Номенклатура галогенованих похідних, властивості, застосування та приклади

The галогеновані похідні всі ті сполуки, які мають атом галогену; тобто будь-який з елементів групи 17 (F, Cl, Br, I). Ці елементи відрізняються від інших, оскільки вони є більш електронегативними, утворюючи різноманітні неорганічні і органічні галогеніди.

Газоподібні молекули галогенів показані на нижньому зображенні. Зверху вниз: фтор (F₂), хлор (Cl₂), бром (Br₂) і йоду (I₂). Кожна з них здатна реагувати з переважною більшістю елементів, навіть між конгенерами однієї групи (міжгалогенні).

Таким чином, галогеновані похідні мають формулу МХ, якщо вона є галогенидом металу, RX, якщо вона є алкилом і ArX, якщо вона є ароматичною. Останні два знаходяться в категорії органічних галогенідів. Стабільність цих сполук вимагає енергетичної "вигоди" порівняно з вихідною газоподібною молекулою.

Як правило, фтор утворює більш стабільні галогеновані похідні, ніж йод. Причиною цього є відмінності між їх атомними радіусами (пурпурні сфери більш об'ємні, ніж жовті).

При збільшенні атомного радіусу перекриття орбіталей між галогеном і іншим атомом є біднішим і, отже, зв'язок слабкіше.

Індекс

• 1 Номенклатура
  • 1.1 Неорганічні
  • 1.2 Органічні
• 2 Властивості
  • 2.1 Неорганічні галогеніди
  • 2.2 Органічні галогеніди
• 3 Використання
• 4 Додаткові приклади
• 5 Посилання

Номенклатура

Спосіб правильного названня цих сполук залежить від того, чи є вони неорганічними або органічними.

Неорганічні

Галогеніди металів складаються з зв'язку, іонного або ковалентного, між галогеном X і металом M (груп 1 і 2, перехідних металів, важких металів і т.д.).

У цих сполуках всі галогени мають ступінь окислення -1. Чому? Тому що його валентні конфігурації є ns²np^5. 

Тому їм необхідно отримати тільки один електрон для завершення валентного октету, в той час як метали окислюються, даючи електрони, які вони мають.

Таким чином, фтор залишається як F^-, фторид; Cl^-, хлорид; Br^-, бромід; і я^-, йодид. MF буде називатися: фторид (назва металу) (n), n - валентність металу тільки тоді, коли вона має більше одного. У разі металів груп 1 і 2 не варто називати валентність.

Приклади

- NaF: фторид натрію.

- CaCl₂: хлорид кальцію.

- AgBr: бромід срібла.

- ZnI₂: йодид цинку.

- CuCl: хлорид міді (I).

- CuCl₂: хлорид міді (II).

- TiCl₄: хлорид титану (IV) або тетрахлорид титану.

Однак водневі та неметалеві елементи - навіть самі галогени - також можуть утворювати галогеніди. У цих випадках валентність неметалу не називається в кінці:

- PCl₅пентахлорид фосфору.

- BF₃Трифторид бору.

- AlI₃: трийодид алюмінію.

- HBr: бромід водню.

- IF₇: гептафторид йоду.

Органічні

Незалежно від того, чи є це RX або ArX, галоген ковалентно пов'язаний з атомом вуглецю. У цих випадках галогени згадуються їх назвами, а решта номенклатури залежить від молекулярної структури R або Ar.

Для найпростішої органічної молекули метан (СН₄), отримують наступні похідні, замінюючи H на Cl:

- CH₃Cl: хлорметан.

- CH₂Cl₂: дихлорметан.

- CHCl₃: трихлорметан (хлороформ).

- CCl₄: тетрахлорметан (вуглець (IV) хлорид або чотирихлористий вуглець).

Тут R складається з одного атома вуглецю. Потім для інших аліфатичних ланцюгів (лінійних або розгалужених) нараховується кількість вуглеводів, з яких вона пов'язана з галогеном:

CH₃CH₂CH₂F: 1-фторпропан.

Попередній приклад полягав у первинному алкилгалогениде. У випадку, коли ланцюг розгалужений, вибирається найдовший ланцюг, що містить галоген, і він починає рахуватися, залишаючи його якомога меншим:

3-метил-5-бромгексан

Так само відбувається і для інших заступників. Аналогічно, для галогенідів ароматичних сполук називається галоген, а потім решта структури:

У верхньому зображенні показано сполуку, зване бромбензолом, що виділяє атом брому в коричневому кольорі.

