Fluori-F,klori-Cl,bromi-Br dhe jodi-I quhen me një emër elemente halogjene.Atomet e grupit 17 të elementeve kanë shtatë elektrone valentore prej të cilëve një elektron tek ndodhet në orbitalen p.Shenja për konfiguracionin e përbashkët elektronik është ns2 np5.Emrin halogjene e kanë marrë si ˶ ndërtues të kriprave . Klori,bromi dhe astati në natyrë paraqiten në shumë izotope.Janë të njohur rreth tridhjetë izotope të astatit dhe të gjithë janë radioaktiv me kohë të gjysmëzbërthimit më pak se një ditë. . . . . .
F │ 19F Cl │ 35Cl 37Cl Br │79Br 81Br I │ 127I At │ 215At 216At … Uus │
Përveç metaloidit radioaktiv At-astatit dhe Uus-ununseptiumit të gjithë elementet e grupit 17 janë jometale tipike.Prania e shtatë elektroneve në nivelin e fundit elektronik kushtëzon karakter të theksuar jometalik. Elementet halogjene fluori,klori,bromi dhe jodi janë jometalet më të theksuara në sistemin periodik të elementeve. Astati është metaloid radioaktiv.Të njihemi me vetitë e elementeve të grupit 17. 1.ELEMENTET E GRUPIT 17-të SI SUBSTANCA ELEMENTARE Në gjendje elementare elementet halogjene ndërtojnë molekula dyatomike F2,Cl2,Br2 dhe I2.. Atomet janë të lidhur me lidhje njëfishe kovalente jopolare.lidhja kovalente -б formohet me mbimbulim ballor të orbitaleve- p të nivelit të fundit energjetik,në të cilët ndodhen nga një elektron tek. Duke marrë parasysh se është fjala për molekula jopolare,në mes tyre ekzistojnë forca të dobëta të Van der Valsit.Te fluori ato janë meë të dobëta,ndërsa te jodi më të forta,sepse edhe molekulat e jodit janë me vëllimin më të madh.Molekulat me më shumë elektrone formojnë më shumë dipole kohëshkurtër,për këtë edhe forcat ndërmolekulare janë më të mëdha. 1.1.VETITË FIZIKE TË ELEMENTEVE TË GRUPIT 17 Me rritjen e numrit atomik rriten vëllimet atomike dhe të molekulave.Forcat tërheqëse në mes molekulave janë gjith e më të mëdha,me të edhe temperaturat e vlimit dhe të shkrirjes rriten me rritjen e numrit atomik në grup.Në bazë të strukturës së elementeve halogjene si substanca elementare e duke marrë parasysh vlerat për temperatura të shkrirjes Tsh dhe të vlimit,Tsh,shihet se fluori dhe klori janë substance të gazta,bromi është i lëngët ndërsa jodi i ngurtë.Fluori është gaz me ngjyrë të gjelbërt të çelët..Klori është gaz me ngjyrë të gjelbërt në të verdhë,më i rëndë se se ajri (2,5 herë).Bromi është lëng me ngjyrë murrme në të kuqe që leht avullohet.jodi është substance e ngurtë me ngjyrë të përhimt të mbyllët,me shkëlqim metali.Leht sublimon në jod të gaztë me ngjyrë karakteristike vjollce.Jodi si substance e ngurtë jopolare tretet mire në tretësa jopolarë siç janë:benzene C6H6 ,kloruri i karbonit (IV) CCl4 dhe kloroformi CHCl3. Tretësira është ngjyrë vjollce. Të gjitha elementet halogjene janë me erë të ashpër dhe me veprim mjaft helmues.Iritojnë sytë,organet e frymëmarrjes,brejnë lëkurën.Toksiciteti i elementeve halogjene ëhtë i kuptueshëm nëse kemi parasysh vetitë kimike të tyre. 1.2.VETITË KIMIKE TË ELEMENTEVE TË GRUPIT 17
