Halogenų ir vandenilio savybių skirtumai

Iš pirmo žvilgsnio jis gali atrodyti kaip vandenilis, o halogenai yra panašūs elementai. Su panašiomis elektronų konfigūracijomis ir molekulinėmis savybėmis (vandenilis ir visi halogeniniai elementai formuoja diatomines molekules), neabejotinai yra tam tikrų paralelių tarp vandenilio ir halogeno elementai. Atidžiau pažvelgus į šiuos elementus, paaiškėja, kad vandenilis turi likti atskiras nuo halogeninių elementų.

Nors vandenilis yra vienas elementas, turintis unikalių savybių, halogenai yra elementų rinkinys. Iš viso yra penki žinomi halogeno elementai: fluoras, chloras, bromas, jodas ir astatinas. Halogenai periodinėje lentelėje užima 17 grupę.

Vandenilis ir halogenai yra nemetaliniai elementai, tačiau jie elgiasi labai skirtingai. Vandenilis dažnai jungiasi su neigiamais nemetaliniais jonais, kad susidarytų rūgštys ir organinės molekulės. Kita vertus, halogenai formuoja tik neigiamai įkrautus jonus, kurie reaguoja su metaliniais, teigiamais jonais, kad gautų joninius junginius, tokius kaip druskos.

Pagrindinis vandenilio ir halogenų panašumas yra elektronų konfigūracijoje. Vandenilio elektronų apvalkale yra vienas elektronas, kuriam užpildyti reikia vieno papildomo elektrono. Visų halogenų išoriniuose elektronų apvalkaluose yra septyni elektronai. Šiems elektronų apvalkalams užbaigti reikia aštuonių elektronų, todėl halogenams taip pat trūksta vieno elektrono. Tai reiškia, kad tiek vandenilis, tiek halogeniniai elementai gali sudaryti neigiamus jonus, pridedant vieną elektroną prie išorinės energijos apvalkalo. Tačiau vandenilis taip pat sukuria teigiamą joną, netekdamas vieno savo elektrono; joks halogenas to nedaro.

Paprasčiausiame natūraliame būvyje Žemėje vandenilis yra diatominės molekulinės dujos (H2). Šios dujos yra bekvapės, bespalvės ir degios. Iš halogenų natūraliai Žemėje dujos (atitinkamai F2 ir Cl2) yra tik fluoras ir chloras. Abu yra toksiški, o fluoras yra žalsvos spalvos, o chloras yra žalias. Kiti halogenai yra skysti (bromas) arba kieti (jodas ir astatinas).

Viena iš pagrindinių vandenilio ir halogenų skirtumų priežasčių yra dalyvaujančių atomų dydis. Vandenilio atomai yra mažiausi iš visų elementų, susidedantys tik iš vieno protono ir vieno elektrono. Halogeno atomai, priešingai, gali būti gana dideli. Mažiausias halogenas yra fluoras, kurio atomai turi devynis protonus ir elektronus, taip pat 10 neutronų. Didžiausias halogenas - astatinas - turi 85 protonus ir 125 neutronus, todėl šio elemento atomai sudaro 210 kartų didesnę vandenilio atomo masę.