Halogeeneihin sisältyvät fluori, kloori, bromi, jodi ja astatiini. Huoneen lämpötilassa kevyemmät halogeenit ovat kaasuja, bromi on neste ja raskaammat halogeenit ovat kiinteitä aineita, mikä heijastaa ryhmässä esiintyviä kiehumispisteitä. Fluorin kiehumispiste on -188 celsiusastetta (-306 astetta Fahrenheit-astetta), kun taas jodin kiehumispiste on 184 celsiusastetta (363 Fahrenheit-astetta), ero, joka, kuten atomisäde, liittyy korkeampaan massa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Raskempien halogeenien valenssikuorissa on enemmän elektroneja. Tämä voi tehdä Van der Waalsin voimista vahvempia, hieman kiehumispistettä nostamalla.
Halogeenit
Halogeenit ovat jaksollisen taulukon ryhmän 17 jäseniä, jotka on nimetty, koska ne edustavat seitsemästoista saraketta vasemmalta. Halogeenit ovat kaikki luonnossa piimaamolekyyleinä. Toisin sanoen ne ovat olemassa elementin kahtena yhdistettynä atomina. Halogeenit reagoivat metallien kanssa muodostaen halogenideja ja ovat hapettavia aineita, erityisesti fluoria, joka on elektronegatiivisin alkuaine. Kevyemmät halogeenit ovat elektronegatiivisempia, väriltään kevyempiä, ja sulamis- ja kiehumispisteet ovat matalampia kuin raskaammat halogeenit.
Van der Waalsin dispersiovoimat
Halogeenimolekyylejä yhdessä pitäviä voimia kutsutaan Van der Waalsin dispersiovoimiksi. Nämä ovat molekyylien välisen vetovoiman voimat, jotka on voitettava, jotta nestemäiset halogeenit saavuttavat kiehumispisteen. Elektronit liikkuvat satunnaisesti atomin ytimen ympärillä. Milloin tahansa, molekyylin toisella puolella voi olla enemmän elektroneja, mikä luo väliaikaisen negatiivisen varauksen tälle puolelle ja väliaikaisen positiivisen varauksen toiselle puolelle - hetkellisen dipolin. Eri molekyylien väliaikaiset negatiiviset ja positiiviset napat houkuttelevat toisiaan, ja väliaikaisten voimien summa johtaa heikkoon molekyylien väliseen voimaan.
Atomisäteet ja atomimassa
Atomisäteet ovat yleensä pienempiä, kun siirryt jaksollista taulukkoa pitkin vasemmalta oikealle, ja suurempia, kun siirryt alas jaksollista taulukkoa. Halogeenit ovat kaikki osa samaa ryhmää. Kuitenkin, kun siirryt alas jaksollista taulukkoa, suurempien atomien lukumäärällä halogeenit ovat raskaampia, niiden atomisäteet ovat suuremmat ja niissä on enemmän protoneja, neutroneja ja elektroneja. Atomisäde ei vaikuta kiehumispisteeseen, mutta molempiin vaikuttaa raskaampiin halogeeneihin liittyvien elektronien määrä.
Vaikutus kiehumispisteeseen
Raskaampien halogeenien valance-kuorissa on enemmän elektroneja, mikä tarjoaa enemmän mahdollisuuksia tilapäiselle epätasapainolle, joka luo Van der Waalsin voimia. Kun on enemmän mahdollisuuksia luoda hetkellisiä dipoleja, dipoleja esiintyy useammin, mikä tekee Van der Waalsin voimista vahvempia raskaampien halogeenien molekyylien välillä. Näiden voimakkaampien voimien voittaminen vie enemmän lämpöä, mikä tarkoittaa, että kiehumispisteet ovat korkeammat raskaammilla halogeeneilla. Van der Waalsin dispersiovoimat ovat heikoimpia molekyylien välisiä voimia, joten halogeenien kiehumispisteet ryhmänä ovat yleensä matalia.