ஹாலோஜன்களின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

ஹாலோஜன்களின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள்

ஹாலோஜன்கள் என்பவை தனிம வரிசை அட்டவணையின் 17வது (VIIA) குழுவில் காணப்படும் ஒரு தனிமக் குழுவாகும். இந்தக் குழுவில் புளோரின் (F), குளோரின் (Cl), புரோமின் (Br), அயோடின் (I) மற்றும் அஸ்டடைன் (At) ஆகியவை அடங்கும். அவை தங்களின் அதிக வினைத்திறன் மற்றும் தனித்துவமான இயற்பியல், வேதியியல் பண்புகளுக்காக அறியப்படுகின்றன. ஹாலோஜன்கள் மற்ற பொருட்களுடன் எவ்வாறு வினைபுரிகின்றன என்பதையும், பல்வேறு வேதியியல் செயல்முறைகளில் அவற்றின் பங்கையும் அறிந்துகொள்வதற்கு, இந்தப் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வது அடிப்படையாகும்.

உடல் பண்புகள்

தோற்றம் மற்றும் கட்டம்

ஹாலோஜன்கள் அறை வெப்பநிலையில் பலதரப்பட்ட இயற்பியல் நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன:
– புளூரின்: வெளிர் மஞ்சள் நிற வாயு
– குளோரின்: பச்சை கலந்த மஞ்சள் நிற வாயு
– புரோமின்: செம்பழுப்பு நிற திரவம்
– அயோடின்: அடர் ஊதா-கருப்பு நிற திடப்பொருள்
– அஸ்டடைன் : அஸ்டடைன் அரிதானது மற்றும் கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டது என்பதால் அதன் இயற்பியல் நிலை அவ்வளவாக அறியப்படவில்லை, ஆனால் அது பொதுவாக ஒரு கருமையான திடப்பொருளாகக் கருதப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு ஹாலோஜனுக்கும் ஒரு தனித்துவமான நிறம் உண்டு, அது தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது அடர்த்தியாகிறது. மூலக்கூறின் அளவு மற்றும் சிக்கலான தன்மை அதிகரிப்பதன் விளைவாக இந்தப் போக்கு ஏற்படுகிறது.

உருகும் மற்றும் கொதிநிலைகள்

ஹாலோஜன்கள் தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது, ​​அவற்றின் உருகுநிலையும் கொதிநிலையும் அதிகரித்துக்கொண்டே செல்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக:
– ஃபுளூரின்: உருகுநிலை = -220°C, கொதிநிலை = -188°C
– குளோரின்: உருகுநிலை = -101°C, கொதிநிலை = -34°C
– புரோமின்: உருகுநிலை = -7.2°C, கொதிநிலை = 58.8°C
– அயோடின்: உருகுநிலை = 113.7°C, கொதிநிலை = 184.3°C
– அஸ்டடைன்: உத்தேச உருகுநிலை ≈ 302°C, கொதிநிலை ≈ 337°C

அணுவின் அளவு அதிகரிப்பதாலும், ஒவ்வொரு மூலக்கூறிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வளர்வதாலும் வான் டெர் வால்ஸ் விசைகளின் வலிமை அதிகரிப்பதே இந்தப் போக்கிற்குக் காரணமாகக் கூறப்படுகிறது.

கரையும் தன்மை

ஹாலோஜன்கள் நீர் மற்றும் பிற கரைப்பான்களில் வெவ்வேறு அளவிலான கரையக்கூடிய தன்மையைக் கொண்டுள்ளன:
– ஃபுளூரின் மற்றும் குளோரின் : நீரில் மிதமாகக் கரையக்கூடியவை; அவற்றின் அதிக வினைத்திறன் காரணமாக ஹைட்ரோஹாலிக் அமிலங்களை உருவாக்குகின்றன.
– புரோமின்: நீரில் சிறிதளவு கரையக்கூடியது, ஆனால் கார்பன் டைசல்பைடு மற்றும் குளோரோஃபார்ம் போன்ற கரிமக் கரைப்பான்களில் அதிகமாகக் கரையக்கூடியது.
– அயோடின் : அயோடைடுகள் அல்லது ஆல்கஹால் முன்னிலையில் தவிர, நீரில் சிறிதளவே கரையும்; ஆனால், கரிமக் கரைப்பான்களில் அதிக அளவில் கரையும்.
– அஸ்டடைன்: மிகக் குறைந்த அளவிலான தரவுகளே கிடைக்கப்பெற்றுள்ளன, ஆனால் இது அயோடினைப் போன்றே போக்குகளைப் பின்பற்றும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

