Il derivati alogenati sono tutti quei composti che hanno un atomo di alogeno; cioè, uno qualsiasi degli elementi del gruppo 17 (F, Cl, Br, I). Questi elementi differiscono dagli altri per essere più elettronegativi, formando una diversità di alogenuri inorganici e organici..
L'immagine sotto mostra le molecole gassose degli alogeni. Dall'alto al basso: fluoro (FDue), cloro (clDue), bromo (BrDue) e iodio (I.Due). Ognuno di questi ha la capacità di reagire con la stragrande maggioranza degli elementi, anche tra congeneri dello stesso gruppo (interalogeni).
Pertanto, i derivati alogenati hanno la formula MX se è un alogenuro metallico, RX se è alchile e ArX se è aromatico. Gli ultimi due rientrano nella categoria degli alogenuri organici. La stabilità di questi composti richiede un "beneficio" energetico rispetto alla molecola di gas originale.
Come regola generale, il fluoro forma derivati alogenati più stabili dello iodio. Il motivo è dovuto alle differenze tra i loro raggi atomici (le sfere viola sono più voluminose di quelle gialle).
All'aumentare del raggio atomico, la sovrapposizione degli orbitali tra l'alogeno e l'altro atomo è più scarsa e quindi il legame è più debole..
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Il modo corretto di denominare questi composti dipende dal fatto che siano inorganici o organici..
Gli alogenuri metallici sono costituiti da un legame, ionico o covalente, tra un alogeno X e un metallo M (dai gruppi 1 e 2, metalli di transizione, metalli pesanti, ecc.).
In questi composti tutti gli alogeni hanno uno stato di ossidazione di -1. Perché? Perché le sue impostazioni di valenza sono nsDuenp5.
Pertanto, hanno bisogno di guadagnare un solo elettrone per completare l'ottetto di valenza, mentre i metalli si ossidano, dando loro gli elettroni che hanno a disposizione..
Pertanto, il fluoro rimane come F-, fluoruro; il Cl-, cloruro; il BR-, bromuro; e l'Io-, Io duro. MF sarebbe chiamato: (nome del metallo) fluoruro (n), dove n è la valenza del metallo solo quando ne ha più di uno. Per il caso dei metalli dei gruppi 1 e 2, non è necessario nominare la valenza.
- NaF: fluoruro di sodio.
- CaClDue: Cloruro di calcio.
- AgBr: bromuro d'argento.
- ZnIDue: ioduro di zinco.
- CuCl: cloruro di rame (I).
- CuClDue: cloruro di rame (II).
- TiCl4: titanio (IV) cloruro o tetracloruro di titanio.
Tuttavia, l'idrogeno e gli elementi non metallici, anche gli stessi alogeni, possono formare alogenuri. In questi casi, la valenza del non metallo non è nominata alla fine:
- PCl5: pentacloruro di fosforo.
- BF3: trifluoruro di boro.
- Ali3: triioduro di alluminio.
- HBr: acido bromidrico.
- SE7: eptafluoruro di iodio.
Indipendentemente dal fatto che sia RX o ArX, l'alogeno è legato in modo covalente a un atomo di carbonio. In questi casi gli alogeni sono menzionati con i loro nomi e il resto della nomenclatura dipende dalla struttura molecolare di R o Ar.
Per la molecola organica più semplice, il metano (CH4), sostituendo H con Cl si ottengono i seguenti derivati:
- CH3Cl: clorometano.
- CHDueClDue: diclorometano.
- CHCl3: triclorometano (cloroformio).
- CCl4: tetraclorometano (cloruro di carbonio (IV) o tetracloruro di carbonio).
Qui R è costituito da un singolo atomo di carbonio. Quindi, per altre catene alifatiche (lineari o ramificate) si conteggia il numero di atomi di carbonio da cui è legato all'alogeno:
CH3CHDueCHDueF: 1-fluoropropano.
