Halogēni ir fluors, hlors, broms, jods un astatīns. Istabas temperatūrā vieglākie halogēni ir gāzes, broms ir šķidrs un smagākie halogēni ir cietas vielas, atspoguļojot viršanas punktu diapazonu, kas atrodams grupā. Fluora viršanas temperatūra ir -188 grādi pēc Celsija (-306 grādi pēc Fārenheita), bet joda viršanas temperatūra ir 184 grādi pēc Celsija (363 grādi pēc Fārenheita), starpība, kas, tāpat kā atomu rādiuss, ir saistīta ar augstāku atomu masa.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Smagāku halogēnu valences apvalkos ir vairāk elektronu. Tas var padarīt Van der Vālsa spēkus stiprākus, nedaudz palielinot viršanas temperatūru.
Halogēni
Halogēni ir periodiskās tabulas tā sauktās 17. grupas dalībnieki, kuri ir nosaukti, jo tie no kreisās puses attēlo septiņpadsmito kolonnu. Visi halogēni dabā pastāv kā diatomiskas molekulas. Citiem vārdiem sakot, tie pastāv kā divi savienoti elementa atomi. Halogēni reaģē ar metāliem, veidojot halogenīdus, un ir oksidētāji, īpaši fluors, kas ir viselektronegatīvākais elements. Vieglāki halogēni ir vairāk elektronegatīvi, gaišākas krāsas, un to kušanas un viršanas temperatūras ir zemākas nekā smagākiem halogēniem.
Van der Vālsa izkliedes spēki
Spēkus, kas satur halogēnu molekulas kopā, sauc par Van der Vālsa dispersijas spēkiem. Tie ir starpmolekulārās pievilkšanās spēki, kas jāpārvar, lai šķidrie halogēni sasniegtu viršanas temperatūru. Elektroni nejauši pārvietojas ap atoma kodolu. Vienā brīdī vienā molekulas pusē var būt vairāk elektronu, radot īslaicīgu negatīvu lādiņu tajā pusē un īslaicīgu pozitīvu lādiņu otrā pusē - momentāno dipolu. Dažādu molekulu pagaidu negatīvais un pozitīvais pols piesaista viens otru, un pagaidu spēku summa rada vāju starpmolekulāro spēku.
Atomu rādiusi un atomu masa
Atomu rādiusi mēdz kļūt mazāki, pārejot no kreisās uz labo pa periodisko tabulu, un lielāki, pārvietojoties lejup pa periodisko tabulu. Halogēni visi ietilpst vienā grupā. Tomēr, pārvietojoties lejup pa periodisko tabulu, halogēni ar lielāku atomu skaitu ir smagāki, tiem ir lielāki atomu rādiusi un vairāk protonu, neitronu un elektronu. Atomu rādiuss neietekmē viršanas temperatūru, bet abus ietekmē ar smagākiem halogēniem saistīto elektronu skaits.
Ietekme uz viršanas temperatūru
Smagāko halogēnu apvalka apvalkos ir vairāk elektronu, tādējādi radot vairāk iespēju īslaicīgai nelīdzsvarotībai, kas rada Van der Vālsa spēkus. Izmantojot vairāk iespēju radīt momentānos dipolus, dipoli notiek biežāk, padarot Van der Vālsa spēkus spēcīgākus starp smagāku halogēnu molekulām. Lai pārvarētu šos spēcīgākos spēkus, nepieciešams vairāk siltuma, tas nozīmē, ka viršanas temperatūra ir augstāka smagākiem halogēniem. Van der Vālsa izkliedes spēki ir vājākie starpmolekulārie spēki, tāpēc halogēnu kā grupas viršanas temperatūras parasti ir zemas.