Властивості

Неорганічні галогеніди

Неорганічні галогеніди є іонними або молекулярними твердими речовинами, хоча перші є більш поширеними. Залежно від взаємодії і іонних радіусів MX, він буде розчинний у воді або в інших менш полярних розчинниках.

Неметалеві галогеніди (наприклад, бор) зазвичай є кислотами Льюїса, що означає, що вони приймають електрони для утворення комплексів. З іншого боку, галогеніди (або галогеніди) водню, розчиненого у воді, виробляють так звані гідразиди.

Його точки плавлення, кипіння або сублімації потрапляють на електростатичні або ковалентні взаємодії між металом або неметалом з галогеном.

Крім того, іонні радіостанції відіграють важливу роль у цих властивостях. Наприклад, якщо M⁺ і X^- Вони мають подібні розміри, їх кристали будуть більш стійкими.

Органічні галогеніди

Вони полярні. Чому? Оскільки різниця електронегативностей між С і галогеном створює постійний полярний момент в молекулі. Крім того, це зменшується, коли група 17 спускається, від зв'язку C-F до C-I.

Не розглядаючи молекулярну структуру R або Ar, зростаюча кількість галогенів безпосередньо впливає на точки кипіння, оскільки вони збільшують молярну масу і міжмолекулярні взаємодії (RC-X-X-CR). Більшість з них не змішуються з водою, але можуть розчинятися в органічних розчинниках.

Використання

Використання галогенованих похідних може залишити свій власний текст. Молекулярні "партнери" галогенів є ключовим фактором, враховуючи, що їх властивості і реактивність визначають використання похідної. 

Таким чином, серед великої різноманітності можливих застосувань виділяються такі:

- Молекулярні галогени використовуються для створення галогенових ламп, де він знаходиться в контакті з розжареною ниткою вольфраму. Метою цієї суміші є взаємодія галогену X з випаруваним вольфрамом. Це запобігає осадження на поверхні колби, що гарантує більш тривалий термін служби.

- Фтористі солі використовують у фторуванні води та зубних паст.

- Гіпохлорити натрію і кальцію є двома активними речовинами в комерційних відбілюючих розчинах (хлор).

- Хоча вони погіршують озоновий шар, хлорфторуглероди (ХФУ) використовуються в аерозолях і системах охолодження.

- Вінілхлорид (СН₂= CHCl) є мономером полівінілхлоридного полімеру (ПВХ). З іншого боку, тефлон, який використовується в якості антиадгезійного матеріалу, складається з тетрафторетиленових полімерних ланцюгів (F)₂C = CF₂).

- Вони використовуються в аналітичній хімії та органічному синтезі для різних цілей; серед них синтез ліків.

Додаткові приклади

Верхнє зображення ілюструє гормон щитовидної залози, відповідальний за вироблення тепла, а також підвищення загального обміну речовин в організмі. Це з'єднання є прикладом галогенированного похідного, присутнього в організмі людини.

Серед інших галогенсодержащих сполук згадуються наступні:

- Дихлордифенилтрихлоретано (ДДТ), ефективний інсектицид, але з серйозним екологічним впливом.

- Хлорид олова (SnCl₂), використовували в якості відновника.

- Хлоретан або 1-хлоретан (СН₃CH₂Cl), місцевий анестетик, який діє швидко, охолоджуючи шкіру.

- Дихлоретилен (ClCH = CClH) і тетрахлоретилен (Cl₂C = CCl₂), що використовуються в якості розчинників у хімічній промисловості.

Список літератури

1. Доктор Ян Хант. Основна органічна номенклатура IUPACХалоалкани / алкілгалогеніди. Отримано 04 травня 2018 року з: chem.ucalgary.ca
2. Річард С. Банки. (Серпень 2000 року). Номенклатура органічних галогенідів. Отримано 4 травня 2018 р. З: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Органічні сполуки галогену. Отримано 4 травня 2018 р. З: chemistryexplained.com
4. Органічні сполуки галогену. Отримано 4 травня 2018 року, з: 4college.co.uk
5. Доктор Сехам Алтерарі. (2014). Органічні сполуки галогену. Отримано 4 травня 2018 р. З: fac.ksu.edu.sa
6. Кларк Дж. Фізичні властивості алкилгалогенидов. Отримано 04 травня 2018 р. З: chem.libretexts.org
7. Доктор Манал К. Рашид. Органічні галогеніди. Отримано 4 травня 2018 р. З: comed.uobaghdad.edu.iq