المقدمة:.

سنتحدث في هذا التقرير عن الهالوجينات بشكل تفصيلي , حيث سنتعرف على آصل معنى الهالوجين ,و العناصر وموقعها في الجدول الدوري , ولا ننسى الخواص الطبيعية و الكيميائية الهالوجينات , وطاقة التأينها , السالبية الكهربائية , وتكافؤها وحالات تأكسدها ,وأيضا النشاط الكيميائي وقوتها كعوامل أكسدة , وسندخل إلى ألوان الهالوجينات وحالاتها , ووجودها في الطبيعة , كذلك تأثيرها الفسيولوجي لها..



العرض:.

: ماذا تعني كلمة هالوجين ....؟؟؟ :

هي كلمة من أصل يوناني و هي تعني المادة المكونة للملح ، حيث أن وجود هذه العناصر حُدد في البدء في الأملاح التي تكونها مع المعادن ..

ولكن بتقدم علم الكيمياء ، واكتشاف مركبات جديدة صارت الهالوجينات تظهر في مركبات عضوية متعددة مثل التفلون والمواد البلاستيكية مثل بولي كلوريد الفينيل ، والفريونات ، والمبيدات الحشرية الكلورية مثل :

DDT ...


وتقع عناصر الهالوجينات في المجموعة السابعة من الجدول الدوري ....




وتشمل هذه المجموعة العناصر التالية :



الفلور F ، الكلور Cl ، البروم Br ، اليود I ، الأستاتين At " عنصر مشع "..


*~ ْ ~* الخواص الطبيعية والكيميائية للهالوجينات *~ ْ ~*
*X* الحجم الذري وأثره على بعض الخواص *X* يزداد الحجم الذري تدريجياً من الفلور إلى اليود ..





ويؤثر الاختلاف في الحجم الذري على بعض الخواص .. مثل ..

1- تناقص ميل الذرات لتكوين أيونات سالبة من الفلور إلى اليود .. ويفسر ذلك بأن الإلكترون المضاف إلى الذرة لتكوين الأيون السالب يستقر في مدار يتسع بالتدريج من الكلور إلى اليود وبذلك يقل جذب النواة له ..

2- تقل حرارة الأيونات من الكلور إلى اليود وذلك لأنه كلما صغر حجم الأيون كلما كان ارتباط جزيء الماء قطبي به ارتباطا وثيقاً وكلما زادت الحرارة المنطلقة ..

3- تقل حرارة تفكك الجزيئات من الكلور إلى اليود وذلك لأن زيادة الحجم تعمل زيادة المسافة بين ذرتي الهالوجين في الجزيء مما يضعف من شدة الوصلة بينهما ويقلل من حرارة التفكك ...


*X* طـــاقة التأين *X* هي الطاقة اللازمة لإزالة أكثر الإلكترونات بعداً عن النواة من ذرة العنصر المتعادلة وهي في الحالة الغازية ..




طاقة التأين للهالوجينات أعلى من طاقة التأين للعناصر التي تسبقها في الدورات ... وذلك يعود إلى ...


ازدياد العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الدورة الواحدة ...

فبالتالي يؤدي ذلك إلى ازدياد شحنة النواة الفعالة المؤثرة في الإلكترونات الخارجية ، وقوة جذب النواة للإلكترونات الخارجية ... وبالتالي نقصان الحجم الذري ...

وأقل من طاقة التأين للغازات الخاملة ..



و تقل طاقة التأين للهالوجينات كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل المجموعة ..


وذلك يعود بسبب بعد الإلكترونات الأخيرة عن النواة وثبات الشحنة الفعالة ، وبالتالي ضعف قوة جذب النواة .. فمن السهل فقد هذه الإلكترونات ...



*X* السالبية الكهربائية *X* هي قابلية العنصر للاستئثار بالزوج الإلكتروني الرابط ..


و نظراً لأن عناصر مجموعة الهالوجينات تقع في أقصى يمين الجدول الدوري فإنها تتميز بسالبية كهربائية عالية جداً ويعتبر الفلور أكثر عناصر الجدول الدوري سالبية ..







وتقل هذه الصفة بزيادة العدد الذري فيمكن لليود أن يكون أيوناً موجباً كما في بيركلورات اليود I(ClO4O) ...

ويتضح أثر التناقص التدريجي في السالبية الكهربائية من الفلور إلى اليود في قدرة ذرة هالوجين خفيف على أكسدة أيون هاليد أثقل منه فيؤكسد الكلور مثلاً أيون اليود إلى يود ..

كما يمكن لذرة هالوجين ثقيل أن تختزل المركبات الأكسجينية لهالوجين أخف منه مثلاً أيون الكلورات إلى الكلور ..




