Halogênio - Halogen

Halogênios
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Número do grupo IUPAC 17
Nome por elemento grupo flúor
Nome trivial halogênios
Número do grupo CAS
(US, padrão ABA)
VIIA
número IUPAC antigo
(Europa, padrão AB)
VIIB

↓  Período
2
Imagem: Flúor líquido em temperaturas criogênicas
Flúor (F)
9 Halogênio
3
Imagem: Cloro gasoso
Cloro (Cl)
17 Halogênio
4
Imagem: bromo líquido
Bromo (Br)
35 Halogênio
5
Imagem: Cristal de iodo
Iodo (I)
53 Halogênio
6 Astatine (At)
85 Halogênio
7 Tennessine (Ts)
117 halogéneo

Lenda

elemento primordial
elemento de decadência
Sintético
Cor do número atômico:
preto = sólido , verde = líquido , vermelho = gás

Os halogéneos ( / h Æ l ə ə n , h -, - l -, - ˌ ɛ n / ) são um grupo na tabela periódica consistindo de cinco ou seis quimicamente relacionados elementos : flr (F) , cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I) e astato (At). O elemento 117 artificialmente criado, tennessine (Ts), também pode ser um halogênio. Na nomenclatura moderna da IUPAC , esse grupo é conhecido como grupo 17 .

O nome "halogênio" significa "produtor de sal". Quando os halogênios reagem com os metais, eles produzem uma ampla gama de sais , incluindo fluoreto de cálcio , cloreto de sódio (sal de mesa comum), brometo de prata e iodeto de potássio .

O grupo dos halogênios é o único grupo da tabela periódica que contém elementos em três dos principais estados da matéria em temperatura e pressão padrão . Todos os halogênios formam ácidos quando ligados ao hidrogênio. A maioria dos halogênios é normalmente produzida a partir de minerais ou sais . Os halogênios intermediários - cloro, bromo e iodo - são freqüentemente usados ​​como desinfetantes . Os organobrometos são a classe mais importante de retardadores de chama , enquanto os halogênios elementares são perigosos e podem ser letalmente tóxicos.

História

O fluorospar mineral de flúor era conhecido já em 1529. Os primeiros químicos perceberam que os compostos de flúor contêm um elemento desconhecido, mas não foram capazes de isolá-lo. Em 1860, George Gore , um químico inglês, passou uma corrente elétrica por meio do ácido fluorídrico e provavelmente produziu flúor, mas não conseguiu provar seus resultados na época. Em 1886, Henri Moissan , um químico em Paris, realizou a eletrólise em bifluoreto de potássio dissolvido em fluoreto de hidrogênio anidro e isolou com sucesso o flúor.

O ácido clorídrico era conhecido dos alquimistas e dos primeiros químicos. No entanto, o cloro elementar não foi produzido até 1774, quando Carl Wilhelm Scheele aqueceu o ácido clorídrico com dióxido de manganês . Scheele chamou o elemento de "ácido muriático deflogisticado", que é como o cloro era conhecido há 33 anos. Em 1807, Humphry Davy investigou o cloro e descobriu que ele é um elemento real. O cloro combinado com o ácido clorídrico, bem como o ácido sulfúrico, em certos casos, criou o gás cloro, que era um gás venenoso durante a Primeira Guerra Mundial . Ele deslocou o oxigênio em áreas contaminadas e substituiu o ar oxigenado comum pelo gás cloro tóxico. No qual o gás queimaria o tecido humano externa e internamente, principalmente os pulmões, tornando a respiração difícil ou impossível dependendo do nível de contaminação.

O bromo foi descoberto na década de 1820 por Antoine Jérôme Balard . Balard descobriu o bromo ao passar cloro gasoso por uma amostra de salmoura . Ele originalmente propôs o nome muride para o novo elemento, mas a Academia Francesa mudou o nome do elemento para bromo.

