ความแตกต่างในคุณสมบัติของฮาโลเจนและไฮโดรเจน

เมื่อมองแวบแรก อาจดูเหมือนไฮโดรเจนและฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกัน ด้วยโครงแบบอิเลคตรอนและคุณสมบัติของโมเลกุลที่คล้ายคลึงกัน (ไฮโดรเจนและธาตุฮาโลเจนทั้งหมด ก่อตัวเป็นโมเลกุลไดอะตอม) มีความคล้ายคลึงกันบางอย่างระหว่างไฮโดรเจนกับฮาโลเจน องค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม เมื่อมองใกล้ถึงองค์ประกอบเหล่านี้เผยให้เห็นว่าไฮโดรเจนจะต้องแยกออกจากองค์ประกอบฮาโลเจน

ในขณะที่ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบเดี่ยวที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวของมันเอง ฮาโลเจนก็คือกลุ่มขององค์ประกอบ ธาตุฮาโลเจนที่รู้จักมีทั้งหมด 5 ธาตุ ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน และแอสทาทีน ฮาโลเจนครอบครองกลุ่ม 17 ในตารางธาตุ

ไฮโดรเจนและฮาโลเจนล้วนเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ แต่มีพฤติกรรมแตกต่างกันมาก ไฮโดรเจนมักจะรวมกับไอออนลบที่ไม่ใช่โลหะเพื่อสร้างกรดและโมเลกุลอินทรีย์ ในทางกลับกัน ฮาโลเจนจะก่อตัวเป็นไอออนที่มีประจุลบที่ทำปฏิกิริยากับโลหะที่เป็นไอออนบวกเพื่อสร้างสารประกอบไอออนิก เช่น เกลือ

ความคล้ายคลึงกันหลักระหว่างไฮโดรเจนและฮาโลเจนอยู่ในรูปแบบอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอน 1 ตัวในเปลือกอิเล็กตรอน ต้องการอิเล็กตรอนเพิ่มอีก 1 ตัวเพื่อเติมเปลือกนั้น ฮาโลเจนทั้งหมดมีเจ็ดอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก เปลือกอิเล็กตรอนเหล่านี้ล้วนต้องการอิเล็กตรอนถึงแปดตัวจึงจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นฮาโลเจนจึงขาดอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ผลของสิ่งนี้คือทั้งไฮโดรเจนและธาตุฮาโลเจนสามารถสร้างไอออนลบได้โดยการเพิ่มอิเล็กตรอนหนึ่งตัวไปยังเปลือกพลังงานชั้นนอก อย่างไรก็ตามไฮโดรเจนยังสร้างไอออนบวกโดยสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว ไม่มีฮาโลเจนทำเช่นนี้

ในสภาพธรรมชาติที่ง่ายที่สุดบนโลก ไฮโดรเจนเป็นก๊าซโมเลกุลไดอะตอม (H2) ก๊าซนี้ไม่มีกลิ่น ไม่มีสี และไวไฟ ในบรรดาฮาโลเจน มีเพียงฟลูออรีนและคลอรีนเท่านั้นที่เป็นก๊าซ (F2 และ Cl2 ตามลำดับ) ตามธรรมชาติบนโลก ทั้งสองเป็นพิษและฟลูออรีนมีสีเขียวในขณะที่คลอรีนเป็นสีเขียว ฮาโลเจนอื่นๆ เป็นของเหลว (โบรมีน) หรือของแข็ง (ไอโอดีนและแอสทาทีน) ในธรรมชาติ

สาเหตุหลักประการหนึ่งของความแตกต่างระหว่างไฮโดรเจนกับฮาโลเจนคือขนาดของอะตอมที่เกี่ยวข้อง อะตอมไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่เล็กที่สุด ประกอบด้วยโปรตอนเพียงตัวเดียวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ในทางตรงกันข้ามอะตอมฮาโลเจนอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ฮาโลเจนที่เล็กที่สุดคือฟลูออรีน ซึ่งอะตอมมีโปรตอนและอิเล็กตรอน 9 ตัว รวมทั้งนิวตรอน 10 ตัว ฮาโลเจนที่ใหญ่ที่สุด คือ แอสทาทีน มีโปรตอน 85 ตัวและนิวตรอน 125 ตัว ทำให้อะตอมของธาตุนั้นมีมวล 210 เท่าของขนาดของอะตอมไฮโดรเจน