Si edhe elementet e grupit të parë,metale tipike edhe elementet e grupit 17,jometale tipike,tregojnë ngjashmëri në sjellje kimike.Nëse dallimet edhe ekzistojnë,ato shfaqen më shumë në intenzitet se në llojin e reaksioneve kimike. Si arrijnë elementet halogjene konfiguracioni elektronik stabil ? Vlerat e larta për energji të jonizimit,vlerat e larta të koeficientëve të elektronegativitetit dhe të afinitetit ndaj elektroneve përjashtojnë mundësinë e formimit të joneve pozitive.Si jometale tipike të cilëve deri te mbushja e nivelit energjetik të fundit i mungon vetëm një elektron ,fluori,klori,bromi dhe jodi ndërtojnë jone me ngarkesë negative.Me metale tipike me elektronegativitet të vogël ,elementet halogjene formojnë lidhje jonike.Përveç lidhjes jonike fluori,klori ,bromi dhe jodi ndërtojnë edhe lidhje kovalente. Fluori është elementi kimik më elektronegativ në sistenin periodik të elementeve.( ᵡ = 4).Në bazë të konfiguracionit elektronik dhe koeficientit të elektronegativitetit shihet se në të gjitha komponimet ky element do të jetë me numër oksidues 1.Për dallim nga fluori,,ndërsa për shkak të mundësisë së çiftëzimit të elektroneve (kanë orbitale të brendshme-d ), elementet tjera halogjene mund të kenë edhe numra oksidues pozitiv.Komponimet më stabile me numër oksidues pozitiv janë numra oksidues tek +1,+3,+5 dhe+7. Nëse kanë tendencë të madhe që të pranojnë elektron (mjete oksiduese),si ndryshon reaktiviteti në grup? Reaktiviteti i elemeteve halogjene bie me rritjen e numrit atomik,çka mund të dëshmohet me shumë reaksione kimike. NDËRTIMI I KOMPONIMEVE BINARE TË ELEMENTEVE TË GRUPIT 17 Elementet halogjene hyjnë në reaksione kimike me gati të gjitha elementet.Me metale reagojnë vrullshëm me lirimin e sasive të mëdha të nxehtësisë. . +3 -1 2Fe(s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3(s) kloruri i hekurit (III) . +1 -1 . 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s) klorur natriumi . +3 -1 . 2Al(s) + 3Br2(l) → 2AlBr3(s) bromur alumini . +2 -1 Mg(s) + I2(s) → MgI2(s) jodur magnezi Se reaktiviteti i elementeve halogjene bie prej fluorit kah jodi tregon edhe reaksioni me hidrogjenin.Për dallim nga fluori i cili me hidrogjenin reagon me shpërthim edhe pa praninë e dritës,klori reagon me hidrogjenin,nëse përzierja ndriçohet (psh.blici i fotoaparatit).Bromi reagon tek pas nxhjes së lehtë,derisa reaksioni me jodin është reverzibil. . F2(g) + H2(g) → 2HF(g) fluorhidriku ΔrH = -542 kj mol 2Cl2(g) + H2(g) → 2HCl(g) klorhidriku
ΔrH = -184 kj mol
Br2(g) + H2(g) → 2HBr(g) bromhidriku
ΔrH = -96 kj mol
I2(g) + H2(g) → 2HI(g) jodhidriku
ΔrH = -51,88 kj mol
AFTËSIA OKSIDO-REDUKTUESE E ELEMENTEVE TË GRUPIT 17 Kemi pa se elementet halogjene arrijnë konfiguracionin elektronik stabil ashtu që pranojnë një elektron.Për këtë arsye radhiten në mjete oksiduese.
