Halogenierte Derivate Nomenklatur, Eigenschaften, Verwendungen und Beispiele

Die halogenierte Derivate sind all jene Verbindungen, die ein Halogenatom besitzen; das heißt, irgendeines der Elemente der Gruppe 17 (F, Cl, Br, I). Diese Elemente unterscheiden sich vom Rest, weil sie elektronegativer sind und eine Vielzahl von anorganischen und organischen Halogeniden bilden.

Die gasförmigen Moleküle der Halogene sind im unteren Bild dargestellt. Von oben nach unten: Fluor (F₂), Chlor (Cl₂), Brom (Br₂) und Jod (I₂). Jeder von ihnen hat die Fähigkeit, mit der großen Mehrheit der Elemente zu reagieren, selbst unter den Kongeneren derselben Gruppe (Interhalogen).

Somit haben die halogenierten Derivate die Formel MX, wenn es ein Metallhalogenid ist, RX, wenn es Alkyl ist, und ArX, wenn es aromatisch ist. Die letzten beiden sind in der Kategorie der organischen Halogenide. Die Stabilität dieser Verbindungen erfordert einen energetischen "Nutzen" gegenüber dem ursprünglichen gasförmigen Molekül.

In der Regel bildet Fluor stabilere halogenierte Derivate als Jod. Der Grund liegt in den Unterschieden zwischen ihren Atomradien (die violetten Kugeln sind größer als die gelben).

Wenn der Atomradius vergrößert wird, ist die Überlappung der Orbitale zwischen dem Halogenatom und dem anderen Atom schlechter und daher ist die Bindung schwächer.

Index

• 1 Nomenklatur
  • 1.1 Anorganisch
  • 1.2 Organisch
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Anorganische Halogenide
  • 2.2 Organische Halogenide
• 3 Verwendet
• 4 weitere Beispiele
• 5 Referenzen

Nomenklatur

Wie diese Verbindungen richtig benannt werden, hängt davon ab, ob sie anorganisch oder organisch sind.

Anorganisch

Metallhalogenide bestehen aus einer ionischen oder kovalenten Bindung zwischen einem Halogen X und einem Metall M (der Gruppen 1 und 2, Übergangsmetalle, Schwermetalle usw.).

In diesen Verbindungen haben alle Halogene eine Oxidationsstufe von -1. Warum? Weil seine Valenzkonfigurationen ns sind²np^5. 

Daher müssen sie nur ein Elektron gewinnen, um das Valenzoktett zu vervollständigen, während die Metalle oxidiert werden, was ihnen die Elektronen gibt, die sie haben.

Somit bleibt das Fluor als F^-Fluorid; Cl^-Chlorid; Br^-Bromid; und das Ich^-Iodid. MF würde genannt werden: Fluorid von (Name des Metalls) (n), wobei n die Wertigkeit des Metalls nur ist, wenn es mehr als eins hat. Im Fall von Metallen der Gruppen 1 und 2 ist es nicht notwendig, die Wertigkeit zu nennen.

Beispiele

- NaF: Natriumfluorid.

- CaCl₂: Calciumchlorid.

- AgBr: Silberbromid.

- ZnI₂: Zinkiodid.

- CuCl: Kupferchlorid (I).

- CuCl₂: Kupferchlorid (II).

- TiCl₄: Titan (IV) -chlorid oder Titantetrachlorid.

Aber auch Wasserstoff und Nichtmetallelemente - selbst Halogene - können Halogenide bilden. In diesen Fällen wird die Wertigkeit von Nichtmetall am Ende nicht genannt:

- PCl₅: Phosphorpentachlorid.

- BF₃Bortrifluorid.

- AlI₃: Aluminiumtriiodid.

- HBr: Bromwasserstoff.

- WENN₇: Jodheptafluorid.

Bio

Unabhängig davon, ob es sich um RX oder ArX handelt, ist das Halogen kovalent an ein Kohlenstoffatom gebunden. In diesen Fällen werden die Halogene mit ihren Namen erwähnt, und der Rest der Nomenklatur hängt von der Molekülstruktur von R oder Ar ab.

Für das einfachste organische Molekül Methan (CH₄) werden die folgenden Derivate erhalten, die das H für Cl substituieren:

- CH₃Cl: Chlormethan.

- CH₂Cl₂: Dichlormethan.

- CHCl₃: Trichlormethan (Chloroform).

- CCl₄Tetrachlormethan (Kohlenstoff (IV) -chlorid oder Tetrachlorkohlenstoff).

Hier besteht R aus einem einzelnen Kohlenstoffatom. Dann wird für andere aliphatische Ketten (linear oder verzweigt) die Anzahl der Kohlenstoffatome, von denen sie mit Halogen verbunden ist, gezählt:

CH₃CH₂CH₂F: 1-Fluorpropan.

Das vorherige Beispiel war das eines primären Alkylhalogenids. Für den Fall, dass die Kette verzweigt ist, wird die längste Kette, die das Halogen enthält, ausgewählt und zu zählen begonnen, so wenig wie möglich übrig gelassen:

3-Methyl-5-Bromhexan

Genauso verhält es sich mit anderen Substituenten. Ebenso wird für die aromatischen Halogenide das Halogen und dann der Rest der Struktur erwähnt:

Im oberen Bild ist die Verbindung Brombenzol gezeigt, die das Bromatom in braun hervorhebt.