O iodo foi descoberto por Bernard Courtois , que usava cinzas de algas marinhas como parte de um processo de fabricação de salitre . Courtois normalmente fervia as cinzas das algas com água para gerar cloreto de potássio . No entanto, em 1811, Courtois adicionou ácido sulfúrico a seu processo e descobriu que seu processo produzia gases roxos que se condensavam em cristais negros. Suspeitando que esses cristais fossem um elemento novo, Courtois enviou amostras a outros químicos para investigação. O iodo foi provado ser um novo elemento por Joseph Gay-Lussac .

Em 1931, Fred Allison afirmou ter descoberto o elemento 85 com uma máquina magneto-ótica e chamou o elemento de Alabamina, mas se enganou. Em 1937, Rajendralal De afirmou ter descoberto o elemento 85 nos minerais e chamou o elemento dakine, mas também se enganou. Uma tentativa de descoberta do elemento 85 em 1939 por Horia Hulubei e Yvette Cauchois via espectroscopia também foi malsucedida, assim como uma tentativa no mesmo ano de Walter Minder , que descobriu um elemento semelhante ao iodo resultante da decadência beta do polônio . O elemento 85, agora denominado astatine, foi produzido com sucesso em 1940 por Dale R. Corson , KR Mackenzie e Emilio G. Segrè , que bombardeou o bismuto com partículas alfa .

Em 2010, uma equipe liderada pelo físico nuclear Yuri Oganessian envolvendo cientistas do JINR , Oak Ridge National Laboratory , Lawrence Livermore National Laboratory e Vanderbilt University bombardeou com sucesso átomos de berquélio-249 com átomos de cálcio-48 para fazer tennessina-294. Em 2021, é o elemento mais recente a ser descoberto.

Etimologia

Em 1811, o químico alemão Johann Schweigger propôs que o nome "halogênio" - que significa "produtor de sal", de αλς [als] "sal" e γενειν [genein] "gerar" - substituísse o nome "cloro", que tinha sido proposto pelo químico inglês Humphry Davy . O nome de Davy para o elemento prevaleceu. No entanto, em 1826, o químico sueco Barão Jöns Jacob Berzelius propôs o termo "halogênio" para os elementos flúor, cloro e iodo, que produzem uma substância semelhante ao sal marinho quando formam um composto com um metal alcalino.

Todos os nomes dos elementos têm a desinência -ine . O nome do flúor vem da palavra latina fluere , que significa "fluir", porque era derivado do mineral fluorita , que era usado como fundente na metalurgia. O nome do cloro vem da palavra grega chloros , que significa "amarelo esverdeado". O nome de Bromo vem da palavra grega bromos , que significa "fedor". O nome do iodo vem da palavra grega iodos , que significa "violeta". O nome de Astatine vem da palavra grega astatos , que significa "instável". Tennessine tem o nome do estado americano do Tennessee .

Características

Químico

Os halogênios mostram tendências na energia da ligação química, movendo-se de cima para baixo na coluna da tabela periódica, com o flúor se desviando ligeiramente. Ele segue uma tendência de ter a maior energia de ligação em compostos com outros átomos, mas tem ligações muito fracas dentro da molécula F 2 diatômica . Isso significa que mais abaixo no grupo 17 na tabela periódica, a reatividade dos elementos diminui devido ao aumento do tamanho dos átomos.

Energias de ligação de halogênio (kJ / mol)
X X 2 HX BX 3 AlX 3 CX 4
F 159 574 645 582 456
Cl 243 428 444 427 327
Br 193 363 368 360 272
eu 151 294 272 285 239

Os halogênios são altamente reativos e, como tal, podem ser prejudiciais ou letais para os organismos biológicos em quantidades suficientes. Esta alta reatividade se deve à alta eletronegatividade dos átomos devido à sua alta carga nuclear efetiva . Como os halogênios têm sete elétrons de valência em seu nível de energia mais externo, eles podem ganhar um elétron reagindo com átomos de outros elementos para satisfazer a regra do octeto . O flúor é o mais reativo de todos os elementos; é o único elemento mais eletronegativo que o oxigênio, ataca materiais inertes como o vidro e forma compostos com os gases nobres geralmente inertes . É um gás corrosivo e altamente tóxico. A reatividade do flúor é tal que, se usado ou armazenado em vidraria de laboratório, pode reagir com o vidro na presença de pequenas quantidades de água para formar tetrafluoreto de silício (SiF 4 ). Assim, o flúor deve ser manuseado com substâncias como o teflon (que é um composto organofluorado ), vidro extremamente seco ou metais como cobre ou aço, que formam uma camada protetora de flúor em sua superfície.

