Halojenlerde Atom Yarıçapı Arttığında Kaynama Noktası Neden Artar?

Halojenler arasında flor, klor, brom, iyot ve astatin bulunur. Oda sıcaklığında, daha hafif halojenler gazdır, brom bir sıvıdır ve daha ağır halojenler, grupta bulunan kaynama noktalarının aralığını yansıtan katılardır. Florun kaynama noktası -188 santigrat derece (-306 derece Fahrenhayt), iyotun kaynama noktası ise 184 Santigrat derece (363 derece Fahrenhayt), atom yarıçapı gibi bir fark, daha yüksek atom kitle.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Daha ağır halojenlerin değerlik kabuklarında daha fazla elektron bulunur. Bu, Van der Waals kuvvetlerini daha güçlü hale getirebilir ve kaynama noktasını biraz yükseltebilir.

Halojenler, periyodik tablodaki Grup 17 olarak adlandırılan ve soldan on yedinci sütunu temsil ettikleri için bu adla anılanların üyeleridir. Halojenlerin tümü doğada iki atomlu moleküller olarak bulunur. Başka bir deyişle, elementin birleştirilmiş iki atomu olarak bulunurlar. Halojenler, metallerle reaksiyona girerek halojenürler oluşturur ve oksitleyici ajanlardır, özellikle en elektronegatif element olan florindir. Daha hafif halojenler daha elektronegatiftir, daha açık renklidir ve daha ağır halojenlerden daha düşük erime ve kaynama noktalarına sahiptir.

Halojen moleküllerini bir arada tutan kuvvetlere Van der Waals dağılma kuvvetleri denir. Bunlar, sıvı halojenlerin kaynama noktalarına ulaşması için üstesinden gelinmesi gereken moleküller arası çekim kuvvetleridir. Elektronlar, bir atomun çekirdeği etrafında rastgele bir şekilde hareket eder. Herhangi bir zamanda, bir molekülün bir tarafında daha fazla elektron olabilir, bu o tarafta geçici bir negatif yük ve diğer tarafta geçici bir pozitif yük oluşturur - anlık bir dipol. Farklı moleküllerin geçici negatif ve pozitif kutupları birbirini çeker ve geçici kuvvetlerin toplamı moleküller arası zayıf bir kuvvetle sonuçlanır.

Periyodik cetvelde soldan sağa gidildikçe atom yarıçapları küçülür ve periyodik cetvelde aşağı indikçe büyür. Halojenlerin hepsi aynı grubun parçasıdır. Bununla birlikte, periyodik tabloda aşağı indikçe, daha büyük atom numaralarına sahip halojenler daha ağırdır, daha büyük bir atom yarıçapına sahiptir ve daha fazla proton, nötron ve elektrona sahiptir. Atom yarıçapı kaynama noktasını etkilemez, ancak her ikisi de daha ağır halojenlerle ilişkili elektron sayısından etkilenir.

Daha ağır halojenlerin değerlik kabuklarında daha fazla elektron bulunur ve bu da Van der Waals kuvvetleri yaratan geçici dengesizlikler için daha fazla fırsat yaratır. Anlık dipoller oluşturmak için daha fazla fırsatla, dipoller daha sık meydana gelir ve Van der Waals kuvvetlerini daha ağır halojenlerin molekülleri arasında daha güçlü hale getirir. Bu daha güçlü kuvvetlerin üstesinden gelmek için daha fazla ısı gerekir, bu da daha ağır halojenler için kaynama noktalarının daha yüksek olduğu anlamına gelir. Van der Waals dispersiyon kuvvetleri en zayıf moleküller arası kuvvetlerdir, bu nedenle halojenlerin bir grup olarak kaynama noktaları genellikle düşüktür.