Քիմիա․Հալոգեններ

1. Ինչո՞ւ  են 7- րդ  խմբի  գլխավոր  ենթախմբի  տարրերին   անվանում  «հալոգեններ»,  ո՞ր  տարրերն  են  դրանք  բնութագրեք այդ տարրերը:
7-րդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերը կոչվում են «հալոգեններ»։ Հալոգենները պարբերական համակարգի 17-րդ խմբի (VIIA) ոչ մետաղական տարրերի խումբ են։ Այս խմբի տարրերն են՝ ֆտորը (F), քլորը (Cl), բրոմը (Br), յոդը (I) և աստատինը (At):
Այս տարրերը ունեն որոշակի ընդհանուր բնութագրեր.
Հալոգեններն ունեն յոթ էլեկտրոն իրենց ամենավերջին էներգիայի մակարդակում, ինչը նրանց տալիս է մեկ էլեկտրոն ստանալու միտում՝ կայուն, լրիվ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի հասնելու համար: Սա նրանց դարձնում է բարձր ռեակտիվ:
Հալոգեններն ունեն բարձր էլեկտրաբացասականություն, ինչը նշանակում է, որ միացություններ ստեղծելիս նրանք ունեն էլեկտրոններ ներգրավելու և ձեռք բերելու ուժեղ միտում:
Իրենց տարրական վիճակում հալոգենները գոյություն ունեն որպես երկատոմային մոլեկուլներ (F2, Cl2, Br2, I2, At2), որտեղ նույն հալոգենի երկու ատոմները կապված են միմյանց:
Հալոգենները սենյակային ջերմաստիճանում ցուցադրում են մի շարք ֆիզիկական վիճակներ՝ գազերից (ֆտոր և քլոր) մինչև հեղուկ (բրոմ) և պինդ նյութեր (յոդ և աստատին): Դրանք նաև տարբերվում են գույնից՝ ֆտորը գունատ դեղին գազ է, քլորը՝ կանաչադեղնավուն գազ, բրոմը՝ կարմրավուն շագանակագույն հեղուկ, յոդը՝ մանուշակագույն պինդ, իսկ աստատինը՝ հազվադեպ դիտվող և բարձր ռադիոակտիվ տարր։
Հալոգենները շատ ռեակտիվ են և հեշտությամբ միացություններ են առաջացնում մետաղների հետ՝ ստեղծելով իոնային աղեր, որոնք հայտնի են որպես հալոգենիդներ: Օրինակ, նատրիումի քլորիդը (NaCl) սովորական հալոգենիդ է, որը ձևավորվում է նատրիումի և քլորի ռեակցիայի արդյունքում։
Որոշ հալոգեններ, ինչպիսիք են ֆտորը և քլորը, թունավոր են իրենց տարրական ձևերով: Այնուամենայնիվ, դրանց միացությունները էական դեր են խաղում տարբեր կենսաբանական գործընթացներում:
Հալոգենները կարող են տեղաշարժվել իրենց միացություններից, ընդ որում ավելի ռեակտիվ հալոգենը իր աղի լուծույթից տեղափոխում է ավելի քիչ ռեակտիվ հալոգեն:

2. Հալոգենները  ինչպիսի՞ միացությունների  ձևով  են տարածված  բնության մեջ,  գրեք  օրինակներ…
NaCl, Naf, CaCl2, KBr, Agl, HCl, PTFE, Քլորոֆիլը՝ բույսերի կանաչ պիգմենտը, որը պատասխանատու է ֆոտոսինթեզի համար, իր կենտրոնում պարունակում է մագնեզիում, և դրա կառուցվածքը ներառում է պորֆիրին օղակ՝ ազոտով, ջրածնով, ածխածնով և թթվածնով:

3. Ինչո՞ւ են  հալոգենները  համարվում  կենսական  տարրեր, թվարկեք  հալոգենների  միացությունների դերը  մարդու  օրգանիզմում….
Թեև հալոգենները սովորաբար չեն համարվում «կենսական տարրեր» այնպես, ինչպես էական տարրերը, ինչպիսիք են ածխածինը, ջրածինը, ազոտը, թթվածինը, ֆոսֆորը և ծծումբը, նրանք կարևոր դեր են խաղում մարդու մարմնի տարբեր կենսաբանական և ֆիզիոլոգիական գործընթացներում: Մարդու մարմնում հալոգեն միացությունների դերի մի քանի օրինակ.