A alta reatividade do flúor permite algumas das ligações mais fortes possíveis, especialmente ao carbono. Por exemplo, o Teflon é flúor ligado com carbono e é extremamente resistente a ataques térmicos e químicos e tem um alto ponto de fusão.

Moléculas

Moléculas de halogênio diatômicas

Os halogéneos formar homonucleares diatómicas moléculas (não provados para astatine). Devido às forças intermoleculares relativamente fracas, o cloro e o flúor fazem parte do grupo conhecido como "gases elementares".

halogênio molécula estrutura modelo d (X − X) / pm
(fase gasosa)
d (X − X) / pm
(fase sólida)
flúor F 2 Difluorine-2D-dimenss.png Fluorine-3D-vdW.png 143 149
cloro Cl 2 Dicloro-2D-dimensões.png Chlorine-3D-vdW.png 199 198
bromo Br 2 Dibromine-2D-dimenss.png Bromine-3D-vdW.png 228 227
iodo I 2 Diiodine-2D-dimenss.png Iodine-3D-vdW.png 266 272

Os elementos se tornam menos reativos e têm pontos de fusão mais altos à medida que o número atômico aumenta. Os pontos de fusão mais altos são causados ​​por forças de dispersão de London mais fortes resultantes de mais elétrons.

Compostos

Haletos de hidrogênio

Foi observado que todos os halogênios reagem com o hidrogênio para formar haletos de hidrogênio . Para flúor, cloro e bromo, essa reação é na forma de:

H 2 + X 2 → 2HX

No entanto, o iodeto de hidrogênio e a astatida de hidrogênio podem se dividir novamente em seus elementos constituintes.

As reações de hidrogênio-halogênio tornam-se gradualmente menos reativas em relação aos halogênios mais pesados. Uma reação de flúor-hidrogênio é explosiva mesmo quando está escuro e frio. Uma reação cloro-hidrogênio também é explosiva, mas apenas na presença de luz e calor. Uma reação bromo-hidrogênio é ainda menos explosiva; é explosivo apenas quando exposto às chamas. O iodo e o astato reagem apenas parcialmente com o hidrogênio, formando equilíbrios .

Todos os halogênios formam compostos binários com hidrogênio conhecidos como halogenetos de hidrogênio: fluoreto de hidrogênio (HF), cloreto de hidrogênio (HCl), brometo de hidrogênio (HBr), iodeto de hidrogênio (HI) e astatídeo de hidrogênio (HAt). Todos esses compostos formam ácidos quando misturados com água. O fluoreto de hidrogênio é o único haleto de hidrogênio que forma ligações de hidrogênio . O ácido clorídrico, o ácido bromídrico, o ácido iodídrico e o ácido hidroastático são todos ácidos fortes , mas o ácido fluorídrico é um ácido fraco .

Todos os halogenetos de hidrogênio são irritantes . O fluoreto de hidrogênio e o cloreto de hidrogênio são altamente ácidos . O fluoreto de hidrogénio é utilizado como um indu estrial química, e é altamente tóxico, causando edema pulmonar e danificar as células. O cloreto de hidrogênio também é um produto químico perigoso. Respirar um gás com mais de cinquenta partes por milhão de cloreto de hidrogênio pode causar a morte em humanos. O brometo de hidrogênio é ainda mais tóxico e irritante do que o cloreto de hidrogênio. Respirar um gás com mais de trinta partes por milhão de brometo de hidrogênio pode ser letal para os humanos. O iodeto de hidrogênio, como outros haletos de hidrogênio, é tóxico.