Eigenschaften

Anorganische Halogenide

Anorganische Halogenide sind ionische oder molekulare Feststoffe, obwohl erstere häufiger sind. Abhängig von den Wechselwirkungen und Ionenradien von MX ist es in Wasser oder in anderen weniger polaren Lösungsmitteln löslich.

Nichtmetallische Halogenide (wie Bor) sind in der Regel Lewis-Säuren, dh sie nehmen Elektronen auf, um Komplexe zu bilden. Auf der anderen Seite erzeugen Halogenide (oder Halogenide) von in Wasser gelöstem Wasserstoff sogenannte Hydrazide.

Seine Schmelz-, Siede- oder Sublimationspunkte fallen auf die elektrostatischen oder kovalenten Wechselwirkungen zwischen dem Metall oder Nichtmetall mit dem Halogen.

Ebenso spielen Ionenradios bei diesen Eigenschaften eine wichtige Rolle. Zum Beispiel, wenn M⁺ und X^- Sie haben ähnliche Größen, ihre Kristalle werden stabiler sein.

Organische Halogenide

Sie sind polar.Warum? Weil der Elektronegativitätsunterschied zwischen C und Halogen ein permanentes polares Moment im Molekül erzeugt. Dies nimmt auch ab, wenn Gruppe 17 von der C-F- zu der C-I-Verbindung abfällt.

Ohne Berücksichtigung der Molekülstruktur von R oder Ar beeinflussen die zunehmenden Halogene direkt die Siedepunkte, da sie die Molmasse und die intermolekularen Wechselwirkungen (RC-X-X-CR) erhöhen. Die meisten sind nicht mit Wasser mischbar, können sich aber in organischen Lösungsmitteln lösen.

Verwendet

Die Verwendung der halogenierten Derivate könnte ihren eigenen Text reservieren. Molekulare "Partner" von Halogenen sind ein Schlüsselfaktor, da ihre Eigenschaften und Reaktivitäten die Verwendung des Derivats definieren.

Unter den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sticht Folgendes hervor:

- Die molekularen Halogene werden verwendet, um Halogenbirnen zu erzeugen, wo sie in Kontakt mit dem Glühfaden aus Wolfram gebracht werden. Der Zweck dieser Mischung besteht darin, das Halogen X mit dem verdampften Wolfram umzusetzen. Dies verhindert Ablagerungen auf der Oberfläche der Lampe und garantiert eine längere Lebensdauer.

- Die Salze von Fluoriden werden bei der Fluoridierung von Wasser und Zahnpasten verwendet.

- Natrium- und Calciumhypochlorite sind zwei Wirkstoffe in kommerziellen Aufhellungslösungen (Chlor).

- Obwohl sie die Ozonschicht verschlechtern, werden Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in Aerosolen und Kühlsystemen verwendet.

- Vinylchlorid (CH₂= CHCl) ist das Monomer des Polyvinylchlorid (PVC) -Polymers. Auf der anderen Seite besteht Teflon, das als Antihaftmaterial verwendet wird, aus Polymerketten von Tetrafluorethylen (F₂C = CF₂).

- Sie werden in der analytischen Chemie und organischen Synthese für verschiedene Zwecke verwendet; darunter die Synthese von Arzneimitteln.

Zusätzliche Beispiele

Das obere Bild zeigt das Schilddrüsenhormon, das für die Produktion von Wärme verantwortlich ist, sowie für den Anstieg des allgemeinen Stoffwechsels im Körper. Diese Verbindung ist ein Beispiel für ein halogeniertes Derivat, das im menschlichen Körper vorhanden ist.

Unter anderen halogenierten Verbindungen werden die folgenden erwähnt:

- Dichlordifeniltricloroetano (DDT), wirksames Insektizid, jedoch mit schwerwiegenden Auswirkungen auf die Umwelt.

- Zinnchlorid (SnCl₂), als Reduktionsmittel verwendet.

- Chlorethan oder 1-Chlorethan (CH₃CH₂Cl), ein topisches Anästhetikum, das schnell wirkt, indem es die Haut abkühlt.

- Dichlorethylen (ClCH = CClH) und Tetrachlorethylen (Cl₂C = CCl₂), die als Lösungsmittel in der chemischen Reinigung verwendet werden.

Referenzen

1. Dr. Ian Hunt. Basische IUPAC Organische NomenklaturHalogenalkane / Alkylhalogenide. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: chem.ucalgary.ca
2. Richard C. Banken. (August 2000). Nomenklatur von organischen Halogeniden. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: chemistry.boisestate.edu
3. Advameg, Inc. (2018). Organische Halogenverbindungen. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: chemistryexplained.com
4. Organische Halogenverbindungen. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: 4college.co.uk
5. Dr. Seham Alterary. (2014). Organische Halogenverbindungen. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: fac.ksu.edu.sa
6. Clark J. Physikalische Eigenschaften von Alkylhalogeniden. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: chem.libretexts.org
7. Dr. Manal K. Rasheed. Organische Halogenide. Abgerufen am 4. Mai 2018 von: comed.uobaghdad.edu.iq