و مشتقات هالوجينية هي تلك المركبات التي تمتلك ذرة الهالوجين. أي ، أي عنصر من عناصر المجموعة 17 (F ، Cl ، Br ، I). تختلف هذه العناصر عن البقية من خلال كونها أكثر كهرسلبية ، وتشكل مجموعة متنوعة من الهاليدات العضوية وغير العضوية.
توضح الصورة أدناه الجزيئات الغازية للهالوجينات. من الأعلى إلى الأسفل: الفلور (F 2) والكلور (Cl 2) والبروم (Br 2) واليود (I 2). كل من هؤلاء لديه القدرة على التفاعل مع الغالبية العظمى من العناصر ، حتى بين متجانسات نفس المجموعة (interhalogens).
وبالتالي ، فإن المشتقات المهلجنة لها الصيغة MX إذا كان هاليد معدني ، RX إذا كان ألكيل و ArX إذا كان عطريًا. الأخيران في فئة الهاليدات العضوية. يتطلب استقرار هذه المركبات "فائدة" للطاقة مقارنة بجزيء الغاز الأصلي.
كقاعدة عامة ، يشكل الفلور مشتقات مهلجنة أكثر استقرارًا من اليود. يرجع السبب إلى الاختلافات بين أنصاف أقطارها الذرية (الكرات الأرجوانية أكثر كثافة من تلك الصفراء).
مع زيادة نصف القطر الذري ، يكون تداخل المدارات بين الهالوجين والذرة الأخرى أكثر فقراً ، وبالتالي تكون الرابطة أضعف.
التسمية
تعتمد الطريقة الصحيحة لتسمية هذه المركبات على ما إذا كانت غير عضوية أو عضوية.
غير عضوي
تتكون هاليدات المعدن من رابطة ، أيونية أو تساهمية ، بين هالوجين X ومعدن M (من المجموعتين 1 و 2 ، معادن انتقالية ، ومعادن ثقيلة ، إلخ).
جميع الهالوجينات في هذه المركبات لها حالة أكسدة -1. لماذا ا؟ لأن إعدادات التكافؤ هي ns 2 np 5.
لذلك ، يحتاجون إلى الحصول على إلكترون واحد فقط لإكمال ثماني بتات التكافؤ ، بينما تتأكسد المعادن ، مما يمنحهم الإلكترونات التي لديهم.
وهكذا، فإن بقايا الفلور كما F - والفلوريد. Cl - ، كلوريد. ر - ، بروميد. وأنا - ، يوديد. سيتم تسمية MF: (اسم المعدن) فلوريد (n) ، حيث n هو تكافؤ المعدن فقط عندما يحتوي على أكثر من واحد. في حالة معادن المجموعتين 1 و 2 ، ليس من الضروري تسمية التكافؤ.
أمثلة
- NaF: فلوريد الصوديوم.
- كلوريد الكالسيوم 2: كلوريد الكالسيوم.
- AgBr: بروميد الفضة.
- زني 2: يوديد الزنك.
- كلوريد النحاس: كلوريد النحاس (I).
- كلوريد النحاس 2: كلوريد النحاس (II).
- TiCl 4: التيتانيوم (IV) كلوريد أو رابع كلوريد التيتانيوم.
ومع ذلك ، يمكن أن يشكل الهيدروجين واللافلزات - حتى الهالوجينات نفسها - هاليدات. في هذه الحالات ، لا يتم تسمية التكافؤ اللافلزي في النهاية:
- PCl 5: خماسي كلوريد الفوسفور.
- BF 3: البورون ثلاثي فلوريد.
- AlI 3: ثلاثي يوديد الألومنيوم.
- HBr: بروميد الهيدروجين.
- IF 7: اليود سباعي فلوريد.
عضوي
بغض النظر عما إذا كان RX أو ArX ، فإن الهالوجين يرتبط تساهميًا بذرة كربون. في هذه الحالات ، يتم ذكر الهالوجينات بالاسم ، ويعتمد باقي المصطلحات على التركيب الجزيئي لـ R أو Ar.
بالنسبة لأبسط جزيء عضوي ، الميثان (CH 4) ، يتم الحصول على المشتقات التالية باستبدال H بـ Cl:
- CH 3 Cl: كلورو ميثان.
- CH 2 Cl 2: ثنائي كلورو ميثان.
- CHCl 3: ثلاثي كلورو ميثان (كلوروفورم).
- CCl 4: رباعي كلورو الميثان (كلوريد الكربون (IV) أو رباعي كلوريد الكربون).
يتكون R هنا من ذرة كربون واحدة. لذلك ، بالنسبة للسلاسل الأليفاتية الأخرى (الخطية أو المتفرعة) ، يتم حساب عدد الكربون الذي يرتبط منه بالهالوجين:
CH 3 CH 2 CH 2 F: 1-فلوروبروبان.
كان المثال أعلاه هو مثال هاليد ألكيل أولي. في حالة تشعب السلسلة ، يتم اختيار أطول سلسلة تحتوي على الهالوجين ويبدأ العد ، مما يترك أقل عدد ممكن:
3-ميثيل-5-بروموهكسان
يحدث الشيء نفسه بالنسبة للبدائل الأخرى. وبالمثل ، بالنسبة للهاليدات العطرية ، يتم تسمية الهالوجين ثم باقي الهيكل:
تُظهر الصورة العلوية المركب المسمى بروموبنزين ، مع إبراز ذرة البروم باللون البني.