Haletos metálicos

Todos os halogéneos são conhecidos para reagir com sódio para formar fluoreto de sódio , cloreto de sódio , brometo de sódio , iodeto de sódio , e astatide de sódio. A reação do sódio aquecido com os halogênios produz chamas laranja brilhantes. A reação do sódio com o cloro é na forma de:

2Na + Cl 2 → 2NaCl

O ferro reage com o flúor, o cloro e o bromo para formar halogenetos de ferro (III). Essas reações são na forma de:

2Fe + 3X 2 → 2FeX 3

No entanto, quando o ferro reage com o iodo, ele forma apenas iodeto de ferro (II) .

Fe + I 2 → FeI 2

A lã de ferro pode reagir rapidamente com o flúor para formar o composto branco de fluoreto de ferro (III), mesmo em temperaturas frias. Quando o cloro entra em contato com um ferro aquecido, eles reagem para formar o cloreto de ferro preto (III) . No entanto, se as condições da reação forem úmidas, essa reação resultará em um produto marrom-avermelhado. O ferro também pode reagir com o bromo para formar o brometo de ferro (III) . Este composto é marrom-avermelhado em condições secas. A reação do ferro com o bromo é menos reativa do que a sua reação com o flúor ou o cloro. Um ferro quente também pode reagir com o iodo, mas forma iodeto de ferro (II). Este composto pode ser cinza, mas a reação está sempre contaminada com excesso de iodo, então não se sabe ao certo. A reação do ferro com o iodo é menos vigorosa do que a reação com os halogênios mais leves.

Compostos interhalogênicos

Os compostos interhalogênicos estão na forma de XY n, onde X e Y são halogênios e n é um, três, cinco ou sete. Os compostos interhalogênicos contêm no máximo dois halogênios diferentes. Grandes interhalogênios, como ClF 3, podem ser produzidos por uma reação de um halogênio puro com um interhalogênio menor, como ClF . Todos os interhalogênios, exceto IF 7, podem ser produzidos pela combinação direta de halogênios puros em várias condições.

Os interhalogênios são tipicamente mais reativos do que todas as moléculas de halogênio diatômico, exceto F 2, porque as ligações interhalogênicas são mais fracas. No entanto, as propriedades químicas dos interhalogênios ainda são aproximadamente as mesmas dos halogênios diatômicos . Muitos interhalogênios consistem em um ou mais átomos de flúor ligados a um halogênio mais pesado. O cloro pode se ligar com até 3 átomos de flúor, o bromo pode se ligar com até cinco átomos de flúor e o iodo pode se ligar com até sete átomos de flúor. A maioria dos compostos interhalogênicos são gases covalentes . No entanto, alguns interhalogênios são líquidos, como BrF 3 , e muitos interhalogênios contendo iodo são sólidos.

Compostos organohalogênicos

Muitos compostos orgânicos sintéticos , como polímeros plásticos , e alguns naturais, contêm átomos de halogênio; estes são conhecidos como compostos halogenados ou halogenetos orgânicos . O cloro é de longe o mais abundante dos halogênios na água do mar e o único necessário em quantidades relativamente grandes (como íons cloreto) pelos humanos. Por exemplo, os íons cloreto desempenham um papel fundamental na função cerebral , mediando a ação do transmissor inibitório GABA e também são usados ​​pelo corpo para produzir ácido estomacal. O iodo é necessário em pequenas quantidades para a produção de hormônios tireoidianos , como a tiroxina . Os organohalogênios também são sintetizados por meio da reação de abstração nucleofílica .

Compostos polihalogenados

Os compostos polihalogenados são compostos criados industrialmente e substituídos por vários halogênios. Muitos deles são muito tóxicos e bioacumuláveis ​​em humanos, e têm uma faixa de aplicação muito ampla. Eles incluem PCBs , PBDEs e compostos perfluorados (PFCs), bem como vários outros compostos.

