Mezi halogeny patří fluor, chlor, brom, jod a astat. Při pokojové teplotě jsou lehčími halogeny plyny, brom je kapalina a těžší halogeny jsou pevné látky, což odráží rozsah teplot varu ve skupině. Bod varu fluoru je -188 stupňů Celsia (-306 stupňů Fahrenheita), zatímco bod varu jódu je 184 stupňů Celsia (363 stupňů Fahrenheita), což je rozdíl, který je stejně jako atomový poloměr spojen s vyššími atomovými Hmotnost.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Těžší halogeny mají ve svých valenčních skořápkách více elektronů. To může způsobit, že Van der Waalsovy síly budou silnější a mírně se zvýší bod varu.
Halogeny
Halogeny jsou členy skupiny 17 v periodické tabulce, které jsou pojmenovány, protože představují sedmnáctý sloupec zleva. Všechny halogeny existují v přírodě jako diatomické molekuly. Jinými slovy existují jako dva spojené atomy prvku. Halogeny reagují s kovy za vzniku halogenidů a jsou oxidačními činidly, zejména fluorem, který je nejvíce elektronegativním prvkem. Lehčí halogeny jsou více elektronegativní, světlejší barvy a mají nižší teploty tání a bodu varu než těžší halogeny.
Van der Waalsovy disperzní síly
Síly, které drží molekuly halogenů pohromadě, se nazývají Van der Waalsovy disperzní síly. To jsou síly intermolekulární přitažlivosti, které je třeba překonat, aby kapalné halogeny dosáhly svých bodů varu. Elektrony se pohybují náhodným způsobem kolem jádra atomu. V jednom okamžiku může být na jedné straně molekuly více elektronů, což vytváří dočasný záporný náboj na této straně a dočasný kladný náboj na druhé straně - okamžitý dipól. Dočasné záporné a kladné póly různých molekul se navzájem přitahují a součet dočasných sil má za následek slabou mezimolekulární sílu.
Atomové poloměry a atomová hmotnost
Atomové poloměry mají tendenci se zmenšovat, jak se pohybujete zleva doprava podél periodické tabulky, a větší, když se pohybujete dolů v periodické tabulce. Halogeny jsou součástí stejné skupiny. Jak se však pohybujete v periodické tabulce, halogeny s větším počtem atomů jsou těžší, mají větší atomové poloměry a mají více protonů, neutronů a elektronů. Atomový poloměr nemá vliv na teplotu varu, ale oba jsou ovlivněny počtem elektronů spojených s těžšími halogeny.
Vliv na bod varu
Těžší halogeny mají ve svých záclonách více elektronů, což vytváří více příležitostí pro dočasnou nerovnováhu, která vytváří Van der Waalsovy síly. S více příležitostmi k vytvoření okamžitých dipólů se dipóly vyskytují častěji, což činí Van der Waalsovy síly silnější mezi molekulami těžších halogenů. K překonání těchto silnějších sil je zapotřebí více tepla, což znamená, že body varu jsou u těžších halogenů vyšší. Van der Waalsovy disperzní síly jsou nejslabší mezimolekulární síly, takže body varu halogenů jako skupiny jsou obecně nízké.