Os halogênios incluem flúor, cloro, bromo, iodo e astato. Em temperatura ambiente, os halogênios mais leves são gases, o bromo é um líquido e os halogênios mais pesados são sólidos, refletindo a faixa de pontos de ebulição encontrada no grupo. O ponto de ebulição do flúor é -188 graus Celsius (-306 graus Fahrenheit), enquanto o ponto de ebulição do iodo é 184 graus Celsius (363 graus Fahrenheit), uma diferença que, como o raio atômico, está associada a níveis atômicos mais elevados massa.
TL; DR (muito longo; Não li)
Halogênios mais pesados têm mais elétrons em suas camadas de valência. Isso pode tornar as forças de Van der Waals mais fortes, aumentando ligeiramente o ponto de ebulição.
Os halogênios
Os halogênios são membros do chamado Grupo 17 da tabela periódica, que são nomeados porque representam a décima sétima coluna da esquerda. Todos os halogênios existem como moléculas diatômicas na natureza. Em outras palavras, eles existem como dois átomos unidos do elemento. Os halogênios reagem com os metais para formar haletos e são agentes oxidantes, especialmente o flúor, que é o elemento mais eletronegativo. Halogênios mais leves são mais eletronegativos, de cor mais clara e têm pontos de fusão e ebulição mais baixos do que os halogênios mais pesados.
Forças de dispersão de Van der Waals
As forças que mantêm as moléculas de halogênios juntas são chamadas de forças de dispersão de Van der Waals. Essas são as forças de atração intermolecular que devem ser superadas para que os halogênios líquidos atinjam seus pontos de ebulição. Os elétrons se movem de forma aleatória ao redor do núcleo de um átomo. A qualquer momento, pode haver mais elétrons em um lado de uma molécula, criando uma carga negativa temporária naquele lado e uma carga positiva temporária no outro lado - um dipolo instantâneo. Os pólos temporários negativos e positivos de diferentes moléculas se atraem, e a soma das forças temporárias resulta em uma força intermolecular fraca.
Raios Atômicos e Massa Atômica
Os raios atômicos tendem a ficar menores à medida que você se move da esquerda para a direita ao longo da tabela periódica e maiores à medida que você desce na tabela periódica. Halogênios são todos parte do mesmo grupo. No entanto, conforme você desce na tabela periódica, os halogênios com números atômicos maiores são mais pesados, têm um raio atômico maior e têm mais prótons, nêutrons e elétrons. O raio atômico não influencia o ponto de ebulição, mas ambos são influenciados pelo número de elétrons associados aos halogênios mais pesados.
O efeito no ponto de ebulição
Os halogênios mais pesados têm mais elétrons em suas camadas de saia, criando mais oportunidades para os desequilíbrios temporários que criam as forças de Van der Waals. Com mais oportunidades de criar dipolos instantâneos, os dipolos ocorrem com mais frequência, tornando as forças de Van der Waals mais fortes entre as moléculas de halogênios mais pesados. É necessário mais calor para superar essas forças mais fortes, o que significa que os pontos de ebulição são maiores para halogênios mais pesados. As forças de dispersão de Van der Waals são as forças intermoleculares mais fracas, então os pontos de ebulição dos halogênios como um grupo são geralmente baixos.