Reações

Reações com água

O flúor reage vigorosamente com a água para produzir oxigênio (O 2 ) e fluoreto de hidrogênio (HF):

2 F 2 (g) + 2 H 2 O (l) → O 2 (g) + 4 HF (aq)

O cloro tem solubilidade máxima de ca. 7,1 g Cl 2 por kg de água à temperatura ambiente (21 ° C). O cloro dissolvido reage para formar ácido clorídrico (HCl) e ácido hipocloroso , uma solução que pode ser usada como desinfetante ou alvejante :

Cl 2 (g) + H 2 O (l) → HCl (aq) + HClO (aq)

O bromo tem uma solubilidade de 3,41 g por 100 g de água, mas reage lentamente para formar brometo de hidrogênio (HBr) e ácido hipobromoso (HBrO):

Br 2 (g) + H 2 O (l) → HBr (aq) + HBrO (aq)

O iodo, entretanto, é minimamente solúvel em água (0,03 g / 100 g de água a 20 ° C) e não reage com ele. No entanto, o iodo formará uma solução aquosa na presença do íon iodeto, como por meio da adição de iodeto de potássio (KI), porque o íon triiodeto é formado.

Físico e atômico

A tabela abaixo é um resumo das principais propriedades físicas e atômicas dos halogênios. Os dados marcados com pontos de interrogação são incertos ou são estimativas parcialmente baseadas em tendências periódicas em vez de observações.

Halogênio Peso atômico padrão
( u )
Ponto de fusão
( K )
Ponto de fusão
( ° C )
Ponto de ebulição
( K )
Ponto de ebulição
( ° C )
Densidade
(g / cm 3 a 25 ° C)
Eletronegatividade
( Pauling )
Primeira energia de ionização
( kJ · mol −1 )
Raio covalente
( pm )
Flúor 18,9984032 (5) 53,53 -219,62 85,03 -188,12 0,0017 3,98 1681,0 71
Cloro [35,446; 35,457] 171,6 -101,5 239,11 -34,04 0,0032 3,16 1251,2 99
Bromo 79,904 (1) 265,8 -7,3 332,0 58,8 3,1028 2,96 1139,9 114
Iodo 126,90447 (3) 386,85 113,7 457,4 184,3 4,933 2,66 1008,4 133
Astatine [210] 575 302 ? 610 ? 337 ? 6,2-6,5 2,2 ? 887,7 ? 145
Tennessine [294] ? 623-823 ? 350-550 ? 883 ? 610 ? 7,1-7,3 - ? 743 ? 157
Z Elemento Nº de elétrons / camada
9 flúor 2, 7
17 cloro 2, 8, 7
35 bromo 2, 8, 18, 7
53 iodo 2, 8, 18, 18, 7
85 astato 2, 8, 18, 32, 18, 7
117 tennessine 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (previsto)

Isótopos

O flúor tem um isótopo estável e natural , o flúor-19. No entanto, existem traços na natureza do isótopo radioativo flúor-23, que ocorre por meio do decaimento do cluster de protactínio-231 . Um total de dezoito isótopos de flúor foram descobertos, com massas atômicas variando de 14 a 31.

O cloro tem dois isótopos estáveis ​​e naturais , cloro-35 e cloro-37. No entanto, existem traços na natureza do isótopo cloro-36 , que ocorre por meio da fragmentação do argônio-36. Um total de 24 isótopos de cloro foram descobertos, com massas atômicas variando de 28 a 51.

Existem dois isótopos estáveis ​​e de ocorrência natural de bromo , bromo-79 e bromo-81. Um total de 33 isótopos de bromo foram descobertos, com massas atômicas variando de 66 a 98.

Existe um isótopo de iodo estável e natural , o iodo-127 . No entanto, existem traços na natureza do isótopo radioativo iodo-129 , que ocorre por meio de fragmentação e da decomposição radioativa do urânio nos minérios. Vários outros isótopos radioativos de iodo também foram criados naturalmente por meio da decomposição do urânio. Um total de 38 isótopos de iodo foram descobertos, com massas atômicas variando de 108 a 145.

