Halogenene inkluderer fluor, klor, brom, jod og astatin. Ved romtemperatur er de lettere halogenene gasser, brom er en væske og de tyngre halogenene er faste stoffer, noe som gjenspeiler kokepunktsområdet som finnes i gruppen. Fluors kokepunkt er -188 grader Celsius (-306 grader Fahrenheit), mens jodens kokepunkt er 184 grader Celsius (363 grader Fahrenheit), en forskjell som, i likhet med atomradius, er forbundet med høyere atom masse.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Tyngre halogener har flere elektroner i valensskallene. Dette kan gjøre Van der Waals styrker sterkere, noe økende kokepunkt.
Halogenene
Halogenene er medlemmer av det som kalles gruppe 17 på det periodiske bordet, som er navngitt fordi de representerer den syttende kolonnen fra venstre. Halogenene eksisterer alle som diatomiske molekyler i naturen. De eksisterer med andre ord som to sammenføyde atomer av elementet. Halogener reagerer med metaller for å danne halogenider og er oksidasjonsmidler, spesielt fluor, som er det mest elektronegative elementet. Lysere halogener er mer elektronegative, lysere i fargen og har lavere smelte- og kokepunkter enn tyngre halogener.
Van der Waals spredningsstyrker
Kreftene som holder molekylene av halogener sammen kalles Van der Waals dispersjonskrefter. Dette er kreftene for intermolekylær tiltrekning som må overvinnes for at flytende halogener skal nå kokepunktene. Elektroner beveger seg på en tilfeldig måte rundt kjernen til et atom. Når som helst kan det være flere elektroner på den ene siden av et molekyl, noe som skaper en midlertidig negativ ladning på den siden og en midlertidig positiv ladning på den andre siden - en øyeblikkelig dipol. De midlertidige negative og positive polene til forskjellige molekyler tiltrekker seg hverandre, og summen av de midlertidige kreftene resulterer i en svak intermolekylær kraft.
Atomic Radii og Atomic Mass
Atomeradier blir ofte mindre når du beveger deg fra venstre til høyre langs det periodiske systemet og større når du beveger deg ned det periodiske systemet. Halogener er alle en del av den samme gruppen. Når du beveger deg nedover det periodiske systemet, er imidlertid halogenene med større atomnummer tyngre, de har større atomradier og har flere protoner, nøytroner og elektroner. Atomeradius påvirker ikke kokepunktet, men begge påvirkes av antall elektroner som er forbundet med de tyngre halogenene.
Effekten på kokepunktet
De tyngre halogenene har flere elektroner i valanseskallene, noe som gir flere muligheter for midlertidige ubalanser som skaper Van der Waals-krefter. Med flere muligheter til å skape øyeblikkelige dipoler, forekommer dipolene oftere, noe som gjør Van der Waals-krefter sterkere mellom molekylene av tyngre halogener. Det tar mer varme å overvinne disse sterkere kreftene, noe som betyr at kokepunktene er høyere for tyngre halogener. Van der Waals-spredningskreftene er de svakeste intermolekylære kreftene, så kokepunktene til halogenene som gruppe er generelt lave.