Differenze nelle proprietà di alogeni e idrogeno

A prima vista può sembrare idrogeno e gli alogeni sono elementi simili. Con configurazioni elettroniche e proprietà molecolari simili (idrogeno e tutti gli elementi alogeni) formare molecole biatomiche), ci sono sicuramente dei parallelismi tra l'idrogeno e l'alogeno elementi. Uno sguardo più attento a questi elementi, tuttavia, rivela che l'idrogeno deve rimanere separato dagli elementi alogeni.

Mentre l'idrogeno è un singolo elemento con proprietà uniche, gli alogeni sono un insieme di elementi. Ci sono cinque elementi alogeni noti in totale: fluoro, cloro, bromo, iodio e astato. Gli alogeni occupano il gruppo 17 della tavola periodica.

L'idrogeno e gli alogeni sono tutti elementi non metallici, ma si comportano in modo molto diverso. L'idrogeno spesso si combina con ioni negativi non metallici per formare acidi e molecole organiche. Gli alogeni, d'altra parte, formano solo ioni con carica negativa che reagiscono con ioni metallici positivi per formare composti ionici come i sali.

La principale somiglianza tra l'idrogeno e gli alogeni è nella configurazione elettronica. L'idrogeno ha un elettrone nel suo guscio elettronico, che necessita di un elettrone aggiuntivo per riempire quel guscio. Gli alogeni hanno tutti sette elettroni nei loro gusci elettronici esterni. Questi gusci di elettroni hanno tutti bisogno di otto elettroni per il completamento, quindi anche agli alogeni manca un singolo elettrone. L'effetto di ciò è che sia l'idrogeno che gli elementi alogeni possono formare ioni negativi mediante l'aggiunta di un elettrone al guscio energetico esterno. L'idrogeno, tuttavia, forma anche uno ione positivo perdendo il suo unico elettrone; nessun alogeno fa questo.

Nel suo stato naturale più semplice sulla Terra, l'idrogeno è un gas molecolare biatomico (H2). Questo gas è inodore, incolore e infiammabile. Degli alogeni, solo il fluoro e il cloro sono gas (rispettivamente F2 e Cl2) naturalmente sulla Terra. Entrambi sono tossici e il fluoro è di colore verdastro, mentre il cloro è verde. Gli altri alogeni sono di natura liquida (bromo) o solida (iodio e astato).

Una delle principali cause alla base delle differenze tra l'idrogeno e gli alogeni è la dimensione degli atomi coinvolti. Gli atomi di idrogeno sono i più piccoli di tutti gli elementi, costituiti da un solo protone e un elettrone. Gli atomi di alogeno, al contrario, possono essere piuttosto grandi. L'alogeno più piccolo è il fluoro, i cui atomi hanno nove protoni ed elettroni, oltre a 10 neutroni. L'alogeno più grande, l'astato, ha 85 protoni e 125 neutroni, dando agli atomi di quell'elemento una massa 210 volte la dimensione di un atomo di idrogeno.