*X* التكافؤ وحالات التأكسد *X*


*X* الألفة الإلكترونية *X* هي قابلية العنصر لاستضافة إلكترون أو أكثر إلى ذرته المتعادلة الشحنة ..





يحتوي المدار الخارجي لذرات هذه العناصر على سبعة إلكترونات ..

ولذلك فإن لها ميل شديد لأن تكتسب إلكتروناً إضافياً حتى تصل إلى بنية إلكترونية ثابتة كبنية الغازات الخاملة ولذلك تعطي العناصر الهالوجينية روابط مختلفة الأنواع وهي ..


روابط أيونية ..


لكي تصل الهالوجينات إلى بنية مستقرة فإنها تسعى لإكمال طبقتها الخارجية وذلك باكتسابها لإلكترون واحد فتعطي أيوناً سالباً ..

ولذلك نجد أن طاقة التأين للهالوجينات منخفضة جداً وتختلف هذه القابلية من هالوجين إلى أخر .. حيث تبلغ أقصاها في عنصر الفلور وأدناها في عنصر اليود ..

ونتيجة لقابلية هذه العناصر للإلكترونات نجدها تشكل أيوناً سالباً مع العناصر ذات الكهربائية الموجبة القوية التي يمكنها أن تتخلى عن إلكترونها بسهولة لتضمها الهالوجينات إليها ، وبذا تنشأ الرابطة الأيونية ..

جميع عناصر الهالوجينات مؤكسدة وتتناقص قوة أكسدتها كلما ازداد العدد الذري لعناصرها حتى نصل إلى اليود الذي يبدي بعض الصفات الفلزية الواضحة ...


روابط تساهمية نموذجية ..


يمكن أن تصل الهالوجينات لبنية ثابتة عن طريق إقامة روابط تساهمية نموذجية وهذه هي الطريقة العامة المتبعة في هذه العناصر ... وكذلك تقوم الهالوجينات بإنشاء رابطة تساهمية بين ذرتين من نفس الهالوجين ...


روابط تساهمية نصف قطبية " تساندية "


لا يقتصر تكافؤ الهالوجينات على التكافؤ السالب بل لها القدرة ماعدا الفلور على تكوين مركبات كالأحماض الأكسجينية ومشتقاتها يكون فيها عدد التأكسد للهالوجين موجباً ومساوياً إلى 1 أو 3 أو 5 أو 7 ...

والسبب في أن الفلور لا يتأخذ أعداد أكسدة موجبة وذلك بسبب كهربائيته السالبة القوية وصغر نصف قطره الذري أو ربما لعدم وجود إلكترونات بالموضع d ، هذه الأسباب تمنع الفلور من إقامة روابط نصق قطبية " تساندية " فتكون أكسدة الفلور " صفر و -1 " ..


أما الكلور فإنه يستخدم كل الإمكانات فتكون درجة أكسدته :

-1 ، صفر ، +1 ، +3 ، +4 ، +5 ، +7

أما البروم فإنه أيضاً يستخدم كل الإمكانات فتكون درجة أكسدته :


-1 ، صفر ، +1 ، +5


أما اليود فهو كالكلور والبروم يعطي درجات أكسدة :


-1 ، صفر ، +1 ، +3 ، +5 ، +7 وأما بالنسبة للأستاتين فهو عنصر غير ثابت وهو من العناصر المشعة وله عدة نظائر ..

وتشبه خواص الأستاتين خواص بقية الهالوجينات إلا أنه أقل منها كهربائية سالبة ، يقرب هذا العنصر من الفلزات إذ يعطي مركب كبريتيد الأستاتين صعب الإنحلال ..

*X* النشاط الكيميائي وقوتها كعوامل أكسدة *X* فنظراً للميل الشديد للهالوجينات لاكتساب إلكترون في المدار الخارجي لكل ذرة منها .. فإنها تعتبر عوامل أكسدة قوية جداً ...

وتقل قوتها كعوامل أكسدة قوية مع إزدياد العدد الذري لذراتها ..

وتعتبر الهالوجينات عناصر نشطة جداً .. ويقل نشاطها كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل المجموعة .. وسبب نشاط الفلور نظراً لأن طاقة الرابطة F-F منخفضة ، مما يؤدي إلى سهولة الإنشطار إلى ذرات الفلور النشيطة وتعزي القيمة المنخفضة لطاقة الرابطة إلى التنافر بين أزواج الإلكترونات الموجودة على كل ذرة في جزيء F2 ذي الحجم الصغير ...
قوتها كعوامل أكسدة ...

