할로겐화 유도체는 할로겐 원자를 소유하는 화합물이다; 즉, 그룹 17의 모든 요소 (F, Cl, Br, I). 이 원소는 전기 음성도가 높아 다양한 무기 및 유기 할로겐화물을 형성한다는 점에서 나머지 원소와 다릅니다.
아래 이미지는 할로겐의 기체 분자를 보여줍니다. 위에서 아래로 : 불소 (F 2 ), 염소 (Cl 2 ), 브롬 (Br 2 ) 및 요오드 (I 2 ). 이들 각각은 동일한 그룹 (할로겐 간)의 동족체 사이에서도 대부분의 원소와 반응 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.
따라서 할로겐화 유도체는 금속 할로겐화물 인 경우 MX, 알킬 인 경우 RX, 방향족 인 경우 ArX를 갖는다. 마지막 두 가지는 유기 할로겐화물 범주에 속합니다. 이러한 화합물의 안정성은 원래 가스 분자에 비해 에너지 "이점"을 필요로합니다.
일반적으로 불소는 요오드보다 더 안정한 할로겐화 유도체를 형성합니다. 그 이유는 원자 반경의 차이 때문입니다 (보라색 구체가 노란색 구체보다 더 부피가 큽니다).
원자 반경이 증가함에 따라 할로겐과 다른 원자 사이의 궤도 중첩이 더 나 빠지고 따라서 결합이 약해집니다.
명명법
이러한 화합물의 이름을 올바르게 지정하는 방법은 무기인지 유기인지에 따라 다릅니다.
무기물
금속 할로겐화물은 할로겐 X와 금속 M (그룹 1 및 2, 전이 금속, 중금속 등) 사이의 이온 또는 공유 결합으로 구성됩니다.
이 화합물에서 모든 할로겐은 산화 상태가 -1입니다. 왜? 원자가 설정이 ns 2 np 5 이기 때문 입니다.
따라서 그들은 원자가 옥텟을 완성하기 위해 오직 하나의 전자 만 얻을 필요가 있으며, 금속은 산화되어 그들이 가진 전자를 제공합니다.
따라서, 불소 등 유해 F - 불소; CL - 클로라이드; 브롬 - , 브롬; 그리고 I - , 요오드화. MF의 이름은 (금속 이름) 불화물 (n)입니다. 여기서 n은 금속이 둘 이상일 때만 금속의 원자가입니다. 그룹 1과 2의 금속의 경우 원자가의 이름을 지정할 필요가 없습니다.
예
-NaF : 불화 나트륨.
-CaCl 2 : 염화칼슘.
-AgBr : 브롬화은.
-ZnI 2 : 요오드화 아연.
-CuCl : 염화 구리 (I).
-CuCl 2 : 염화 구리 (II).
- TiCl 4 : 티탄 (IV) 클로라이드 또는 티타늄 테트라 클로라이드.
그러나 수소와 비금속, 심지어 할로겐 자체도 할로겐화물을 형성 할 수 있습니다. 이 경우 비금속의 원자가는 끝에 이름이 지정되지 않습니다.
-PCl 5 : 오염 화인.
-BF 3 : 삼 불화 붕소.
-AlI 3 : 삼 요오드화 알루미늄.
-HBr : 브롬화 수소.
- IF 7 : 요오드 heptafluoride.
본질적인
RX 또는 ArX에 관계없이 할로겐은 탄소 원자에 공유 결합됩니다. 이 경우 할로겐은 이름으로 언급되고 나머지 명명법은 R 또는 Ar의 분자 구조에 따라 달라집니다.
가장 단순한 유기 분자 인 메탄 (CH 4 )의 경우 Cl 대신 H를 대체하여 다음과 같은 유도체를 얻습니다.
-CH 3 Cl : 클로로 메탄.
-CH 2 Cl 2 : 디클로로 메탄.
- 클로로포름 3 : 트리클로로 메탄 (클로로포름).
-CCl 4 : 테트라 클로로 메탄 (염화 탄소 또는 사염화탄소).
여기서 R은 단일 탄소 원자로 구성됩니다. 따라서 다른 지방족 사슬 (선형 또는 분 지형)의 경우 할로겐과 연결된 탄소의 수가 계산됩니다.
CH 3 CH 2 CH 2 F : 1- 플루오로 프로판.
위의 예는 1 차 알킬 할라이드의 예입니다. 체인이 분기 된 경우 할로겐을 포함하는 가장 긴 체인이 선택되고 계산이 시작되어 가능한 가장 작은 수를 남깁니다.