Nga të gjitha elementet halogjene fluori është mjeti më i forte oksidues dhe elementi kimik më reaktiv.Fluori mund të oksidojë kloruret Cl ,bromuret Br dhe joduret I në gjendje elementare (Cl2,Br2,I2). Pasi që aftësia oksiduese be në grup te poshtë,klori mund të zhvendos bromin dhe jodin,derisa bromi zhvendos vetëm jodin (e kundërta nuk është e mundur). F2 + 2NaCl → Cl2 + 2NaF F2 + 2NaBr → Br2 + 2NaF F2 + 2NaI → I2 + 2NaF Cl2 + 2NaBr → Br2 + 2NaCl Cl2 + 2NaI → I2 + 2NaCl Br2 + 2NaI → I2 + 2NaBr Me ujin reagojnë edhe fluori edhe klori,me çrast lirohet oksigjeni nascent mjaft reaktiv.Atomet e formuar të oksigjenit mund të reagojnë me molekulat e oksigjenit me çrast formohet ozoni. F2(g) + H2O(l) → 2HF(g) + O atom i oksigjenit (O + O2 → O3) Tretësira ujore e klorit quhet ujë kloror.Acidi hipoklororik cili fitohet në këtë reaksion (disproporciomimi i klorit),spontanisht zbërthehet në acid klorhidrik dhe oksigjen (atomik) nascent. Cl2(g) + H2O(l) → HCl(aq) + HClO(aq) acidi hipokloror HClO(aq) → HCl(aq) + O Oksigjeni nascent-i posalindur (atomik) është shum reaktiv dhe ka veprim baktericid.Për këtë uji kloror përdoret për dezinfektimin e ujit por edhe për zbardhjen e tekstilit.Reaksion i ngjashëm zhvillohet edhe gjat tretjes së klorit në baza të forta.Fitohen kriprat klorure dhe hipoklorite. . 1 0 +1 . Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O . klorur natriumi hipoklorit natriumi Në reaksion të klorit dhe hidroksidit të kalciumit (gëlqere e shuar) fitohet gëlqere klori,kripë e përzier e acidit klorhidrik dhe hipokloror. . 0 -1 +1 Cl2(g) +Ca(OH)2(aq) → CaCl(OCl)(aq) + H2O(l) (CaCl2, Ca(ClO)2) 1.3. PËRHAPJA NË NATYRË E ELEMENTEVE TË GRUPIT 17
Mineralet më të përhapur të fluorit janë fluoriti CaF2 dhe krioloti Na3AlF6.Gjurmët e joneve F ndodhen nëujë deti.Në koren e tokës klorure më së shumti ka në kripë guri,silvin dhe karnalit KCl • MgCl2• 6H2O.Minerali karnalit bromi KBr• MgBr2 • 6H2O është një nga burimet më të mëdha të bromit.Nga të gjitha elementet halogjene jodi është më pak i përhapur në natyrë.Ka në ujin e detit,në disa ujra minerale,në shtresat e nitratit të natriumit dhe në jodat natriumi NaIO3 .
Jonet e fluorit, fluoruret F gjinden në dhëmbë dhe eshtra.Kloruret Cl janë anionet më të rëndësishme të lëngjeve trupore.Jodi hyn në përbërje të hormoneve të gjëndrës mbrojtëse. 1.4.PËRFITMI I ELEMENTEVE TË GRUPIT 17 Reaktiviteti i fluorit gjatë kohë ka qenë pengesë në përfitimin e tij.Sot ky gaz fitohet me elektrolizën e fluorurit të kaliumit të shkrirë në fluorhidrikun e anhidruar.Lëndë e pare për përfitimin e këtij gazi është minerali fluorur kaliumi nga i cili me veprimin e acidit sulfuric së pari fitohet fluorhidriku. CaF2(s) + H2SO4(konc.) → CaSO4(aq) + 2HF(g) Klori në laborator fitohet me oksidimin e acidit klorhidrik.Si mjete oksiduese më së shumti përdoren permangati i kaliumit KMnO4,ose oksid mangani(IV),MnO2. +4
-1
0
+2
MnO2(s) + 4HCl(aq) → Cl2(g) + MnCl2(aq) + 2H2O(l) . .
+7
-1
0
+2
2KMnO4(s) + 16HCl((aq) → 5Cl2(g) + 2MnCl2(aq) + 2KCl(aq) + 8H2O(l)
Në industri saditë me ët mëdha të klorit fitohen me elektrolizë të tretësirës ujore të klorurit të natriumit. Bromi më së shumti fitohet me oksidimin e bromureve me ndihmën e klorit elementar. . .
-1
0
0
-1
2KBr(aq) + Cl2(g) → Br2(l) + 2KCl(aq)
Komponimi më i përhapur i jodit në natyrë është jodat-natriumi,pra jodi fitohet nga kjo substance me reduktim me ndihmën e oksidit të sulfurit(IV). . +5 +4 0 +6 +6 . 2NaIO3 + 5SO2 + 4H2O → I2 + Na2SO4 + 4H2SO4 1.5. ZBATIMI I ELEMENTEVE TË GRUPIT 17