Nomenklatura halogenovaných derivátů, vlastnosti, použití a příklady

halogenované deriváty všechny tyto sloučeniny mají atom halogenu; to znamená kterýkoliv z prvků skupiny 17 (F, Cl, Br, I). Tyto prvky se liší od ostatních, protože jsou více elektronegativní, což vytváří rozmanitost anorganických a organických halogenidů.

Plynné molekuly halogenů jsou uvedeny na dolním obrázku. Od shora dolů: fluor (F₂), chlor (Cl₂), brom (Br₂) a jodu (I₂). Každá z nich má schopnost reagovat s velkou většinou prvků, dokonce i mezi kongenery stejné skupiny (interhalogen).

Halogenované deriváty mají tedy vzorec MX, pokud se jedná o halogenid kovu, RX, pokud je alkyl a ArX, pokud je aromatický. Poslední dvě jsou v kategorii organických halogenidů. Stabilita těchto sloučenin vyžaduje energetický "přínos" ve srovnání s původní plynnou molekulou.

Fluor tvoří zpravidla stabilnější halogenované deriváty než jod. Důvod je kvůli rozdílům mezi jejich atomovými poloměry (fialové koule jsou objemnější než ty žluté) \ t.

Při zvětšení atomového poloměru je překrytí orbitálů mezi halogenem a druhým atomem horší, a proto je vazba slabší.

Index

• 1 Nomenklatura
  • 1.1 Anorganické
  • 1.2 Organické
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Anorganické halogenidy
  • 2.2 Organické halogenidy
• 3 Použití
• 4 Další příklady
• 5 Odkazy

Nomenklatura

Způsob správného pojmenování těchto sloučenin závisí na tom, zda jsou anorganické nebo organické.

Anorganické

Halogenidy kovů se skládají z vazby, iontové nebo kovalentní, mezi halogenem X a kovem M (skupiny 1 a 2, přechodnými kovy, těžkými kovy atd.)..

V těchto sloučeninách mají všechny halogeny oxidační stav -1. Proč? Protože jeho valenční konfigurace jsou ns²np^5. 

Proto, oni potřebují získat jen jeden elektron dokončit oktet valence, zatímco kovy jsou oxidovány, dávat elektrony oni mají \ t.

Fluor tedy zůstává jako F^-, fluorid; Cl^-, chlorid; Br^-, bromid; a já^-, jodidu. MF by byl pojmenován: fluorid (název kovu) (n), n je valence kovu pouze tehdy, když má více než jednu. V případě kovů skupin 1 a 2 není nutné valenci pojmenovat.

Příklady

- NaF: fluorid sodný.

- CaCl₂: chlorid vápenatý.

- AgBr: bromid stříbrný.

- ZnI₂: jodid zinečnatý.

- CuCl: chlorid měďnatý (I).

- CuCl₂: chlorid měďnatý (II).

- TiCl₄: chlorid titaničitý nebo chlorid titaničitý.

Halogenidy však mohou tvořit také vodíkové a nekovové prvky - dokonce i samotné halogeny. V těchto případech není valence nekovu uvedena na konci:

- PCl₅: chlorid fosforečný.

- BF₃Fluorid boritý.

- AlI₃: trijodid hlinitý.

- HBr: bromovodík.

- IF₇: heptafluorid jodu.

Organické

Bez ohledu na to, zda se jedná o RX nebo ArX, halogen je kovalentně vázán na atom uhlíku. V těchto případech jsou halogeny uváděny jejich jmény a zbytek názvosloví závisí na molekulární struktuře R nebo Ar.

Pro nejjednodušší organickou molekulu, metan (CH₄), následující deriváty se získají substitucí H za Cl:

- CH₃Cl: chlormethan.

- CH₂Cl₂: dichlormethan.

- CHCI₃: trichlormethan (chloroform).

- CCl₄: tetrachlormethan (chlorid uhličitý nebo tetrachlormethan).

Zde R sestává z jediného atomu uhlíku. V případě jiných alifatických řetězců (lineárních nebo rozvětvených) se pak počítá počet uhlíků, ze kterých je vázán na halogen:

CH₃CH₂CH₂F: 1-fluorpropan.

Předchozí příklad byl primární alkylhalogenid. V případě, že řetězec je rozvětvený, je vybrán nejdelší řetězec obsahující halogen a začíná se počítat, přičemž je ponechán co nejmenší:

3-methyl-5-bromhexan

Stejným způsobem se jedná o další substituenty. Podobně pro aromatické halogenidy je halogen pojmenován a pak zbytek struktury:

V horním obrázku je zobrazena sloučenina nazvaná bromobenzen, zvýrazňující atom bromu v hnědé barvě.