3- 메틸 -5- 브로 모 헥산
다른 치환기에 대해서도 마찬가지입니다. 마찬가지로 방향족 할로겐화물의 경우 할로겐의 이름이 지정되고 나머지 구조는 다음과 같습니다.
상단 이미지는 브로 모 벤젠이라는 화합물을 보여 주며 브롬 원자는 갈색으로 강조 표시되어 있습니다.
속성
무기 할로겐화물
무기 할로겐화물은 이온 또는 분자 고체이지만 전자가 더 풍부합니다. MX의 상호 작용 및 이온 반경에 따라 물 또는 기타 극성이 적은 용매에 용해됩니다.
비금속 할로겐화물 (할로겐화 붕소와 같은)은 일반적으로 루이스 산으로, 전자를 받아 착물을 형성합니다. 반면에 물에 용해 된 할로겐화 수소 (또는 할로겐화물)는 수소산으로 알려진 것을 생성합니다.
용융점, 끓는점 또는 승화 점은 금속 또는 비금속과 할로겐 사이의 정전기 또는 공유 상호 작용에 있습니다.
마찬가지로 이온 반경은 이러한 속성에서 중요한 역할을합니다. 예를 들어, M 경우 + 및 X - 비슷한 크기이며, 그 결정은 더 안정 될 것입니다.
유기 할로겐화물
그들은 극지입니다. 왜? C와 할로겐 사이의 전기 음성도의 차이는 분자에 영구적 인 극성 모멘트를 생성하기 때문입니다. 마찬가지로, 그룹 17이 C – F 결합에서 C – I로 내려 가면 감소합니다.
R 또는 Ar의 분자 구조에 관계없이 할로겐의 증가는 몰 질량과 분자간 상호 작용 (RC – XX – CR)을 증가시키기 때문에 비등점에 직접적인 영향을 미칩니다. 대부분은 물과 혼합되지 않지만 유기 용매에 용해 될 수 있습니다.
응용
할로겐화 유도체의 사용은 자체 텍스트를 보유 할 수 있습니다. 할로겐의 분자 "파트너"는 그 특성과 반응성이 유도체의 용도를 정의하기 때문에 핵심 요소입니다.
따라서 가능한 다양한 용도 중에서 다음이 두드러집니다.
-분자 할로겐은 백열 텅스텐 필라멘트와 접촉하는 할로겐 전구를 만드는 데 사용됩니다. 이 혼합물의 목적은 할로겐 X를 증발 된 텅스텐과 반응시키는 것입니다. 이러한 방식으로 전구 표면에 부착되는 것을 방지하여 수명을 연장합니다.
-불 소염은 물과 치약의 불소화에 사용됩니다.
-차아 염소산 나트륨과 칼슘은 상업용 표백 용액 (염소)의 두 가지 활성제입니다.
-오존층을 손상 시키지만 CFC (클로로 플루오로 카본)는 에어로졸 및 냉동 시스템에 사용됩니다.
-염화 비닐 (CH 2 = CHCl)은 폴리 염화 비닐 (PVC) 중합체의 단량체입니다. 반면에 달라 붙지 않는 재료로 사용되는 테프론은 테트라 플루오로 에틸렌 (F 2 C = CF 2 ) 의 폴리머 사슬로 구성됩니다 .
-분석 화학 및 유기 합성에 다양한 목적으로 사용됩니다. 이 중 약물의 합성.
추가 예
위 이미지는 체내의 일반적인 신진 대사를 증가시킬뿐만 아니라 열 생성을 담당하는 갑상선 호르몬을 보여줍니다. 이 화합물은 인체에 존재하는 할로겐화 유도체의 예입니다.
다른 할로겐화 화합물 중에서 다음이 언급됩니다.
-DDT (Dichlorodiphenyltrichloroethane)는 효율적인 살충제이지만 환경에 심각한 영향을 미칩니다.
- 환원제로 사용되는 염화 주석 (SnCl 2 ).
-클로로 에탄 또는 1- 클로로 에탄 (CH 3 CH 2 Cl), 피부를 냉각시켜 빠르게 작용하는 국소 마취제.
- 드라이 클리닝 산업에서 용매로 사용되는 디클로로 에틸렌 (ClCH = CClH) 및 테트라 클로로 에틸렌 (Cl 2 C = CCl 2 ).
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