ХАЛОГЕНИРАНИ ДЕРИВАТИ: СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

У халогени деривати су она једињења која поседују атом халогена; то јест, било који од елемената групе 17 (Ф, Цл, Бр, И). Ови се елементи разликују од осталих по томе што су више електронегативни, формирајући разне неорганске и органске халогениде.

Доња слика приказује гасовите молекуле халогена. Одозго надоле: флуор (Ф ₂ ), хлор (Цл ₂ ), брома (Бр ₂ ) и јод (И ₂ ). Сваки од њих има способност реакције с великом већином елемената, чак и међу конгенерима исте групе (интерхалогени).

Дакле, халогенирани деривати имају формулу МКС ако је метал халогенид, РКС ако је алкил и АрКс ако је ароматичан. Последња два су у категорији органских халогенида. Стабилност ових једињења захтева „енергетску корист“ у поређењу са изворним молекулом гаса.

Као опште правило, флуор формира стабилније халогениране деривате од јода. Разлог је то што се разликују њихови атомски радијуси (љубичасте сфере су волуминозније од жутих).

Како се атомски радијус повећава, преклапање орбитала између халогена и другог атома је сиромашније и, с тим, веза је слабија.

Номенклатура

Исправан начин именовања ових једињења зависи од тога да ли су неорганска или органска.

Неоргански

Метални халогениди се састоје од везе, јонске или ковалентне, између халогена Кс и метала М (из група 1 и 2, прелазни метали, тешки метали итд.).

У овим једињењима сви халогени имају оксидационо стање -1. Зашто? Будући да су његове вредности валенције нс ² нп ^5.

Стога требају добити само један електрон да би довршили октет валенције, док метали оксидирају, дајући им електроне које имају.

Тако флуор остаје као Ф ^- , флуорид; Цл ^- , хлорид; Бр ^- , бромид; и И ^- јодид. МФ би био назван: (име метала) флуорид (н), при чему је н валенција метала само када га има више од једног. За случајеве метала група 1 и 2, није потребно именовати валентност.

Примери

- НаФ: натријум-флуорид.

- ЦаЦл ₂ : калцијум хлорид.

- АгБр: сребрни бромид.

- ЗнИ ₂ : цинк јодид.

- ЦуЦл: бакар (И) хлорид.

- ЦуЦл ₂ : бакар (ИИ) хлорид.

- ТиЦл ₄ : титанов (ИВ) хлорид или титанијум тетраклорид.

Међутим, водоник и неметали - чак и сами халогени - такође могу формирати халогениде. У тим случајевима, валенција неметала није наведена на крају:

- ПЦл ₅ : фосфор пентахлорид.

- БФ ₃ : бор трифлуорид.

- АлИ ₃ : алуминијум тријодид.

- ХБр: бромоник.

- АКО ₇ : јод хептафлуорид.

Органиц

Без обзира да ли је РКС или АрКс, халоген је ковалентно везан на атом угљеника. У овим случајевима халогени се помињу по имену, а остатак номенклатуре зависи од молекуларне структуре Р или Ар.

За најједноставнији органски молекул, метан (ЦХ ₄ ), следећи деривати су добијени заменом Х фор Цл:

- ЦХ ₃ Цл: хлорометан.

- ЦХ ₂ Цл ₂ : дихлорометан.

- ЦХЦ ₃ : трихлорометан (хлороформ).

- ЦЦл ₄ : тетраклорометан (угљеник (ИВ) хлорид или тетрахлорид угљеник).

Овде се Р састоји од једног атома угљеника. Дакле, за остале алифатичке ланце (линеарни или разгранати) броји се број угљеника из којих је повезан халогеном:

ЦХ ₃ ЦХ ₂ ЦХ ₂ Ф: 1-флуоропропане.

Горе наведени пример је примарни алкил халогенид. У случају да је ланац разгранат, одабире се најдужа она која садржи халоген и започиње бројање, остављајући најмањи могући број:

3-метил-5-бромохексан

Исто се дешава и код других супституената. Слично томе, за ароматске халогениде назив је халоген, а затим остатак структуре:

Горња слика приказује једињење које се назива бромобензен, а атом брома је означен смеђом бојом.

Својства

Неоргански халогениди

Неоргански халогениди су јонска или молекуларна чврста супстанца, иако су прва обилнија. У зависности од интеракција и јонских радијуса МКС, биће растворљив у води или другим мање поларним растварачима.

