Halogen

Halogen wujud sebagai molekul dwiatom dalam fasa gas, cecair dan pepejal. Dari atas:
1. fluorin, F₂
2. klorin, Cl₂
3. bromin, Br₂
4. iodin, I₂

Halogen merupakan satu siri kimia, dan merupakan unsur-unsur Kumpulan 17 (dulu Kumpulan VII) jadual berkala, yakni:

Fluorin (F), Klorin (Cl), Bromin (Br), Iodin (I), Astatin (At) dan Tennessin (Ts) (halogen mungkin)

Semua halogen wujud sebagai molekul-molekul dwiatom. Halogen lebih elektronegatif kerana mempunyai 7 elektron valens - dua dalam subpetala s dan lima dalam subpetala p. Oleh kerana satu sahaja lagi elektron diperlukan untuk mencapai susunan oktet, maka halogen cenderung untuk menerima elektron dari unsur lain untuk memenuhkan petala elektron luarnya. Ini akan menghasilkan ion bercas negatif satu, dan dipanggil ion halida; garam yang mengandungi ion ini dipanggil halida. Namun, klorin mampu menunjukkan nombor pengoksidaan dari -1 sehingga +7. Halogen boleh membentuk ikatan kovalen mahupun ionik untuk mencapai susunan oktet.

Ion halida juga boleh bertindak balas dengan atom hidrogen/air untuk menghasilkan asid. Contoh tindak balas ialah klorin bertindak balas dengan air menghasilkan asid hidroklorik dan asid hipoklorus (agen peluntur).

Penamaan

Istilah halogen bermaksud unsur yang menghasilkan garam bila bergabung dengan logam. Ia berasal dari tatanama saintifik Perancis pada abad ke-18.

Nama unsur-unsur halogen memiliki akhiran -in (-ine dalam bahasa Inggeris).

Sifat fizik

Sifat-sifat fizik halogen berubah secara beransur-ansur apabila menuruni kumpulan. Beberapa sifat fizik halogen ialah seperti:

• Semua halogen adalah bukan logam.
• Semua halogen wujud sebagai molekul dwiatom pada suhu bilik.
• Warna elemen-elemen kumpulan VII semakin gelap apabila menuruni kumpulan.
  • F = gas kuning pucat
  • Cl = gas kuning kehijauan
  • Br = cecair merah gelap (dengan wasap merah)
  • I = pepejal kelabu kehitaman (menjalani pemejalwapan kepada wasap ungu)
  • At = mungkin hitam(gelap dari iodin)
• Saiz atom (jejari atom) halogen semakin bertambah.
• Sangat reaktif dan senang menjadi garam. Kereaktifan berkurang menuruni kumpulan.
• Semua halogen mempunyai ketumpatan yang rendah. Walau bagaimanapun, ketumpatan halogen semakin bertambah apabila menuruni kumpulan.
• Semua halogen mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah kerana molekul-molekul halogen ditarik bersama oleh daya Van der Waals yang lemah dan hanya sedikit tenaga haba diperlukan untuk mengatasinya. Menuruni kumpulan, takat lebur dan takat didih halogen meningkat.
• Kuasa pengoksidaan halogen berkurang menuruni kumpulan.
• Semua halogen tidak boleh mengalirkan elektrik.
• Semua halogen merupakan pengalir haba yang lemah.

Halogen	Jejari atom (nm)	Jejari ion (nm)	Keelektronegatifan	Takat lebur (oC)	Takat didih (oC)
F	0.071	0.133	4.0	-220	-188
Cl	0.099	0.180	3.0	-101	-35
Br	0.144	0.195	2.8	-7	59
I	0.133	0.215	2.5	114	184
At	0.127	-	2.2	302	337

Sifat kimia

Dalam membincangkan sifat kimia kumpulan 17, kadangkala fluorin dan astatin diabaikan. Hal ini demikian kerana semua isotop astatin adalah bahan radioaktif. Fluorin pula mempunyai sifat-sifat anomali kerana saiznya yang kecil dan keelektronegatifannya yang tinggi.

Tindak balas dengan hidrogen

Halogen bertindak balas dengan hidrogen untuk membentuk hidrogen halida.

H₂ + X₂ → 2HX (X mewakili satu-satu halogen)

Kereaktifan tindak balas berkurang apabila menuruni kumpulan kerana saiz atom yang semakin besar. Hidrogen klorida meletup jika terkena sinaran ultralembayung tetapi H dan Br hanya akan bertindak balas dengan perlahan jika dibekalkan haba. Iodin pula akan bertindak balas dengan H jika diberikan haba, namun tindak balas ini tidak lengkap.

Corak kereaktifan ini dapat diterangkan dengan dua cara. Pertama, melalui saiz atom halogen. Oleh kerana semua halogen bertindak balas dengan hidrogen, maka saiz hidrogen adalah tetap. Menuruni kumpulan, saiz atom semakin besar dengan pertambahan petala. Hal ini menyusahkan nukleus hidrogen berinteraksi dengan nukleus halogen untuk membentuk ikatan kovalen.

Tindak balas penyesaran

Dalam tindak balas pengoksidaan, halogen bertukar dari X₂ kepada X^-(aq). Oleh kerana kuasa pengoksidaan berkurang menuruni kumpulan, satu halogen boleh menyesarkan halogen yang berada dibawahnya. Sebagai contoh, apabila Cl₂ ditambah dalam larutan kalium bromida, KBr, dan kalium iodida, KI, tindak balas yang berlaku adalah seperti berikut:

• Cl₂(aq) + 2Br^-(aq) → 2Cl^-(aq) + Br₂(aq)

• Cl₂(aq) + 2I^-(aq) → 2Cl^-(aq) + I₂(aq)

Bromin boleh menyesarkan iodin manakala iodin tidak boleh menyesarkan mana-mana halogen. Dalam mengkaji tindak balas ini, terdapat satu masalah - larutan halida tidak berwarna (larutan halogen yang cair juga kadang-kadang tidak berwarna). Untuk memudahkan pemerhatian dijalankan, biasanya sikloheksana ditambahkan. Halogen larut dengan lebih mudah dalam pelarut organik berbanding dalam bentuk akueus. Dengan sikloheksana, bromin berwarna jingga terang manakala iodin ungu.

Sebagai contoh, apabila air bromin dilarutkan dalam sikloheksana, warna jingga terang dapat dilihat. Apabila KI ditambahkan, warna jingga terang bertukar kepada ungu, tanda bahawa tindak balas penyesaran berlaku.