Halogenerne indbefatter fluor, chlor, brom, iod og astatin. Ved stuetemperatur er de lettere halogener gasser, brom er en væske, og de tungere halogener er faste stoffer, hvilket afspejler det interval af kogepunkter, der findes i gruppen. Fluors kogepunkt er -188 grader Celsius (-306 grader Fahrenheit), mens jods kogepunkt er 184 grader Celsius (363 grader Fahrenheit), en forskel, der ligesom atomradius er forbundet med højere atom masse.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Tyngre halogener har flere elektroner i deres valensskaller. Dette kan gøre Van der Waals styrker stærkere, let stigende kogepunkt.
Halogenerne
Halogenerne er medlemmer af det, der kaldes gruppe 17 på det periodiske system, som er navngivet, fordi de repræsenterer den syttende kolonne fra venstre. Halogenerne findes alle som diatomiske molekyler i naturen. Med andre ord eksisterer de som to sammenføjede atomer af elementet. Halogener reagerer med metaller for at danne halogenider og er oxidationsmidler, især fluor, som er det mest elektronegative element. Lettere halogener er mere elektronegative, lysere i farve og har lavere smelte- og kogepunkter end tungere halogener.
Van der Waals spredningsstyrker
De kræfter, der holder molekylerne af halogener sammen kaldes Van der Waals-spredningskræfter. Dette er kræfterne for intermolekylær tiltrækning, der skal overvindes for at flydende halogener kan nå deres kogepunkter. Elektroner bevæger sig tilfældigt rundt om atomets kerne. På et hvilket som helst tidspunkt kan der være flere elektroner på den ene side af et molekyle, hvilket skaber en midlertidig negativ ladning på den side og en midlertidig positiv ladning på den anden side - en øjeblikkelig dipol. De midlertidige negative og positive poler fra forskellige molekyler tiltrækker hinanden, og summen af de midlertidige kræfter resulterer i en svag intermolekylær kraft.
Atomic Radii og Atomic Mass
Atomiske radier har en tendens til at blive mindre, når du bevæger dig fra venstre til højre langs det periodiske bord og større, når du bevæger dig ned det periodiske bord. Halogener er alle en del af den samme gruppe. Når du bevæger dig ned i det periodiske system, er halogenerne med større atomnumre imidlertid tungere, de har større atomradier og har flere protoner, neutroner og elektroner. Atomeradius påvirker ikke kogepunktet, men begge påvirkes af antallet af elektroner, der er forbundet med de tungere halogener.
Effekten på kogepunktet
De tungere halogener har flere elektroner i deres valance-skaller, hvilket giver flere muligheder for de midlertidige ubalancer, der skaber Van der Waals-kræfter. Med flere muligheder for at skabe øjeblikkelige dipoler forekommer dipolerne oftere, hvilket gør Van der Waals-kræfter stærkere mellem molekylerne af tungere halogener. Det tager mere varme at overvinde disse stærkere kræfter, hvilket betyder at kogepunkterne er højere for tungere halogener. Van der Waals-spredningskræfter er de svageste intermolekylære kræfter, så halogenernes kogepunkter som gruppe er generelt lave.