Les halogènes comprennent le fluor, le chlore, le brome, l'iode et l'astate. À température ambiante, les halogènes les plus légers sont des gaz, le brome est un liquide et les halogènes les plus lourds sont des solides, reflétant la gamme de points d'ébullition trouvés dans le groupe. Le point d'ébullition du fluor est de -188 degrés Celsius (-306 degrés Fahrenheit), tandis que le point d'ébullition de l'iode est de 184 degrés Celsius (363 degrés Fahrenheit), une différence qui, comme le rayon atomique, est associée à Masse.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les halogènes plus lourds ont plus d'électrons dans leurs couches de valence. Cela peut rendre les forces de Van der Waals plus fortes, augmentant légèrement le point d'ébullition.
Les Halogènes
Les halogènes sont membres de ce qu'on appelle le groupe 17 sur le tableau périodique, qui sont nommés car ils représentent la dix-septième colonne à partir de la gauche. Les halogènes existent tous sous forme de molécules diatomiques dans la nature. En d'autres termes, ils existent sous la forme de deux atomes joints de l'élément. Les halogènes réagissent avec les métaux pour former des halogénures et sont des agents oxydants, en particulier le fluor, qui est l'élément le plus électronégatif. Les halogènes plus légers sont plus électronégatifs, de couleur plus claire et ont des points de fusion et d'ébullition inférieurs à ceux des halogènes plus lourds.
Forces de dispersion de Van der Waals
Les forces qui maintiennent les molécules d'halogènes ensemble sont appelées forces de dispersion de Van der Waals. Ce sont les forces d'attraction intermoléculaire qui doivent être surmontées pour que les halogènes liquides atteignent leur point d'ébullition. Les électrons se déplacent de manière aléatoire autour du noyau d'un atome. À tout moment, il peut y avoir plus d'électrons d'un côté d'une molécule, créant une charge négative temporaire de ce côté et une charge positive temporaire de l'autre - un dipôle instantané. Les pôles temporaires négatifs et positifs de différentes molécules s'attirent et la somme des forces temporaires résulte en une force intermoléculaire faible.
Rayons atomiques et masse atomique
Les rayons atomiques ont tendance à devenir plus petits lorsque vous vous déplacez de gauche à droite le long du tableau périodique et plus grands lorsque vous descendez dans le tableau périodique. Les halogènes font tous partie du même groupe. Cependant, au fur et à mesure que vous descendez dans le tableau périodique, les halogènes avec des numéros atomiques plus grands sont plus lourds, ont un rayon atomique plus grand et ont plus de protons, de neutrons et d'électrons. Le rayon atomique n'influence pas le point d'ébullition, mais les deux sont influencés par le nombre d'électrons associés aux halogènes les plus lourds.
L'effet sur le point d'ébullition
Les halogènes les plus lourds ont plus d'électrons dans leurs coquilles de cantonnière, ce qui crée plus d'opportunités pour les déséquilibres temporaires qui créent les forces de Van der Waals. Avec plus de possibilités de créer des dipôles instantanés, les dipôles se produisent plus fréquemment, ce qui rend les forces de Van der Waals plus fortes entre les molécules d'halogènes plus lourds. Il faut plus de chaleur pour surmonter ces forces plus fortes, ce qui signifie que les points d'ébullition sont plus élevés pour les halogènes plus lourds. Les forces de dispersion de Van der Waals sont les forces intermoléculaires les plus faibles, de sorte que les points d'ébullition des halogènes en tant que groupe sont généralement bas.