Halogenerede derivatnomenklatur, egenskaber, anvendelser og eksempler

den halogenerede derivater er alle de forbindelser, der besidder et halogenatom; det vil sige nogen af ​​elementerne i gruppe 17 (F, Cl, Br, I). Disse elementer adskiller sig fra resten, fordi de er mere elektronegative og danner en mangfoldighed af uorganiske og organiske halogenider.

De gasformige molekyler af halogenerne er vist i det nederste billede. Fra top til bund: fluor (F₂), chlor (Cl₂), brom (Br₂) og iod (I₂). Hver af disse har kapacitet til at reagere med det store flertal af elementerne, selv imellem kongenere fra samme gruppe (interhalogen).

De halogenerede derivater har således formlen MX, hvis det er et metalhalogenid, RX, hvis det er alkyl og ArX, hvis det er aromatisk. De sidste to er i kategorien organiske halogenider. Stabiliteten af ​​disse forbindelser kræver en energi "fordel" i forhold til det oprindelige gasformige molekyle.

Som regel danner fluor mere stabile halogenerede derivater end iod. Årsagen skyldes forskellene mellem deres atomrader (de lilla kugler er mere voluminøse end de gule).

Ved forøgelse af atomradiusen er overlapningen af ​​orbitalerne mellem halogenet og det andet atom fattigere, og derfor er forbindelsen svagere.

indeks

• 1 nomenklatur
  • 1.1 uorganisk
  • 1,2 organisk
• 2 Egenskaber
  • 2.1 Uorganiske halogenider
  • 2.2 Organiske halogenider
• 3 anvendelser
• 4 Yderligere eksempler
• 5 referencer

nomenklatur

Vejen til korrekt navngivning af disse forbindelser afhænger af, om de er uorganiske eller organiske.

uorganiske stoffer

Metalhalogenider består af en binding, ionisk eller kovalent, mellem et halogen X og et metal M (fra gruppe 1 og 2, overgangsmetaller, tungmetaller osv.).

I disse forbindelser har alle halogener en oxidationstilstand på -1. Hvorfor? Fordi dens valensekonfigurationer er ns²np^5. 

Derfor behøver de kun at få en elektron til at fuldføre valens-oktetten, mens metallerne oxideres, hvilket giver de elektroner de har.

Således forbliver fluoren som F^-, fluorid; cl^-, chlorid; br^-, bromid; og jeg^-, iodid. MF ville blive navngivet: fluor af (metalnavn) (n), n er valensen af ​​metallet, når den har mere end en. For metaller i gruppe 1 og 2 er det ikke nødvendigt at nævne valensen.

eksempler

- NaF: natriumfluorid.

- CaCl₂: calciumchlorid.

- AgBr: sølvbromid.

- Znl₂: zinkjodid.

- CuCl: kobberchlorid (I).

- CuCl₂: kobberchlorid (II).

- TiCU₄: titan (IV) chlorid eller titantetrachlorid.

Imidlertid kan hydrogen og ikke-metalelementer - selv halogener selv - også danne halogenider. I disse tilfælde er valensen af ​​ikke-metal ikke navngivet i slutningen:

- PCI₅: phosphorpentachlorid.

- BF₃Bortrifluorid.

- Ali₃: aluminiumtriiodid.

- HBr: hydrogenbromid.

- HVIS₇: jod heptafluorid.

organisk

Uanset om det er RX eller ArX, er halogenet kovalent bundet til et carbonatom. I disse tilfælde nævnes halogenerne ved deres navne, og resten af ​​nomenklaturen afhænger af den molekylære struktur af R eller Ar.

For det enkleste organiske molekyle er methan (CH₄) opnås følgende derivater ved at substituere H for Cl:

- CH₃Cl: chloromethan.

- CH₂cl₂: dichlormethan.

- CHC₃: trichlormethan (chloroform).

- CCI₄: tetrachlormethan (carbon (IV) chlorid eller carbontetrachlorid).

Her består R af et enkelt carbonatom. Derefter tælles der for andre alifatiske kæder (lineær eller forgrenet) antallet af carbonatomer, hvorfra det er bundet til halogen,

CH₃CH₂CH₂F: 1-fluorpropan.

Det foregående eksempel var det for et primært alkylhalogenid. I tilfælde af at kæden er forgrenet, vælges den længste kæde, der indeholder halogenet, og begyndte at tælle, hvilket efterlader det så få som muligt:

3-methyl-5-bromhexan

På samme måde sker det for andre substituenter. På samme måde, for aromatiske halogenider, navngives halogenet og derefter resten af ​​strukturen:

I det øverste billede vises forbindelsen, der hedder brombenzen, og fremhæver bromatomet i brun.

egenskaber

Uorganiske halogenider

Uorganiske halogenider er ioniske eller molekylære faste stoffer, selv om de førstnævnte er mere rigelige. Afhængig af MX's interaktioner og ionradius vil det være opløseligt i vand eller i andre mindre polære opløsningsmidler.

