens metaller oksiderer, noe som gir dem elektronene de har.
Dermed forblir fluoren som F - , fluor; Cl - , klorid; Br - , bromid; og I - , jodid. MF vil bli navngitt: (metallnavn) fluor (n), der n er valens til metallet bare når det har mer enn ett. For metaller i gruppe 1 og 2 er det ikke nødvendig å nevne valensen.
eksempler
- NaF: natriumfluorid.
- CaCl 2 : kalsiumklorid.
- AgBr: sølvbromid.
- ZnI 2 : sinkjodid.
- CuCl: kobber (I) klorid.
- CuCl 2 : kobber (II) klorid.
- TiCl 4 : titan (IV) klorid eller titantetraklorid.
Imidlertid kan hydrogen og ikke-metaller - til og med halogener selv - også danne halogenider. I disse tilfellene er ikke valens valmet valgt på slutten:
- PCl 5 : fosforpentaklorid.
- BF 3 : bortrifluorid.
- AlI 3 : aluminiumtriiodid.
- HBr: hydrogenbromid.
- IF 7 : jodheptafluorid.
organisk
Uansett om det er RX eller ArX, er halogen kovalent festet til et karbonatom. I disse tilfellene er halogenene nevnt ved navn, og resten av nomenklaturen avhenger av molekylstrukturen til R eller Ar.
For den enkleste organisk molekyl, metan (CH 4 ), ble de følgende derivater fremstilt ved å erstatte H for Cl:
- CH 3 Cl: klormetan.
- CH 2 Cl 2 : diklormetan.
- CHCI 3 : triklormetan (kloroform).
- CCl 4 : tetraklormetan (karbon (IV) klorid eller karbontetraklorid).
Her består R av et enkelt karbonatom. Så for andre alifatiske kjeder (lineære eller forgrenede) telles antall karbon som det er knyttet til halogen fra:
CH 3 CH 2 CH 2 F: 1-fluorpropan.
Eksemplet ovenfor var det for et primært alkylhalogenid. I tilfelle at kjeden er forgrenet, velges den lengste som inneholder halogen og tellingen begynner, slik at det blir minst mulig antall:
3-metyl-5-bromheksan
Det samme skjer for andre substituenter. På samme måte heter halogenet for aromatiske halogenider og deretter resten av strukturen:
Det øverste bildet viser forbindelsen kalt brombenzen, med bromatom uthevet i brunt.
Egenskaper
Uorganiske halogenider
Uorganiske halogenider er ioniske eller molekylære faste stoffer, selv om de førstnevnte er rikelig. Avhengig av interaksjoner og ioniske radier til MX, vil den være løselig i vann eller andre mindre polare løsningsmidler.
Ikke-metalliske halogenider (som borhalogenider) er vanligvis Lewis-syrer, noe som betyr at de aksepterer elektroner for å danne komplekser. På den annen side produserer hydrogenhalogenider (eller halogenider) oppløst i vann det som kalles hydracider.
Smelte-, koke- eller sublimeringspunktene faller på elektrostatisk eller kovalent interaksjon mellom metallet eller ikke-metallet med halogenet.
På samme måte spiller ioniske radier en viktig rolle i disse egenskapene. For eksempel, hvis M + og X - har samme størrelse, vil krystallene deres være mer stabile.
Organiske halogenider
De er polare. Hvorfor? Fordi forskjellen i elektronegativiteter mellom C og halogen skaper et permanent polært moment i molekylet. På samme måte avtar dette når gruppe 17 synker, fra C - F-bindingen til C - I.
Uavhengig av molekylstrukturen til R eller Ar har det økende antall halogener en direkte innflytelse på kokepunktene, siden de øker molmassen og de intermolekylære interaksjonene (RC - XX - CR). De fleste er ikke blandbare med vann, men kan oppløses i organiske løsningsmidler.
applikasjoner
Bruken av halogenerte derivater kan reservere seg mot sin egen tekst. De molekylære "partnere" til halogener er en nøkkelfaktor, siden deres egenskaper og reaktiviteter definerer bruken av derivatet.
Blant det store mangfoldet av mulige bruksområder, skiller følgende seg ut:
- Molekylære halogener brukes til å lage halogenpærer, der den kommer i kontakt med den glødende wolframfilamenten. Formålet med denne blandingen er å reagere halogen X med den fordampede wolfram. På denne måten unngås avsetningen på overflaten av pæren, noe som garanterer den en lengre levetid.
- Fluoridsalt brukes i fluorisering av vann og tannkrem.
- Natrium og kalsiumhypokloritter er to aktive midler i kommersielle blekemiddelløsninger (klor).
- Selv om de skader ozonlaget, brukes klorfluorkarboner (CFC) i aerosoler og kjølesystemer.
- Vinylklorid (CH 2 = CHCl) er monomeren for polyvinylklorid (PVC) polymer. På den annen side består Teflon, brukt som et ikke-pinne-materiale, av polymerkjeder av tetrafluoroetylen (F 2 C = CF 2 ).
- De brukes i analytisk kjemi og organisk syntese til forskjellige formål; blant disse er syntesen av medisiner.
Ytterligere eksempler
Det øvre bildet illustrerer skjoldbruskkjertelhormonet, som er ansvarlig for produksjon av varme samt økningen av det generelle stoffskiftet i kroppen. Denne forbindelsen er et eksempel på et halogenert derivat som er til stede i menneskekroppen.
Blant andre halogenerte forbindelser nevnes følgende:
- Diklordifenyltrikloretan (DDT), et effektivt insektmiddel men med alvorlige miljøpåvirkninger.
- Tinnklorid (SnCl 2 ), brukt som reduksjonsmiddel.
- Kloretan eller 1-kloretan (CH 3 CH 2 Cl), et lokalbedøvelsesmiddel som virker raskt ved å avkjøle huden.
- Dichloroethylene (ClCH = CClH) og tetrakloretylen (Cl 2 C = CCl 2 ), som brukes som oppløsningsmidler i tørr rengjøring industrien.
referanser
- Dr. Ian Hunt. Grunnleggende IUPAC organiske nomenklaturHaloalkanes / Alkylhalogenider. Hentet 4. mai 2018, fra: chem.ucalgary.ca
- Richard C. Banks. (August 2000). Nomenklatur av organiske halogenider. Hentet 4. mai 2018, fra: chemistry.boisestate.edu
- Advameg, Inc. (2018). Organiske halogenforbindelser. Hentet 4. mai 2018, fra: chemistryexplained.com
- Organiske halogenforbindelser. Hentet 4. mai 2018, fra: 4college.co.uk
- Dr. Seham Alterary. (2014). Organiske halogenforbindelser. Hentet 4. mai 2018, fra: fac.ksu.edu.sa
- Clark J. Fysiske egenskaper for alkylhalogenider. Hentet 4. mai 2018, fra: chem.libretexts.org
- Dr. Manal K. Rasheed. Organiske halider. Hentet 4. mai 2018, fra: comed.uobaghdad.edu.iq