Rozdíly ve vlastnostech halogenů a vodíku

Na první pohled to může vypadat jako vodík a halogeny jsou podobné prvky. S podobnou elektronovou konfigurací a molekulárními vlastnostmi (vodík a všechny halogenové prvky formují diatomické molekuly), mezi vodíkem a halogenem jsou určitě paralely elementy. Bližší pohled na tyto prvky však ukazuje, že vodík musí zůstat odděleně od halogenových prvků.

Zatímco vodík je jediný prvek s vlastními jedinečnými vlastnostmi, halogeny jsou souborem prvků. Existuje celkem pět známých halogenových prvků: fluor, chlor, brom, jod a astat. Halogeny zaujímají skupinu 17 na periodické tabulce.

Vodík a halogeny jsou všechny nekovové prvky, ale chovají se velmi odlišně. Vodík se často spojuje s negativními nekovovými ionty za vzniku kyselin a organických molekul. Halogeny naproti tomu tvoří pouze záporně nabité ionty, které reagují s kovovými kladnými ionty za vzniku iontových sloučenin, jako jsou soli.

Hlavní podobnost mezi vodíkem a halogeny je v elektronové konfiguraci. Vodík má ve své elektronové skořápce jeden elektron, který k naplnění této skořápky potřebuje další elektron. Všechny halogeny mají ve svých vnějších elektronových skořápkách sedm elektronů. Všechny tyto elektronové skořápky potřebují k dokončení osm elektronů, takže halogenům také chybí jediný elektron. Důsledkem toho je, že jak vodík, tak halogenové prvky mohou tvořit záporné ionty přidáním jednoho elektronu k plášti vnější energie. Vodík však také vytváří pozitivní iont ztrátou svého jednoho elektronu; žádný halogen to nedělá.

V nejjednodušším přirozeném stavu na Zemi je vodík diatomický molekulární plyn (H2). Tento plyn je bez zápachu, bezbarvý a hořlavý. Z halogenů jsou na Zemi přirozeně plyny (F2, resp. Cl2) pouze fluor a chlor. Oba jsou toxické a fluor má zelenou barvu, zatímco chlór je zelený. Ostatní halogeny jsou kapalné (brom) nebo pevné (jod a astat).

Jednou z hlavních příčin rozdílů mezi vodíkem a halogeny je velikost zúčastněných atomů. Atomy vodíku jsou nejmenší ze všech prvků a skládají se pouze z jednoho protonu a jednoho elektronu. Atomy halogenů mohou být naopak poměrně velké. Nejmenším halogenem je fluor, jehož atomy mají devět protonů a elektronů, stejně jako 10 neutronů. Největší halogen, astat, má 85 protonů a 125 neutronů, což dává atomům tohoto prvku hmotnost 210krát větší než atom vodíku.