Неметални халогениди (попут бора халогенида) су генерално Левисове киселине, што значи да прихватају електроне да формирају комплексе. Са друге стране, халогениди водоника (или халогениди) растворени у води производе оно што је познато као хидрациди.

Тачке његовог топљења, кључања или сублимације падају на електростатичке или ковалентне интеракције метала или неметала са халогеном.

Исто тако, јонски радијуси играју важну улогу у овим својствима. На пример, ако су М ⁺ и Кс ^- сличне величине, њихови кристали ће бити стабилнији.

Органски халогениди

Они су поларни. Зашто? Зато што разлика у електронегативностима између Ц и халогена ствара трајни поларни тренутак у молекули. Исто тако, ово се смањује како се група 17 спушта, из везе Ц - Ф у Ц - И.

Без обзира на молекуларну структуру Р или Ар, све већи број халогена има директан утицај на тачке кључања, јер повећавају моларну масу и интермолекуларне интеракције (РЦ - КСКС - ЦР). Већина се не може помешати са водом, али се може растворити у органским растварачима.

Апликације

Употреба халогенираних деривата може резервисати сопствени текст. Молекуларни „партнери“ халогена су кључни фактор, јер њихова својства и реактивност одређују употребу деривата.

Тако се међу великом разноликошћу могућих употреба истичу:

- Молекуларни халогени се користе за стварање халогених сијалица, где долази у контакт са жарном волфрамовом жарном нити. Сврха ове мешавине је да реагује халоген Кс са испареним волфрамом. На тај начин се избегава таложење на површини сијалице, што му гарантује дужи век.

- Флуоридне соли се користе у флуоридизацији воде и паста за зубе.

- Натријум и хипохлорит натријума су два активна средства у комерцијалним растворима за бељење (хлор).

- Иако оштећују озонски омотач, хлорофлуоро-угљени угљеници се користе у аеросолима и расхладним системима.

- Винил хлорид (ЦХ ₂ = ЦХЦб) је мономер на поливинил хлорида (ПВЦ) полимера. С друге стране, тефлон, користи као нон-стицк материјала, састоји се од полимерних ланаца тетрафлуороетилена (Ф ₂ Ц = ЦФ ₂ ).

- Користе се у аналитичкој хемији и органској синтези у различите сврхе; међу њима је и синтеза лекова.

Додатни примери

Горња слика илуструје хормон штитне жлезде који је одговоран за производњу топлоте као и за повећање општег метаболизма у телу. Ово једињење је пример халогенираног деривата који је присутан у људском телу.

Међу осталим халогенираним једињењима помињу се следећа:

- Дихлородифенилтриклороетан (ДДТ), ефикасан инсектицид, али са озбиљним утицајем на животну средину.

- коситрени хлорид (СнЦл ₂ ), који се користи као редукционо средство.

- хлороетан или 1-хлороетан (ЦХ ₃ ЦХ ₂ Цл), а актуелан анестетик који брзо делује хлађењем коже.

- дихлороетилен (ЦИ-= ЦЦлХ) и тетрахлоретилен (ЦИ ₂ Ц = ЦЦл ₂ ), користе као растварачи у индустрији на хемијско чишћење.

Референце

1. Др Иан Хунт. Основне ИУПАЦ органске номенклатуреХалоалкани / алкилни халогениди. Преузето 4. маја 2018. године са: цхем.уцалгари.ца
2. Рицхард Ц. Банкс. (Август 2000). Номенклатура органских халогенида. Преузето 4. маја 2018. године са: цхемистри.боисестате.еду
3. Адвамег, Инц. (2018). Органска халогена једињења. Преузето 4. маја 2018. године са: цхемистриекплаинед.цом
4. Органска халогена једињења. Преузето 4. маја 2018. године са: 4цоллеге.цо.ук
5. Др Сехам Алтерари. (2014). Органска халогена једињења. Преузето 4. маја 2018. године са: фац.ксу.еду.са
6. Цларк Ј. Физичка својства алкилних халогенида. Преузето 4. маја 2018. године са: цхем.либретектс.орг
7. Др Манал К. Расхеед. Органски халогениди. Преузето 4. маја 2018. године са: цомед.уобагхдад.еду.ик