Não existem isótopos estáveis de astato . No entanto, existem quatro isótopos radioativos naturais de astatine produzidos via decaimento radioativo de urânio , neptúnio e plutônio . Esses isótopos são astatine-215, astatine-217, astatine-218 e astatine-219. Um total de 31 isótopos de astatine foram descobertos, com massas atômicas variando de 191 a 227.

Tennessine tem apenas dois radioisótopos sintéticos conhecidos , tennessine-293 e tennessine-294.

Produção

Da esquerda para a direita: cloro , bromo e iodo em temperatura ambiente. O cloro é um gás, o bromo é um líquido e o iodo é um sólido. O flúor não pôde ser incluído na imagem devido à sua alta reatividade , e astato e tennessina devido à sua radioatividade.

Aproximadamente seis milhões de toneladas métricas de fluorita mineral de flúor são produzidas a cada ano. Quatrocentas mil toneladas métricas de ácido fluorídrico são produzidas a cada ano. O gás flúor é feito do ácido fluorídrico produzido como um subproduto da fabricação do ácido fosfórico . Aproximadamente 15.000 toneladas métricas de gás flúor são produzidas por ano.

O mineral halita é o mineral mais comumente extraído para obter cloro, mas os minerais carnalita e silvita também são extraídos para obter cloro. Quarenta milhões de toneladas métricas de cloro são produzidas a cada ano pela eletrólise da salmoura .

Aproximadamente 450.000 toneladas métricas de bromo são produzidas a cada ano. Cinquenta por cento de todo o bromo produzido é produzido nos Estados Unidos , 35% em Israel e a maior parte do restante na China . Historicamente, o bromo era produzido pela adição de ácido sulfúrico e pó de branqueamento à salmoura natural. No entanto, nos tempos modernos, o bromo é produzido por eletrólise, um método inventado por Herbert Dow . Também é possível produzir bromo passando cloro pela água do mar e, em seguida, passando o ar pela água do mar.

Em 2003, foram produzidas 22.000 toneladas métricas de iodo. O Chile produz 40% de todo o iodo produzido, o Japão produz 30% e quantidades menores são produzidas na Rússia e nos Estados Unidos. Até a década de 1950, o iodo era extraído das algas . No entanto, nos tempos modernos, o iodo é produzido de outras maneiras. Uma maneira pela qual o iodo é produzido é misturando dióxido de enxofre com minérios de nitrato , que contêm alguns iodatos . O iodo também é extraído de campos de gás natural .

Embora o astato ocorra naturalmente, ele geralmente é produzido bombardeando o bismuto com partículas alfa.

Tennessine é feito usando um ciclotron, fundindo berquélio-249 e cálcio-48 para fazer tennessine-293 e tennessine-294.

Formulários

Desinfetantes

Tanto o cloro quanto o bromo são usados ​​como desinfetantes para água potável, piscinas, feridas recentes, spas, pratos e superfícies. Eles matam bactérias e outros microorganismos potencialmente prejudiciais por meio de um processo conhecido como esterilização . Sua reatividade também é utilizada no branqueamento . O hipoclorito de sódio , que é produzido a partir do cloro, é o ingrediente ativo da maioria dos alvejantes para tecidos , e os alvejantes derivados do cloro são usados ​​na produção de alguns produtos de papel . O cloro também reage com o sódio para criar cloreto de sódio , que é o sal de cozinha.

Iluminação

As lâmpadas halógenas são um tipo de lâmpada incandescente que usa um filamento de tungstênio em lâmpadas que têm pequenas quantidades de halogênio, como iodo ou bromo adicionado. Isso permite a produção de lâmpadas muito menores do que lâmpadas incandescentes não halógenas com a mesma potência . O gás reduz o afinamento do filamento e o escurecimento do interior da lâmpada resultando em uma lâmpada que tem uma vida útil muito maior. As lâmpadas halógenas brilham em uma temperatura mais alta (2.800 a 3.400 kelvins ) com uma cor mais branca do que outras lâmpadas incandescentes. No entanto, isso requer que as lâmpadas sejam fabricadas de quartzo fundido em vez de vidro de sílica para reduzir a quebra.