அடர்த்தி

ஹாலோஜன்களின் அடர்த்தி புளோரினிலிருந்து அஸ்டடைன் வரை அதிகரிக்கிறது:
– புளூரின்: 1.696 கி/லி (வாயு)
– குளோரின்: 3.214 கி/லி (வாயு)
– புரோமின்: 3.12 கி/செ.மீ³ (திரவம்)
– அயோடின்: 4.933 கி/செ.மீ³ (திண்மம்)
– அஸ்டடைன் : மதிப்பிடப்பட்ட அளவு ≈ 7 கி/செ.மீ³ (திண்மம்)

அடர்த்தியில் ஏற்படும் இந்த அதிகரிப்பு, அணுக்களின் நிறை மற்றும் அளவு அதிகரிப்பதோடு தொடர்புடையது.

இரசாயன பண்புகள்

வினைத்திறன்

ஹாலோஜன்கள், குறிப்பாக இலேசானவை (ஃபுளோரின் மற்றும் குளோரின்) அதிக வினைத்திறன் கொண்டவை. அவற்றின் உயர் எலக்ட்ரான் கவர் தன்மை மற்றும் ஏழு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதால், ஒரு நிலையான மந்த வாயு அமைப்பை அடைவதற்காக அவை ஒரு எலக்ட்ரானை ஆர்வத்துடன் ஏற்கின்றன.

– ஃபுளூரின்: மிகவும் வினைத்திறன் மிக்க மற்றும் எதிர்மின் சுமை கொண்ட தனிமம். இது ஏறக்குறைய அனைத்து தனிமங்களுடனும் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது, பெரும்பாலும் அவை வெடிக்கும் தன்மையுடையவை. ஃபுளூரினால் செனான் போன்ற மந்த வாயுக்களைக் கூட ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய முடியும்.
– குளோரின்: ஃபுளூரினை விட குறைவான வினைத்திறன் கொண்டது, ஆனாலும் அதிக வினைத்திறன் உடையது. இது உலோகங்களுடன் எளிதில் குளோரைடுகளை உருவாக்குகிறது மற்றும் ஹைட்ரோகார்பன்களை குளோரினேற்றம் செய்யும் திறன் கொண்டது.
– புரோமின்: மிதமான வினைத்திறன் கொண்டது, புரோமினேட்டட் கரிமச் சேர்மங்களின் தொகுப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– அயோடின்: நான்கு நிலைத்தன்மையுள்ள ஹாலோஜன்களில் மிகக் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்டது. இது சில உலோகங்களுடன் மெதுவாக வினைபுரிகிறது மற்றும் பெரும்பாலும் ஒரு மிதமான ஆக்ஸிஜனேற்றியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– அஸ்டடைன் : அதன் கதிரியக்கம் மற்றும் குறுகிய அரை ஆயுட்காலம் காரணமாக, அதன் வினைத்திறன் முழுமையாக ஆராயப்படவில்லை, ஆனால் இது ஹாலோஜன்களிலேயே மிகக் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்டது என்று கருதப்படுகிறது.

எதிர் மின்னூட்டம்

ஹாலோஜன்கள் அதிக எலக்ட்ரான் கவர் திறனைக் கொண்டுள்ளன, இது தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது குறைகிறது:
– புளோரின்: 3.98
– குளோரின்: 3.16
– புரோமின்: 2.96
– அயோடின்: 2.66
– அஸ்டடைன்: தோராயமாக 2.2 என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது

இந்த அதிக எலக்ட்ரான் கவர் தன்மையின் காரணமாக, ஹாலோஜன்கள் எலக்ட்ரான்களைத் தங்களை நோக்கி வலுவாக ஈர்க்கின்றன, இதனால் அவை ஆற்றல்மிக்க ஆக்சிஜனேற்றிகளாகத் திகழ்கின்றன.

ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன்

ஹாலோஜன்கள் வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றிகள் ஆகும், அவற்றுள் ஃபுளூரின் மிகவும் வலிமையானது. தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது அவற்றின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறன் குறைகிறது:
– ஃபுளூரின்: நீரை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து, ஆக்சிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஃபுளூரைடை வெளியிட வல்லது.
– குளோரின்: ஹைட்ரஜனை ஹைட்ரஜன் குளோரைடாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் திறன் கொண்டது மற்றும் வெளுப்பானில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– புரோமின்: பல கரிம மற்றும் கனிமச் சேர்மங்களை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது, ஆனால் குறைந்த தீவிரத்துடன்.
– அயோடின்: வலிமை குறைந்த ஆக்ஸிஜனேற்றி, அயோடோமெட்ரிக் டைட்ரேஷன்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
அஸ்டடைன்: அதன் பகுதி உலோக அல்லது உலோகத் தன்மை காரணமாக, இதுவே மிகவும் வலிமை குறைந்த ஆக்சிஜனேற்றியாக இருக்கக்கூடும்.

கூட்டு உருவாக்கம்

ஹாலோஜன்கள் பின்வருவன உள்ளிட்ட பல்வேறு சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன:
ஹாலைடுகள்: உலோகங்கள் அல்லது ஹைட்ரஜனுடன் கூடிய இருமச் சேர்மங்கள். எடுத்துக்காட்டாக, சோடியம் குளோரைடு (NaCl), ஹைட்ரஜன் ஃபுளூரைடு (HF).
– இன்டர்ஹாலஜன் சேர்மங்கள்: அயோடின் பென்டாஃபுளோரைடு (IF5) போன்ற, வெவ்வேறு ஹாலோஜன்களுக்கு இடையேயான சேர்மங்கள்.
– ஆர்கனோஹாலோஜன்கள் : ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் ஹாலோஜன் அணுக்களால் பதிலீடு செய்யப்பட்ட கரிமச் சேர்மங்கள், எடுத்துக்காட்டாக குளோரோஃப்ளூரோகார்பன்கள் (CFCகள்) மற்றும் ஹாலோஜனேற்றப்பட்ட மயக்க மருந்துகள்.
– பாலிஹேலைடுகள்: ஒரு மூலக்கூறில் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட ஹாலஜன் அணுக்களைக் கொண்ட சேர்மங்கள், எடுத்துக்காட்டாக அயோடின் டிரைகுளோரைடு (ICl3).

ஹைட்ரோஹாலிக் அமிலங்கள்

ஹாலோஜன்கள் ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரியும்போது ஹைட்ரஜன் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகின்றன. இந்த ஹைட்ரஜன் ஹாலைடுகள் நீரில் கரைந்து ஹைட்ரோஹாலிக் அமிலங்களை உருவாக்குகின்றன.
– ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் (HF): மற்ற அமிலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இது ஒரு வலிமை குறைந்த அமிலமாகும். சிலிக்கான் டை ஆக்சைடுடன் வினைபுரிவதன் மூலம் கண்ணாடியைக் கரைக்கும் தனித்திறமையைக் கொண்டுள்ளது.
– ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl): வலிமையான அமிலம், இது தொழிற்சாலைகளிலும் ஆய்வகங்களிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– ஹைட்ரோபுரோமிக் அமிலம் (HBr): வலிமையான அமிலம், கரிமத் தொகுப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– ஹைட்ரோஅயோடிக் அமிலம் (HI): வலிமையான அமிலம், ஒடுக்கும் காரணியாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரியல் செயல்பாடு மற்றும் நச்சுத்தன்மை

ஹாலோஜன்கள் இன்றியமையாதவை, ஆயினும் தீங்கு விளைவிக்கக்கூடியவை:
– ஃபுளூரின்: இதன் மிகச்சிறிய அளவு பல் ஆரோக்கியத்திற்கு நன்மை பயக்கும், ஆனால் அதிகப்படியான வெளிப்பாடு ஃபுளூரோசிஸ் நோய்க்கு வழிவகுக்கும்.
– குளோரின்: குளோரைடு அயனிகளின் வடிவில் அன்றாட வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு இன்றியமையாதது, ஆனால் குளோரின் வாயு நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தது மற்றும் அரிக்கும் தன்மை கொண்டது.
– புரோமின்: இதன் சேர்மங்கள் மயக்க மருந்துகளாகவும் தீயணைப்பான்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் புரோமின் ஆவியானது கண்கள் மற்றும் தொண்டையில் எரிச்சலை ஏற்படுத்தக்கூடும்.
– அயோடின்: தைராய்டு சுரப்பியின் செயல்பாட்டிற்கு இன்றியமையாதது, இது முன் கழுத்து வீக்கத்தைத் தடுக்கிறது. இதன் குறைபாடு தைராய்டு பிரச்சனைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
– அஸ்டடைன்: இதன் காரணமாக வரையறுக்கப்பட்ட உயிரியல் பங்கு உள்ளது