הבדלים בתכונות של הלוגנים ומימן

במבט ראשון, זה עשוי להיראות כמו מימן וההלוגנים הם יסודות דומים. עם תצורות אלקטרונים דומות ותכונות מולקולריות (מימן וכל יסודות הלוגן יוצרים מולקולות דיאטומיות), בהחלט יש מקבילות בין מימן להלוגן אלמנטים. מבט מקרוב על יסודות אלה, לעומת זאת, מגלה כי מימן חייב להישאר נפרד מיסודות ההלוגן.

בעוד מימן הוא יסוד יחיד בעל תכונות ייחודיות משלו, ההלוגנים הם אוסף של יסודות. ישנם חמישה יסודות הלוגן ידועים בסך הכל: פלואור, כלור, ברום, יוד ואסטטין. ההלוגנים תופסים את קבוצה 17 בטבלה המחזורית.

מימן והלוגנים הם אלמנטים שאינם מתכתיים, אך הם מתנהגים בצורה שונה מאוד. מימן משלב לעיתים קרובות עם יונים שליליים ולא מתכתיים ליצירת חומצות ומולקולות אורגניות. לעומת זאת, הלוגנים יוצרים רק יונים טעונים שלילית המגיבים עם יונים חיוביים מתכתיים ליצירת תרכובות יוניות כמו מלחים.

הדמיון העיקרי בין מימן להלוגנים הוא בתצורת אלקטרונים. למימן יש אלקטרון אחד בקליפת האלקטרונים שלו, והוא זקוק לאלקטרון נוסף כדי למלא את הקליפה. להלוגנים יש שבעה אלקטרונים בקליפות האלקטרונים החיצוניות שלהם. קליפות אלקטרונים אלה זקוקות לכולן לשמונה אלקטרונים לצורך השלמתן, כך שההלוגנים חסרים גם אלקטרון יחיד. ההשפעה של זה היא שגם מימן וגם יסודות ההלוגן יכולים ליצור יונים שליליים על ידי תוספת של אלקטרון אחד לקליפת האנרגיה החיצונית. מימן, לעומת זאת, יוצר גם יון חיובי על ידי איבוד האלקטרון האחד שלו; שום הלוגן לא עושה זאת.

במצבו הטבעי הפשוט ביותר על כדור הארץ, מימן הוא גז מולקולרי דיאטומי (H2). גז זה חסר ריח, חסר צבע ודליק. מבין ההלוגנים, רק פלואור וכלור הם גזים (F2 ו- Cl2, בהתאמה) באופן טבעי על פני כדור הארץ. שניהם רעילים והפלואור בצבע ירקרק ואילו הכלור ירוק. ההלוגנים האחרים הם טבעיים נוזליים (ברום) או מוצקים (יוד ואסטטין).

אחד הגורמים העיקריים הבסיסיים להבדלים בין מימן להלוגנים הוא גודל האטומים המעורבים. אטומי מימן הם הקטנים ביותר מכל היסודות, המורכבים מפרוטון אחד בלבד ואלקטרון אחד. לעומת זאת, אטומי הלוגן יכולים להיות גדולים למדי. ההלוגן הקטן ביותר הוא פלואור, שבאטומים שלו יש תשעה פרוטונים ואלקטרונים, כמו גם 10 נויטרונים. בהלוגן הגדול ביותר, אסטטין, יש 85 פרוטונים ו -125 נויטרונים, מה שמקנה לאטומים של אותו יסוד פי 210 מגודל אטום מימן.