На первый взгляд может показаться, что водород, а галогены - аналогичные элементы. С подобными электронными конфигурациями и молекулярными свойствами (водород и все галогенные элементы образуют двухатомные молекулы), определенно есть некоторые параллели между водородом и галогеном элементы. Однако более пристальный взгляд на эти элементы показывает, что водород должен оставаться отдельно от галогенных элементов.
Типы
В то время как водород представляет собой отдельный элемент с собственными уникальными свойствами, галогены представляют собой совокупность элементов. Всего известно пять галогенных элементов: фтор, хлор, бром, йод и астат. Галогены занимают 17-ю группу в периодической таблице.
Функции
Водород и галогены - все неметаллические элементы, но ведут себя по-разному. Водород часто соединяется с отрицательными неметаллическими ионами с образованием кислот и органических молекул. С другой стороны, галогены образуют только отрицательно заряженные ионы, которые реагируют с металлическими положительными ионами с образованием ионных соединений, таких как соли.
Сходства
Принципиальное сходство между водородом и галогенами заключается в электронной конфигурации. Водород имеет один электрон в своей электронной оболочке, и ему нужен еще один электрон, чтобы заполнить эту оболочку. Все галогены имеют семь электронов на внешних электронных оболочках. Всем этим электронным оболочкам требуется восемь электронов для завершения, поэтому в галогенах также отсутствует один электрон. Эффект этого состоит в том, что как водород, так и галогеновые элементы могут образовывать отрицательные ионы путем добавления одного электрона к внешней энергетической оболочке. Однако водород также образует положительный ион, теряя один электрон; никакой галоген этого не делает.
Идентификация
В своем простейшем естественном состоянии на Земле водород представляет собой двухатомный молекулярный газ (H2). Этот газ не имеет запаха, цвета и воспламеняется. Из галогенов только фтор и хлор являются газами (F2 и Cl2 соответственно), естественно на Земле. Оба токсичны, фтор имеет зеленоватый цвет, а хлор - зеленый. Другие галогены по своей природе жидкие (бром) или твердые (йод и астатин).
Размер
Одной из основных причин различий между водородом и галогенами является размер участвующих атомов. Атомы водорода - самые маленькие из всех элементов, состоящие только из одного протона и одного электрона. Атомы галогена, напротив, могут быть довольно большими. Самый маленький галоген - фтор, в атомах которого девять протонов и электронов, а также 10 нейтронов. Самый большой галоген, астат, имеет 85 протонов и 125 нейтронов, что дает атомам этого элемента массу в 210 раз больше, чем размер атома водорода.