A halogénatomok közé tartoznak a következők: fluor, klór, bróm, jód és asztatin. Szobahőmérsékleten a könnyebb halogének gázok, a bróm folyadék, a nehezebb halogének pedig szilárd anyagok, tükrözve a csoportban található forráspontok tartományát. A fluor forráspontja -188 Celsius fok (-306 Fahrenheit fok), míg a jód forráspontja 184 Celsius fok (363 Fahrenheit fok), ez a különbség, amely az atom sugarához hasonlóan magasabb atomi tömeg.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A nehezebb halogének vegyértékhéjában több elektron található. Ez erősebbé teheti a Van der Waals erőket, kissé növelve a forráspontot.
A halogének
A halogének az úgynevezett 17. csoport tagjai a periódusos rendszerben, amelyeket azért neveznek el, mert balról a tizenhetedik oszlopot képviselik. A halogének mind diatomiás molekulákként léteznek a természetben. Más szavakkal, az elem két összekapcsolt atomjaként léteznek. A halogének a fémekkel reagálva halogenideket képeznek, és oxidáló szerek, különösen a fluor, amely a leginkább elektronegatív elem. A könnyebb halogének elektronegatívabbak, világosabb színűek, alacsonyabb olvadási és forráspontúak, mint a nehezebb halogének.
Van der Waals diszperziós erők
A halogén molekulákat összetartó erőket Van der Waals diszperziós erőknek nevezzük. Ezeket az intermolekuláris vonzerőket kell leküzdeni, hogy a folyékony halogének elérjék forráspontjukat. Az elektronok véletlenszerűen mozognak az atom magja körül. Egyszerre több elektron lehet a molekula egyik oldalán, ami ideiglenes negatív töltést hoz létre ezen az oldalon, és ideiglenes pozitív töltést a másik oldalon - egy pillanatnyi dipólust. A különböző molekulák átmeneti negatív és pozitív pólusai vonzzák egymást, az ideiglenes erők összege gyenge intermolekuláris erőt eredményez.
Atomsugarak és atomtömeg
Az atomsugarak általában kisebbek lesznek, amikor balról jobbra haladunk a periódusos rendszer mentén, és nagyobbak, amikor lefelé haladunk. A halogének ugyanabba a csoportba tartoznak. A periódusos rendszer lefelé haladva azonban a nagyobb atomszámú halogének nehezebbek, nagyobb az atomsugaruk, és több protonjuk, neutronjuk és elektronjuk van. Az atom sugara nem befolyásolja a forráspontot, de mindkettőt befolyásolja a nehezebb halogénekhez kapcsolódó elektronok száma.
A forráspontra gyakorolt hatás
A nehezebb halogének vegyületeinek héjában több elektron van, ami több lehetőséget kínál a Van der Waals-erőket létrehozó átmeneti egyensúlyhiányra. Azonnali dipólok létrehozásának több lehetőségével a dipólusok gyakrabban fordulnak elő, ami a Van der Waals erőket erősebbé teszi a nehezebb halogének molekulái között. Ezeknek az erősebb erőknek a leküzdéséhez több hőre van szükség, ami azt jelenti, hogy a nehezebb halogéneknél a forráspont magasabb. A Van der Waals-féle diszperziós erők a leggyengébb molekulák közötti erők, ezért a halogének, mint csoport forráspontjai általában alacsonyak.