ハロゲンと水素の特性の違い

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著者: Peter Berry
作成日: 18 Aug. 2021
更新日: 14 11月 2024
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【高校化学】無機化学・非金属元素③ ハロゲン化水素
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一見すると、水素のように見えますが、ハロゲンは同様の元素です。同様の電子配置と分子特性(水素とすべてのハロゲン元素が二原子分子を​​形成します)では、水素とハロゲン元素の間には明らかにある程度の類似点があります。ただし、これらの元素をよく見ると、水素はハロゲン元素とは別にしなければならないことがわかります。

タイプ

水素は独自の特性を持つ単一の元素ですが、ハロゲンは元素の集まりです。フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンの5つの既知のハロゲン元素があります。ハロゲンは周期表のグループ17を占めます。

特徴

水素とハロゲンはすべて非金属元素ですが、動作が大きく異なります。水素は、多くの場合、マイナスの非金属イオンと結合して、酸と有機分子を形成します。一方、ハロゲンは負に帯電したイオンのみを形成し、金属の正イオンと反応して塩のようなイオン化合物を生成します。

類似点

水素とハロゲンの主な類似点は、電子配置にあります。水素の電子シェルには1つの電子があり、そのシェルを満たすために1つの追加の電子が必要です。ハロゲンはすべて、外側の電子殻に7つの電子を持っています。これらの電子シェルはすべて、完了のために8つの電子を必要とするため、ハロゲンも1つの電子を失います。この効果は、水素とハロゲン元素の両方が、外側のエネルギーシェルに1つの電子を追加することにより、マイナスイオンを形成できることです。ただし、水素はまた、その1つの電子を失うことで陽イオンを形成します。ハロゲンはありません。

識別

地球上で最も単純な自然状態では、水素は二原子分子ガス(H2)です。このガスは無臭で無色で可燃性です。ハロゲンのうち、フッ素と塩素のみが、地球上で自然にガス(それぞれF2とCl2)です。両方とも毒性があり、フッ素は緑がかった色ですが、塩素は緑です。他のハロゲンは、本質的に液体(臭素)または固体(ヨウ素およびアスタチン)です。

サイズ

水素とハロゲンの違いの主な根本原因の1つは、関与する原子のサイズです。水素原子はすべての元素の中で最も小さく、1つのプロトンと1つの電子のみで構成されています。対照的に、ハロゲン原子は非常に大きくなる可能性があります。最小のハロゲンはフッ素で、その原子には10個の中性子と9個の陽子と電子があります。最大のハロゲンであるアスタチンには、85個のプロトンと125個の中性子があり、その元素の原子に水素原子のサイズの210倍の質量を与えます。