الاختلافات في خصائص الهالوجينات والهيدروجين

للوهلة الأولى ، قد يبدو مثل الهيدروجين والهالوجينات عناصر متشابهة. مع تكوينات إلكترونية مماثلة وخصائص جزيئية (الهيدروجين وجميع عناصر الهالوجين تشكل جزيئات ثنائية الذرة) ، هناك بالتأكيد بعض أوجه التشابه بين الهيدروجين والهالوجين عناصر. ومع ذلك ، فإن نظرة فاحصة على هذه العناصر تكشف أن الهيدروجين يجب أن يظل منفصلاً عن عناصر الهالوجين.

في حين أن الهيدروجين عنصر واحد له خصائص فريدة خاصة به ، فإن الهالوجينات عبارة عن مجموعة من العناصر. هناك خمسة عناصر هالوجين معروفة إجمالاً: الفلور والكلور والبروم واليود والأستاتين. تحتل الهالوجينات المجموعة 17 في الجدول الدوري.

الهيدروجين والهالوجينات كلها عناصر غير معدنية ، لكنهما يتصرفان بشكل مختلف تمامًا. غالبًا ما يتحد الهيدروجين مع الأيونات السالبة غير المعدنية لتكوين الأحماض والجزيئات العضوية. من ناحية أخرى ، تشكل الهالوجينات فقط أيونات سالبة الشحنة تتفاعل مع الأيونات المعدنية الموجبة لتكوين مركبات أيونية مثل الأملاح.

التشابه الرئيسي بين الهيدروجين والهالوجينات هو في تكوين الإلكترون. يحتوي الهيدروجين على إلكترون واحد في غلافه الإلكتروني ، ويحتاج إلى إلكترون إضافي لملء تلك الغلاف. تحتوي الهالوجينات جميعها على سبعة إلكترونات في غلافها الإلكتروني الخارجي. تحتاج جميع أغلفة الإلكترونات هذه إلى ثمانية إلكترونات حتى تكتمل ، لذلك تفتقد الهالوجينات أيضًا إلكترونًا واحدًا. تأثير هذا هو أن كلاً من الهيدروجين وعناصر الهالوجين يمكن أن يشكلوا أيونات سالبة عن طريق إضافة إلكترون واحد إلى غلاف الطاقة الخارجي. ومع ذلك ، يشكل الهيدروجين أيضًا أيونًا موجبًا بفقد إلكترون واحد ؛ لا هالوجين يفعل هذا.

في أبسط حالاته الطبيعية على الأرض ، يعتبر الهيدروجين غازًا جزيئيًا ثنائي الذرة (H2). هذا الغاز عديم الرائحة وعديم اللون وقابل للاشتعال. من الهالوجينات ، يعتبر الفلور والكلور فقط غازات (F2 و Cl2 ، على التوالي) بشكل طبيعي على الأرض. كلاهما سام والفلور أخضر اللون ، بينما الكلور أخضر. الهالوجينات الأخرى سائلة (بروم) أو صلبة (اليود والأستاتين) في الطبيعة.

أحد الأسباب الرئيسية للاختلافات بين الهيدروجين والهالوجينات هو حجم الذرات المعنية. ذرات الهيدروجين هي الأصغر من بين جميع العناصر ، وتتكون من بروتون واحد وإلكترون واحد. في المقابل ، يمكن أن تكون ذرات الهالوجين كبيرة جدًا. أصغر الهالوجين هو الفلور ، حيث تحتوي ذراته على تسعة بروتونات وإلكترونات ، بالإضافة إلى 10 نيوترونات. يحتوي أكبر هالوجين ، وهو الأستاتين ، على 85 بروتونًا و 125 نيوترونًا ، مما يمنح ذرات هذا العنصر كتلة حجمها 210 أضعاف حجم ذرة الهيدروجين.