Ikke-metalliske halogenider (såsom bor) er sædvanligvis Lewis-syrer, hvilket betyder at de accepterer elektroner til dannelse af komplekser. På den anden side producerer halogenider (eller halogenider) af hydrogen opløst i vand, hvad der er kendt som hydrazider.

Dens smelte-, kognings- eller sublimeringspunkter falder på de elektrostatiske eller kovalente interaktioner mellem metal eller ikke-metal med halogenet.

På samme måde spiller ioniske radioer en vigtig rolle i disse egenskaber. For eksempel, hvis M⁺ og X^- De har tilsvarende størrelser, deres krystaller vil være mere stabile.

Organiske halogenider

De er polære. Hvorfor? Fordi forskellen mellem elektronegativiteter mellem C og halogen skaber et permanent polært øjeblik i molekylet. Også dette falder, når gruppe 17 falder ned fra C-F til C-I-linket.

Uden at overveje den molekylære struktur af R eller Ar, påvirker det stigende antal halogener direkte kogepunkterne, da de forøger molærmassen og de intermolekylære interaktioner (RC-X-X-CR). De fleste er ublandbare med vand, men kan opløses i organiske opløsningsmidler.

applikationer

Anvendelserne af halogenerede derivater kan reservere deres egen tekst. De molekylære "partnere" af halogenerne er en nøglefaktor, da deres egenskaber og reaktiviteter definerer anvendelserne af derivatet. 

Blandt de mange mulige anvendelsesmuligheder er følgende:

- De molekylære halogener anvendes til at fremstille halogenpærer, hvor de anbringes i kontakt med glødelampens glødelamper. Formålet med denne blanding er at reagere halogen X med den fordampede wolfram. Dette forhindrer aflejringen på pærens overflade, hvilket sikrer længere levetid.

- Fluoridsalte anvendes til fluoridering af vand og tandpasta.

- Natrium- og calciumhypochloriter er to aktive stoffer i kommercielle whitening-opløsninger (chlor).

- Selv om de forringer ozonlaget, anvendes chlorfluorcarboner (CFC'er) i aerosoler og kølesystemer.

- Vinylchlorid (CH₂= CHCI) er monomeren af ​​polyvinylchloridpolymeren (PVC). På den anden side består Teflon, der anvendes som et antihæftende materiale, af tetrafluorethylenpolymerkæder (F₂C = CF₂).

- De anvendes i analytisk kemi og organisk syntese til forskellige formål; blandt disse, syntese af stoffer.

Yderligere eksempler

Det øverste billede illustrerer skjoldbruskkirtelhormonet, der er ansvarlig for produktionen af ​​varme samt stigningen i det generelle stofskifte i kroppen. Denne forbindelse er et eksempel på et halogeneret derivat til stede i den menneskelige krop.

Blandt andre halogenerede forbindelser nævnes følgende:

- Dichlorodifeniltricloroetano (DDT), effektivt insekticid, men med alvorlige miljøpåvirkninger.

- Tinchlorid (SnCl₂), anvendt som et reduktionsmiddel.

- Chlorethan eller 1-chlorethan (CH₃CH₂Cl), lokalbedøvelse, der virker hurtigt ved at afkøle huden.

- Dichlorethylen (ClCH = CClH) og tetrachlorethylen (Cl₂C = CCl₂), der anvendes som opløsningsmidler i rensningsindustrien.

referencer

1. Dr. Ian Hunt. Grundlæggende IUPAC-organiske nomenklaturHaloalkaner / Alkylhalogenider. Hentet den 4. maj 2018, fra: chem.ucalgary.ca
2. Richard C. Banks. (August 2000). Nomenklatur for organiske halider. Hentet den 4. maj 2018, fra: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Organiske Halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018, fra: chemistryexplained.com
4. Organiske Halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018, fra: 4college.co.uk
5. Dr. Seham Alterary. (2014). Organiske Halogenforbindelser. Hentet den 4. maj 2018, fra: fac.ksu.edu.sa
6. Clark J. Physical Properties of Alkyl Halides. Hentet den 4. maj 2018, fra: chem.libretexts.org
7. Dr. Manal K. Rasheed. Organiske Halider. Hentet den 4. maj 2018, fra: comed.uobaghdad.edu.iq