Յոդ (I):
Յոդը վահանաձև գեղձի հորմոնների կարևոր բաղադրիչն է, ինչպիսիք են թիրոքսինը (T4) և տրիյոդթիրոնինը (T3): Այս հորմոնները առանցքային դեր են խաղում նյութափոխանակությունը կարգավորելու և նյարդային համակարգի զարգացման և աշխատանքի վրա ազդելու գործում:

Ֆտոր (F):
Ֆտորիդային միացությունները, ինչպիսիք են ատամի մածուկի մեջ հայտնաբերվածները և ավելացված ջրի պաշարներին, օգնում են կանխել ատամների քայքայումը՝ ամրացնելով ատամի էմալը և դարձնելով այն ավելի դիմացկուն բակտերիաների թթվային հարձակումներին:

Քլոր (Cl) և բրոմ (Br):
Ենթադրվում է, որ քլորը և բրոմը դեր են խաղում իմունային համակարգում՝ մասնակցելով հակամարմինների և իմունային պատասխանների արտադրությանը: Այնուամենայնիվ, կոնկրետ մեխանիզմները լիովին հասկանալի չեն:

Հակամանրէային գործողություն
Հալոգենները, հատկապես քլորը և յոդը, օգտագործվում են որպես ախտահանիչներ՝ բակտերիաների, վիրուսների և այլ միկրոօրգանիզմների ոչնչացման համար: Քլորը սովորաբար օգտագործվում է ջրի մաքրման համար, իսկ յոդը օգտագործվում է հակասեպտիկների համար:

Սննդանյութերի տեղափոխում
Սովորական կերակրի աղը, որը բաղկացած է նատրիումից և քլորից, կարևոր է մարմնում էլեկտրոլիտային հավասարակշռությունը պահպանելու համար: Նատրիումը շատ կարևոր է նյարդերի աշխատանքի, մկանների կծկումների և հեղուկի պատշաճ հավասարակշռության պահպանման համար:

Հալոգենացված Դեղագործություն
Հակաբիոտիկներ և հակասեպտիկներ. որոշ դեղագործական միջոցներ պարունակում են հալոգեններ, ինչպիսիք են քլորը կամ յոդը, որպեսզի ուժեղացնեն դրանց հակամանրէային հատկությունները: Օրինակ՝ որոշ հակաբիոտիկներ և հակասեպտիկներ օգտագործում են հալոգեններ՝ վարակների դեմ պայքարում դրանց արդյունավետությունը բարձրացնելու համար:

4. Գրեք   հալոգենների   ատոմների  բաղադրությունը   և  կառուցվածքը:
Ֆտոր (F):
Բաղադրությունը. ֆտորն ունի 9 էլեկտրոն։ Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան 1s² 2s² 2p5 է:
Կառուցվածք. Ֆտորն իր տարրական ձևով երկատոմիկ է (F2), ինչը նշանակում է, որ այն գոյություն ունի որպես F-F մոլեկուլներ:

Քլոր (Cl):
Բաղադրությունը. քլորն ունի 17 էլեկտրոն։ Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան 1s² 2s² 2p6 3s² 3p5 է:
Կառուցվածք. Ֆտորի նման, քլորն էլ իր տարրական ձևով երկատոմ է (Cl2): Այն կազմում է մեկ կովալենտային կապ երկու քլորի ատոմների միջև՝ յուրաքանչյուր ատոմից կիսելով մեկ էլեկտրոն։

Բրոմ (Br):
Բաղադրությունը. բրոմն ունի 35 էլեկտրոն։ Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d¹0 4p5 է:
Կառուցվածք. Բրոմը նաև երկատոմիկ է իր տարերային ձևով (Br2): Այն կազմում է մեկ կովալենտային կապ երկու բրոմի ատոմների միջև՝ յուրաքանչյուր ատոմից կիսելով մեկ էլեկտրոն։