* X * ا ل و ا ن ا ل ه ا ل و ج ي ن ا ت و ح ا ل ا ت ه ا * X * الفـــلور .. يكون على شكل غاز أصفر فاتح صعب الإسالة يتحول إلى سائل عند درجة تحول الهواء نفسه إلى سائل ، كلمة فلور أتية من اسم المركب فلورين CaF2 ,, ويذيب الفلور كثيراً من المركبات قليلة الذوبان .. الكلور غاز أخضر اللون بصفرة سهل الإسالة بالضغط ، واسم الكلور آتِ من لونه . البروم يكون على شكل سائل عند الدرجة العادية ولونه بني محمر غامق .. وهو شديد التطاير ويصدر أبخرة ثقيلة ملونة " بنية محمرة " كلمة البروم مشتقة من كلمة تعني الرائحة الكريهة .. اليود صلب عند درجة الحرارة العادية وله مظهر معدن مبلور سهل التسامي ويعطي عند تساميه غازاً بنفسجياً .. وقد اشتق اسمه من لونه البنفسجي منحنى يوضح درجات غليان وانصهار عناصر المجموعة السابعة .. * ~ ْ ~ * و ج و د ا ل ه ا ل و ج ي ن ا ت ف ي ا ل ط ب ي ع ة * ~ ْ ~ * الفـــــــــــلور يوجد على شكل أملاح فالفلورين وهو خام الفلور يكون على شكل مبلور ..وعند تسليط الأشعة الفوق بنفسجية على قطعة الفلورين فإنها تعطي وميضاً مميزاً .. وللفلورين ألوان مختلفة أكثرها انتشاراً الأصفر والأزرق . كما يوجد الكريولايت وهو الخام الحاوي على الفلور ويعتبر مخفضاً لدرجة الإنصهار عند تحضير الألومينيوم أما الخام الرئيسي للفلور فهو الأباتيت ..

ويشكل الفلور أحد مركبات العظام أو بشكل متحد مع الفوسفور أو الكالسيوم .. وتؤدي زيادة تركيز الفلور في المواد الغذائية إلى الإضرار بالأسنان إلا أن وجود مليجرام من الفلور في مياه الشرب يقي من نخر الأسنان وتؤدي ريادة الفلور في أجزاء الجسم إلى تكليس العظام أو نقص فيها .. ويوجد الفلور في النباتات بنسب قليلة ومختلفة ... الكلور .. يوجد الكلور في مياه البحر على شكل كلوريد الصوديوم وعلى شكل طبقات صخرية ...كما يوجد بشكل مختلط " ملح البوتاسيوم والمغنيسيوم " ويطلق عليه خام الكارناليت .. " ستراسفير " وملح البوتاسيوم والصوديوم واسمه " سلفين " ..

ويوجد الكلور في بنسب عالية في الحيوان فهو يشكل الةسط الضروري للمياه كما يوجد في النباتات مترافقاً مع البروم .. البــــــروم .. يوجد مختلطاً بالكلور بكميات قليلة ، ويكون على شكل بروميد الصوديوم وبروميد البوتاسيوم ، وبروميد المغنيسيوم .. ويوجد في ماء البحر وفي مكامن الأملاح والبحيرات أو البحار الجافة " تونس " ... اليــــــــــــود ويوجد على شكل يود بتركيز قليل في مياه البحر وفي الطحالب البحرية كما يوجد مختلطاً بالأملاح مثل نترات الصوديوم الطبيعية على شكل يودات أو يوديد تشيلي ..

ويوجد في الغدة الدرقية ويؤثر تأثيراً مهماً وأساسياً في الجسم ..

* ~ * ا ل ت أ ث ي ر ا ل ف س ي و ل و ج ي ل ل ه ا ل و ج ي ن ا ت * ~ * في الحالة الغازية تكون جميع الهالوجينات خطرة إذا ما استنشقت مع هواء التنفس ولا سيما داخل الرئتين ، فالفلور فعال جداً والكلور استخدم كغاز حربي فتاك ...

أما أبخرة البروم فهي صعبة الاستنشاق وتؤدي إلى تآكل الغشاء المخاطي لذلك ينصح بحفظ واني الهالوجينات في مكان جيد التهوية ..

وسائل البروم حارق ويجب تحاشي مسه ... وعند فتح الزجاجات المحتوية عليه يجب أخذ الحذر والحيطة من أبخرته ومن سائله أما اليود فليس أقل خطراً من إقرانه فهو سام مخرش صعب الاستنشاق ...



الخاتمة:.

تعلمنا من هذا التقرير أن الهالوجينات جاءت من أصل يوناني وتعني المادة المكونة للملح ، وتوجد في المركبات العضوية أيضا , وعناصرها الفلور F ، الكلور Cl ، البروم Br ، اليود I ، الأستاتين At " عنصر مشع ".. , وتق قيم كل من جهد التأين والكهروسالبية بزيادة قيمة نصف قطر الذرة والايون على خلاف قيم الميل الالكتروني التي لا تتدرج بانتظام من الفلور إلى اليود ..