Vlastnosti

Anorganické halogenidy

Anorganické halogenidy jsou iontové nebo molekulární pevné látky, ačkoli ty první jsou hojnější. V závislosti na interakcích a iontových poloměrech MX bude rozpustný ve vodě nebo v jiných méně polárních rozpouštědlech.

Nekovové halogenidy (například bór) jsou obvykle Lewisovy kyseliny, což znamená, že přijímají elektrony za vzniku komplexů. Na druhé straně, halogenidy (nebo halogenidy) vodíku rozpuštěného ve vodě produkují to, co je známo jako hydrazidy.

Jeho body tání, varu nebo sublimace spadají do elektrostatických nebo kovalentních interakcí mezi kovem nebo nekovem s halogenem..

Podobně hrají v těchto vlastnostech důležitou roli iontová rádia. Například, pokud M⁺ a X^- Mají podobné velikosti, jejich krystaly budou stabilnější.

Organické halogenidy

Jsou polární. Proč? Protože rozdíl v elektronegativitách mezi C a halogenem vytváří v molekule trvalý polární moment. Také toto klesá s klesající skupinou 17, z vazby C-F na C-I.

Bez ohledu na molekulární strukturu R nebo Ar vzrůstající počet halogenů přímo ovlivňuje teploty varu, protože zvyšují molární hmotnost a intermolekulární interakce (RC-X-X-CR). Většina z nich je nemísitelná s vodou, ale může se rozpustit v organických rozpouštědlech.

Použití

Použití halogenovaných derivátů by si mohlo vyhradit vlastní text. Klíčovým faktorem jsou molekulární "partneři" halogenů, protože jejich vlastnosti a reaktivita definují použití derivátu. 

Mezi velkou rozmanitostí možných použití tedy patří:

- Molekulární halogeny se používají k tvorbě halogenových žárovek, kde jsou umístěny v kontaktu s žhavícím vláknem wolframu. Účelem této směsi je reagovat halogen X s odpařeným wolframem. To zabraňuje usazování na povrchu žárovky, což zaručuje delší životnost.

- Fluoridové soli se používají při fluorizaci vody a zubních past.

- Chloritany sodíku a vápníku jsou dvě aktivní látky v komerčních bělících roztocích (chlor).

- I když poškozují ozonovou vrstvu, používají se v aerosolech a chladicích systémech chlorfluoruhlovodíky (CFC).

- Vinylchlorid (CH₂= CHCl) je monomer polyvinylchloridového polymeru (PVC). Na druhé straně, teflon, použitý jako antiadhezivní materiál, sestává z polymerních řetězců tetrafluorethylenu (F₂C = CF₂).

- Používají se v analytické chemii a organické syntéze pro různé účely; mezi nimi, syntéza léků.

Další příklady

Horní obraz ilustruje hormon štítné žlázy, zodpovědný za produkci tepla, jakož i zvýšení celkového metabolismu v těle. Tato sloučenina je příkladem halogenovaného derivátu přítomného v lidském těle.

Mezi jinými halogenovanými sloučeninami jsou uvedeny:

- Dichlorodifeniltricloroetano (DDT), účinný insekticid, ale s vážnými dopady na životní prostředí.

- Chlorid cínu (SnCl₂), který se používá jako redukční činidlo.

- Chlorethan nebo 1-chlorethan (CH₃CH₂Cl), lokální anestetikum, které působí rychle ochlazením kůže.

- Dichlorethylen (ClCH = CClH) a tetrachlorethylen (Cl₂C = CCl₂), používané jako rozpouštědla v průmyslu čistíren.

Odkazy

1. Dr. Ian Hunt. Základní organické názvosloví IUPACHaloalkany / alkylhalogenidy. Získáno 4. května 2018, z: chem.ucalgary.ca
2. Richard C. Banks. (Srpen 2000). Nomenklatura organických halogenidů. Získáno 4. května 2018, z: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Organické halogenové sloučeniny. Získáno 4. května 2018, z: chemistryexplained.com
4. Organické halogenové sloučeniny. Získáno dne 4. května 2018, z: 4college.co.uk
5. Dr. Seham Alterary. (2014). Organické halogenové sloučeniny. Získáno 4. května 2018, z: fac.ksu.edu.sa
6. Clark J. Fyzikální vlastnosti alkylhalogenidů. Získáno dne 4. května 2018, z: chem.libretexts.org
7. Dr. Manal K. Rasheed. Organické halogenidy. Získáno 4. května 2018, z: comed.uobaghdad.edu.iq