Componentes de drogas

Na descoberta de medicamentos , a incorporação de átomos de halogênio em um candidato a medicamento principal resulta em análogos que geralmente são mais lipofílicos e menos solúveis em água. Como consequência, os átomos de halogênio são usados ​​para melhorar a penetração através das membranas lipídicas e tecidos. Conclui-se que há uma tendência de alguns medicamentos halogenados se acumularem no tecido adiposo .

A reatividade química dos átomos de halogênio depende de seu ponto de ligação ao chumbo e da natureza do halogênio. Grupos aromáticos de halogênio são muito menos reativos do que grupos alifáticos de halogênio, que podem exibir considerável reatividade química. Para ligações alifáticas de carbono-halogênio, a ligação CF é a mais forte e geralmente menos reativa quimicamente do que ligações CH alifáticas. As outras ligações alifáticas-halogênicas são mais fracas, sua reatividade aumentando ao longo da tabela periódica. Geralmente são mais reativos quimicamente do que ligações CH alifáticas. Como consequência, as substituições de halogênio mais comuns são os grupos de flúor e cloro aromáticos menos reativos.

Papel biológico

Os ânions de flúor são encontrados no marfim, ossos, dentes, sangue, ovos, urina e cabelos de organismos. Os ânions de flúor em quantidades muito pequenas podem ser essenciais para os humanos. Existem 0,5 miligramas de flúor por litro de sangue humano. Os ossos humanos contêm 0,2 a 1,2% de flúor. O tecido humano contém aproximadamente 50 partes por bilhão de flúor. Um humano típico de 70 quilos contém de 3 a 6 gramas de flúor.

Os ânions cloreto são essenciais para um grande número de espécies, incluindo os humanos. A concentração de cloro no peso seco dos cereais é de 10 a 20 partes por milhão, enquanto na batata a concentração de cloreto é de 0,5%. O crescimento das plantas é adversamente afetado pelos níveis de cloreto no solo que caem abaixo de 2 partes por milhão. O sangue humano contém em média 0,3% de cloro. O osso humano contém normalmente 900 partes por milhão de cloro. O tecido humano contém aproximadamente 0,2 a 0,5% de cloro. Há um total de 95 gramas de cloro em um ser humano típico de 70 quilos.

Algum bromo na forma de ânion brometo está presente em todos os organismos. O papel biológico do bromo em humanos não foi comprovado, mas alguns organismos contêm compostos organobromínicos . Os humanos normalmente consomem de 1 a 20 miligramas de bromo por dia. Existem normalmente 5 partes por milhão de bromo no sangue humano, 7 partes por milhão de bromo nos ossos humanos e 7 partes por milhão de bromo no tecido humano. Um humano típico de 70 kg contém 260 miligramas de bromo.

Os humanos normalmente consomem menos de 100 microgramas de iodo por dia. A deficiência de iodo pode causar deficiência intelectual . Os compostos de organoiodo ocorrem em humanos em algumas glândulas , especialmente na glândula tireóide , bem como no estômago , epiderme e sistema imunológico . Os alimentos que contêm iodo incluem bacalhau , ostras , camarão , arenque , lagosta , sementes de girassol , algas marinhas e cogumelos . No entanto, o iodo não é conhecido por ter um papel biológico nas plantas. Existem normalmente 0,06 miligramas por litro de iodo no sangue humano, 300 partes por bilhão de iodo nos ossos humanos e 50 a 700 partes por bilhão de iodo no tecido humano. Existem de 10 a 20 miligramas de iodo em um ser humano típico de 70 quilos.

Astatine , embora muito raro, foi encontrado em microgramas na terra. Não tem papel biológico conhecido por causa de sua alta radioatividade, extrema raridade e tem meia-vida de apenas cerca de 8 horas para o isótopo mais estável.