الخصائص
هاليدات غير عضوية
الهاليدات غير العضوية هي مواد صلبة أيونية أو جزيئية ، على الرغم من أن الأولى أكثر وفرة. اعتمادًا على التفاعلات وأنصاف الأقطار الأيونية لـ MX ، ستكون قابلة للذوبان في الماء أو مذيبات أخرى أقل قطبية.
الهاليدات غير المعدنية (مثل هاليدات البورون) هي أحماض لويس بشكل عام ، مما يعني أنها تقبل الإلكترونات لتكوين معقدات. من ناحية أخرى ، تنتج هاليدات الهيدروجين (أو الهاليدات) المذابة في الماء ما يعرف باسم الهيدرازيد.
تقع نقاط انصهارها أو غليانها أو تساميها على التفاعلات الكهروستاتيكية أو التساهمية بين المعدن أو غير المعدني مع الهالوجين.
وبالمثل ، يلعب نصف القطر الأيوني دورًا مهمًا في هذه الخصائص. على سبيل المثال ، إذا كانت M + و X - متشابهة في الحجم ، فإن بلوراتها ستكون أكثر ثباتًا.
هاليدات عضوية
هم قطبيون. لماذا ا؟ لأن الاختلاف في الكهربية بين C والهالوجين يخلق لحظة قطبية دائمة في الجزيء. وبالمثل ، يتناقص هذا مع نزول المجموعة 17 ، من رابطة C - F إلى C - I.
بغض النظر عن التركيب الجزيئي لـ R أو Ar ، فإن الأعداد المتزايدة من الهالوجينات لها تأثير مباشر على نقاط الغليان ، لأنها تزيد من الكتلة المولية والتفاعلات بين الجزيئات (RC - XX - CR). معظمها غير قابل للامتزاج بالماء ، لكن يمكن أن يذوب في مذيبات عضوية.
التطبيقات
يمكن أن تحتفظ استخدامات المشتقات المهلجنة بالنص الخاص بها. تعتبر "شركاء" الهالوجينات الجزيئية عاملاً رئيسياً ، حيث تحدد خصائصها ونشاطاتها استخدامات المشتق.
وبالتالي ، من بين الاستخدامات المتنوعة الكبيرة ، يبرز ما يلي:
- تستخدم الهالوجينات الجزيئية لإنشاء مصابيح هالوجين ، حيث تتلامس مع خيوط التنجستن المتوهجة. الغرض من هذا الخليط هو تفاعل الهالوجين X مع التنجستن المتبخر. وبهذه الطريقة يتم تجنب ترسبها على سطح المصباح ، مما يضمن لها عمرًا أطول.
- تستخدم أملاح الفلوريد في فلورة الماء ومعاجين الأسنان.
- هيبوكلوريت الصوديوم والكالسيوم عاملان فعالان في محاليل التبييض التجارية (الكلور).
- على الرغم من أنها تلحق الضرر بطبقة الأوزون ، إلا أن مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) تستخدم في الهباء الجوي وأنظمة التبريد.
- كلوريد الفينيل (CH 2 = CHCl) هو مونومر بوليمر كلوريد البوليفينيل (PVC). من ناحية أخرى ، يتكون التفلون ، المستخدم كمواد غير لاصقة ، من سلاسل بوليمر من رباعي فلورو إيثيلين (F 2 C = CF 2).
- تستخدم في الكيمياء التحليلية والتوليف العضوي لأغراض مختلفة ؛ من بين هؤلاء ، تخليق الأدوية.
أمثلة إضافية
توضح الصورة العلوية هرمون الغدة الدرقية المسؤول عن إنتاج الحرارة بالإضافة إلى زيادة التمثيل الغذائي العام في الجسم. هذا المركب هو مثال على مشتق مهلجن موجود في جسم الإنسان.
من بين المركبات المهلجنة الأخرى ما يلي:
- ثنائي كلورو ثنائي الفينيل ثلاثي كلورو الإيثان (DDT) ، مبيد حشري فعال ولكن له آثار بيئية خطيرة.
- كلوريد القصدير (SnCl 2) ، يستخدم كعامل اختزال.
- كلورو إيثان أو 1-كلورو إيثان (CH 3 CH 2 Cl) ، مخدر موضعي يعمل بسرعة عن طريق تبريد الجلد.
- ثنائي كلورو إيثيلين (ClCH = CClH) ورابع كلورو إيثيلين (Cl 2 C = CCl 2) ، وتستخدم كمذيبات في صناعة التنظيف الجاف.
المراجع
- دكتور ايان هانت. التسمية العضوية الأساسية IUPAC هالو ألكانات / هاليدات ألكيل. تم الاسترجاع في 4 مايو 2018 من: chem.ucalgary.ca
- ريتشارد سي بانكس. (أغسطس 2000). تسمية الهاليدات العضوية. تم الاسترجاع في 04 مايو 2018 من: chemistry.boisestate.edu
- Advameg ، Inc. (2018). مركبات الهالوجين العضوية. تم الاسترجاع في 04 مايو 2018 ، من: chemistryexplained.com
- مركبات الهالوجين العضوية. تم الاسترجاع في 04 مايو 2018 من: 4college.co.uk
- د / سهام التراري. (2014). مركبات الهالوجين العضوية. تم الاسترجاع في 04 مايو 2018 من: fac.ksu.edu.sa
- كلارك ج.الخصائص الفيزيائية للألكيل هاليدات. تم الاسترجاع في 4 مايو 2018 من: chem.libretexts.org
- د. منال خضر رشيد. الهاليدات العضوية. تم الاسترجاع في 4 مايو 2018 من: comed.uobag Baghdad.edu.iq