周期表のハロゲン

ハロゲンは、周期表の第 17 族(ハロゲン族とも呼ばれます) に含まれる元素のグループです。ハロゲンには、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、およびアスタチン(At) の 5 つの異なる元素が含まれます。

ハロゲンは、周期表上の他のすべての元素と化合物を形成できる唯一の元素グループであるため、独特です。

ハロゲンについてさらに詳しく見てみましょう。

ハロゲンとは何ですか?そして、なぜそう呼ばれるのでしょうか？

「ハロゲン」という用語は、塩を意味するギリシャ語の「ハロス」と生産者を意味する「遺伝子」に由来しています。 ^[1]

実際、ハロゲンは、金属と反応して塩を生成する能力によって初めて発見されました。

例えば：

塩素 (Cl ₂ ) がナトリウム(Na) と反応すると、一般的な食塩である塩化ナトリウム (NaCl) が形成されます。

2Na + _Cl2 → 2NaCl

同様に、臭素 (Br ₂ ) がカリウム (K) と反応すると、臭化カリウム (KBr) が形成されます。

2K + _Br2 → 2KBr

これらの反応は、ハロゲンが金属と反応して塩を生成する例であり、そのため「ハロゲン」という名前が付けられています。

フッ素は、周期表上のすべての元素の中で電気陰性度が最も高く、電子を引き寄せる力が強いため、最も反応性の高いハロゲンです。

そのため反応性が非常に高く、周期表上の他のほぼすべての元素と反応して化合物を形成することができます。 ^[2]

簡単に言うと、フッ素は電子を引き寄せる磁石のようなもので、電子を獲得して外殻を完成させるためには何でもします。

これは、他の元素と反応し、その電子を盗んで新しい化合物を形成することによって行われます。

これが、フッ素が非常に反応性が高い理由であり、自然界では元素の形では決して存在せず、常に化合物として存在する理由です。

多くの場合、専門の研究所で取り扱われ、幅広い化学物質や材料を生産する工業プロセスで使用されます。

ハロゲンは電気陰性度が高いため非常に反応性が高く、電子を引き付ける能力が非常に高いことを意味します。

さらに、ハロゲンの最外殻には 7 つの電子があり、それを満たして希ガスのような安定した電子配置に達するには、追加の電子が 1 つだけ必要です。

たとえば、フッ素のボーア図では最外殻に 7 個の電子があることがわかります。

安定したオクテット (7 + 1 = 8) を取得するには、さらに 1 つの電子が必要になります。

ハロゲンは金属と反応して金属ハロゲン化物と呼ばれるイオン化合物を形成し、明るくカラフルな炎を生成します。

また、水素、硫黄、窒素などの非金属とも反応して、さまざまな共有結合化合物を形成します。 ^[3]

したがって、ハロゲンは電子を獲得して安定した希ガス構造を得る傾向があるため、反応性が非常に高く、他の元素と化合物を形成することができます。

グループの下に進むにつれて、ハロゲン元素は化学的性質だけでなく物理的性質も変化します。

ハロゲンのいくつかの特性の傾向を見てみましょう。

原子サイズ:グループの下に行くにつれて、ハロゲンの原子サイズは大きくなります。これは、各ハロゲンのエネルギー準位がその上のハロゲン準位よりも 1 つ多いためであり、最外側の電子は原子核からさらに離れていることを意味します。
電気陰性度:グループが下に行くにつれて、ハロゲン元素の電気陰性度は減少します。これは、フッ素や塩素などのグループの上部にあるハロゲンはより電気陰性度が高いため、ヨウ素やアスタチンなどの下部にあるハロゲンよりも電子を引き寄せる可能性が高いことを意味します。
融点と沸点:グループが下に行くにつれて、ハロゲンの融点と沸点は増加します。実際、より大きな原子はより多くの電子を持ち、より強い分子間力を形成することができます。 ^[4]
金属に対する反応性:グループが下に行くほど、金属に対するハロゲンの反応性は減少します。これは、フッ素や塩素などのグループの上部にあるハロゲンが、ヨウ素やアスタチンなどの下部にあるハロゲンよりも金属と反応しやすいことを意味します。

ハロゲンは、周期表の第 17 族に含まれる 5 つの元素 (フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン) のグループです。それらは、他のすべての元素と化合物を形成する能力において独特です。

ハロゲンは、電気陰性度が高く、安定した希ガス構成を達成するために電子を獲得する傾向があるため、非常に反応性が高くなります。フッ素は電気陰性度が高いため、最も反応性の高いハロゲンです。

ハロゲンはグループの下に行くにつれて、原子サイズの増加、電気陰性度の減少、融点と沸点の上昇など、物理的および化学的特性の変化を示します。金属に対するハロゲンの反応性も、グループが下に行くにつれて減少します。