Галогены включают фтор, хлор, бром, йод и астат. При комнатной температуре более легкие галогены представляют собой газы, бром - жидкость, а более тяжелые галогены - твердые вещества, что отражает диапазон температур кипения, обнаруженных в группе. Температура кипения фтора составляет -188 градусов по Цельсию (-306 градусов по Фаренгейту), а точка кипения йода - 184 градуса. градусов Цельсия (363 градуса по Фаренгейту), разница, которая, как и атомный радиус, связана с более высокой атомной масса.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
У более тяжелых галогенов больше электронов в валентных оболочках. Это может усилить силы Ван-дер-Ваальса, немного увеличив температуру кипения.
Галогены
Галогены являются членами группы 17 периодической таблицы, названной так потому, что они представляют семнадцатый столбец слева. Все галогены существуют в природе в виде двухатомных молекул. Другими словами, они существуют как два соединенных атома элемента. Галогены реагируют с металлами с образованием галогенидов и окислителей, особенно фтора, который является наиболее электроотрицательным элементом. Более легкие галогены более электроотрицательны, имеют более светлый цвет и более низкие температуры плавления и кипения, чем более тяжелые галогены.
Силы рассеяния Ван-дер-Ваальса
Силы, удерживающие вместе молекулы галогенов, называются дисперсионными силами Ван-дер-Ваальса. Это силы межмолекулярного притяжения, которые необходимо преодолеть, чтобы жидкие галогены достигли точки кипения. Электроны беспорядочно перемещаются вокруг ядра атома. В любой момент времени на одной стороне молекулы может быть больше электронов, создавая временный отрицательный заряд на этой стороне и временный положительный заряд на другой стороне - мгновенный диполь. Временные отрицательный и положительный полюса разных молекул притягиваются друг к другу, и сумма временных сил приводит к слабой межмолекулярной силе.
Атомные радиусы и атомная масса
Атомные радиусы имеют тенденцию уменьшаться при движении слева направо по периодической таблице и увеличиваться по мере движения вниз по таблице Менделеева. Все галогены относятся к одной группе. Однако по мере продвижения по таблице Менделеева галогены с большими атомными номерами становятся тяжелее, имеют больший атомный радиус и больше протонов, нейтронов и электронов. Атомный радиус не влияет на температуру кипения, но оба зависят от количества электронов, связанных с более тяжелыми галогенами.
Влияние на температуру кипения
Более тяжелые галогены содержат больше электронов в своих оболочечных оболочках, что создает больше возможностей для временного дисбаланса, который создает силы Ван-дер-Ваальса. Имея больше возможностей для создания мгновенных диполей, диполи возникают чаще, что усиливает силы Ван-дер-Ваальса между молекулами более тяжелых галогенов. Для преодоления этих более сильных сил требуется больше тепла, а это означает, что точки кипения более тяжелых галогенов выше. Силы дисперсии Ван-дер-Ваальса являются самыми слабыми межмолекулярными силами, поэтому точки кипения галогенов как группы обычно низкие.