Tennessine é puramente feito pelo homem e não tem outras funções na natureza.

Toxicidade

Os halogênios tendem a diminuir sua toxicidade em relação aos halogênios mais pesados.

O gás flúor é extremamente tóxico; respirar flúor a uma concentração de 25 partes por milhão é potencialmente letal. O ácido fluorídrico também é tóxico, podendo penetrar na pele e causar queimaduras muito dolorosas . Além disso, os ânions de flúor são tóxicos, mas não tão tóxicos quanto o flúor puro. O flúor pode ser letal em quantidades de 5 a 10 gramas. O consumo prolongado de flúor acima de concentrações de 1,5 mg / L está associado ao risco de fluorose dentária , uma condição estética dos dentes. Em concentrações acima de 4 mg / L, há um risco aumentado de desenvolver fluorose esquelética , uma condição na qual as fraturas ósseas se tornam mais comuns devido ao endurecimento dos ossos. Os atuais níveis recomendados de fluoretação da água , uma forma de prevenir a cárie dentária , variam de 0,7 a 1,2 mg / L para evitar os efeitos prejudiciais do flúor e, ao mesmo tempo, colher os benefícios. Pessoas com níveis entre os níveis normais e aqueles necessários para fluorose esquelética tendem a ter sintomas semelhantes aos da artrite .

O gás cloro é altamente tóxico. Respirar cloro a uma concentração de 3 partes por milhão pode causar rapidamente uma reação tóxica. Respirar cloro a uma concentração de 50 partes por milhão é altamente perigoso. Respirar cloro a uma concentração de 500 partes por milhão por alguns minutos é letal. Respirar o gás cloro é muito doloroso.

O bromo puro é um tanto tóxico, mas menos tóxico do que o flúor e o cloro. Cem miligramas de bromo são letais. Os ânions brometo também são tóxicos, mas menos do que o bromo. O brometo tem dose letal de 30 gramas.

O iodo é um tanto tóxico, podendo irritar os pulmões e os olhos, com limite de segurança de 1 miligrama por metro cúbico. Quando tomado por via oral, 3 gramas de iodo podem ser letais. Os ânions iodeto não são tóxicos, mas também podem ser fatais se ingeridos em grandes quantidades.

Astatine é muito radioativo e, portanto, altamente perigoso, mas não foi produzido em quantidades macroscópicas e, portanto, é muito improvável que sua toxicidade seja de grande relevância para o indivíduo médio.

A tennessina não pode ser investigada quimicamente devido à curta meia-vida, embora sua radioatividade a torne muito perigosa.

Superhalogen

Certos aglomerados de alumínio têm propriedades de superátomo. Esses aglomerados de alumínio são gerados como ânions ( Al-
n
com n = 1, 2, 3, ...) em gás hélio e reagiu com um gás contendo iodo. Quando analisado por espectrometria de massa, um produto de reação principal acaba sendo Al
13
eu-
. Esses aglomerados de 13 átomos de alumínio com um elétron extra adicionado não parecem reagir com o oxigênio quando ele é introduzido na mesma corrente de gás. Supondo que cada átomo libere seus 3 elétrons de valência, isso significa que 40 elétrons estão presentes, que é um dos números mágicos para o sódio e implica que esses números são um reflexo dos gases nobres.

Os cálculos mostram que o elétron adicional está localizado no aglomerado de alumínio no local diretamente oposto ao átomo de iodo. O aglomerado deve, portanto, ter uma afinidade eletrônica maior para o elétron do que o iodo e, portanto, o aglomerado de alumínio é chamado de superhalogênio (ou seja, as energias de desprendimento vertical de elétrons das metades que constituem os íons negativos são maiores do que as de qualquer átomo de halogênio). O componente do cluster no Al
13
eu-
íon é semelhante a um íon iodeto ou um íon brometo. O Al relacionado
13
eu-
2
espera-se que o cluster se comporte quimicamente como o íon triiodeto .

Veja também

Notas

Referências

Leitura adicional