L'esempio sopra era quello di un alogenuro alchilico primario. Nel caso in cui la catena sia ramificata, si sceglie la catena più lunga contenente l'alogeno e inizia il conteggio, lasciando il numero più piccolo possibile:
3-metil-5-bromoesano
Lo stesso accade per altri sostituenti. Allo stesso modo, per gli alogenuri aromatici viene chiamato l'alogeno e quindi il resto della struttura:
L'immagine in alto mostra il composto chiamato bromobenzene, evidenziando l'atomo di bromo in marrone.
Gli alogenuri inorganici sono solidi ionici o molecolari, sebbene i primi siano più abbondanti. A seconda delle interazioni e dei raggi ionici di MX, sarà solubile in acqua o altri solventi meno polari.
Gli alogenuri non metallici (come gli alogenuri di boro) sono generalmente acidi di Lewis, il che significa che accettano elettroni per formare complessi. D'altra parte, gli alogenuri di idrogeno (o alogenuri) disciolti in acqua producono i cosiddetti idracidi..
I suoi punti di fusione, ebollizione o sublimazione ricadono sulle interazioni elettrostatiche o covalenti tra il metallo o non metallico con l'alogeno..
Allo stesso modo, i raggi ionici svolgono un ruolo importante in queste proprietà. Ad esempio, se M+ e X- hanno dimensioni simili, i tuoi cristalli saranno più stabili.
Sono polari. Perché? Perché la differenza di elettronegatività tra C e alogeno crea un momento polare permanente nella molecola. Allo stesso modo, questo diminuisce man mano che il gruppo 17 discende, dal legame C-F a C-I.
Indipendentemente dalla struttura molecolare di R o Ar, il numero crescente di alogeni influenza direttamente i punti di ebollizione, poiché aumentano la massa molare e le interazioni intermolecolari (RC-X-X-CR). La maggior parte sono immiscibili con l'acqua, ma possono dissolversi in solventi organici.
Gli usi dei derivati alogenati potrebbero riservare un proprio testo. I "partner" molecolari degli alogeni sono un fattore chiave, poiché le loro proprietà e reattività definiscono gli usi del derivato..
Così, tra la grande diversità di possibili utilizzi, spiccano:
- Gli alogeni molecolari vengono utilizzati per creare lampadine alogene, dove viene a contatto con il filamento di tungsteno incandescente. Lo scopo di questa miscela è far reagire l'alogeno X con il tungsteno evaporato. In questo modo si evita il suo deposito sulla superficie del bulbo, garantendo una maggiore durata nel tempo..
- I sali di fluoruro sono usati nella fluorizzazione dell'acqua e dei dentifrici.
- Gli ipocloriti di sodio e calcio sono due agenti attivi nelle soluzioni sbiancanti commerciali (cloro)..
- Sebbene danneggino lo strato di ozono, i clorofluorocarburi (CFC) vengono utilizzati negli aerosol e nei sistemi di refrigerazione..
- Cloruro di vinile (CHDue= CHCl) è il monomero del polimero di polivinilcloruro (PVC). Il Teflon, invece, utilizzato come materiale antiaderente, è costituito da catene polimeriche di tetrafluoroetilene (FDueC = CFDue).
- Sono utilizzati nella chimica analitica e nelle sintesi organiche per diversi scopi; tra questi, la sintesi dei farmaci.
L'immagine in alto illustra l'ormone tiroideo, responsabile della produzione di calore e dell'aumento del metabolismo generale nel corpo. Questo composto è un esempio di un derivato alogenato presente nel corpo umano.
Tra gli altri composti alogenati, vengono menzionati i seguenti:
- Diclorodifeniltricloroetano (DDT), insetticida efficiente ma con gravi impatti ambientali.
- Stagno cloruro (SnClDue), usato come agente riducente.
- Cloroetano o 1-cloroetano (CH3CHDueCl), un anestetico topico che agisce rapidamente raffreddando la pelle.
- Dicloroetilene (ClCH = CClH) e tetracloroetilene (ClDueC = CClDue), utilizzati come solventi nell'industria del lavaggio a secco.
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