Յոդ (I):
Բաղադրությունը. յոդն ունի 53 էլեկտրոն։ Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d¹0 4p6 5s² 4d10 5p5 է:
Կառուցվածք. Յոդն իր տարրական ձևով երկատոմ է (I2), որը ձևավորում է մեկ կովալենտային կապ երկու յոդի ատոմների միջև՝ յուրաքանչյուր ատոմից մեկ էլեկտրոն կիսելով:

Աստատին (At):
Բաղադրությունը. Աստատինը ռադիոակտիվ տարր է, և նրա ամենակայուն իզոտոպն ունի 85 էլեկտրոն:
Կառուցվածքը. Ինչպես մյուս հալոգենները, ակնկալվում է, որ աստատինը իր տարրական վիճակում ձևավորում է երկատոմային մոլեկուլներ (At2): Այնուամենայնիվ, իր սակավության և ռադիոակտիվության պատճառով նրա հատկությունները ավելի քիչ են ուսումնասիրված այլ հալոգենների համեմատ։

5. Ինչպիսի՞  վալենտականություն  և   օքսիդացման      աստիճան  են  ցուցաբերում  քլորը  միացություններում, գրեք  օրինակներ…
Քլորը սովորաբար ցուցադրում է 1 վալենտություն և կարող է ցույց տալ միացություններում օքսիդացման տարբեր աստիճաններ: Քլորի օքսիդացման ամենատարածված վիճակներն են -1, 0, +1, +3, +5 և +7: Ահա քլորի միացությունների օրինակներ տարբեր օքսիդացման վիճակներով.

Քլորի գազ (Cl2):
Օքսիդացման վիճակ՝ 0
Վալենտություն՝ 1:

Հիդրոքլորային թթու (HCl):
Օքսիդացման վիճակ՝ -1
Վալենտություն՝ 1:

Քլորը նատրիումի քլորիդում (NaCl):
Օքսիդացման վիճակ՝ -1
Վալենտություն՝ 1:

Քլորը նատրիումի հիպոքլորիտում (NaClO)
Օքսիդացման վիճակը՝ +1
Վալենտություն՝ 1:

Քլորը քլորի երկօքսիդում (ClO2):
Օքսիդացման վիճակ՝ +4, -1
Վալենտություն՝ 2:

Քլորը պերքլորային թթուում (HClO4).
Օքսիդացման վիճակ՝ +7, -2
Վալենտություն՝ 1:

6. Թվարկեք   հալոգեն  պարզ  նյութերի  ֆիզիկաքիմիական  հատկությունները:
Պարզ հալոգեն նյութերը վերաբերում են հալոգենների տարրական ձևերին, որոնք ներառում են ֆտոր (F2), քլոր (Cl2), բրոմ (Br2), յոդ (I2) և աստատին (At2): Ահա մի քանի ֆիզիկաքիմիական հատկություններ, որոնք սովորաբար կապված են այս պարզ հալոգեն նյութերի հետ.

Ֆիզիկական վիճակ
Ֆտոր (F2) և քլոր (Cl2)՝ գազեր սենյակային ջերմաստիճանում և ճնշման տակ:
Բրոմ (Br2): Հեղուկ սենյակային ջերմաստիճանում, հստակ կարմրավուն շագանակագույն գույնով:
Յոդ (I2): Պինդ է սենյակային ջերմաստիճանում՝ ձևավորելով փայլուն մանուշակագույն-սև բյուրեղներ:
Աստատին (At2): Աստատինը սովորաբար համարվում է ասատին (I) և աստատին (V), և նրա ֆիզիկական վիճակը կարող է տարբեր լինել: Այն հաճախ համարվում է հալոգեն, բայց շատ հազվադեպ է և շատ ռադիոակտիվ:

Հալման և եռման կետերը
Ֆտոր (F2) և քլոր (Cl2): Ունեն ցածր հալման և եռման ջերմաստիճան սենյակային ջերմաստիճանում իրենց գազային բնույթի պատճառով:
Բրոմ (Br2): Ունի ցածր հալման կետ, բայց ավելի բարձր եռման կետ՝ համեմատած ֆտորի և քլորի հետ, ինչը թույլ է տալիս այն գոյություն ունենալ որպես հեղուկ սենյակային ջերմաստիճանում:
Յոդ (I2): Ունի հալման և եռման ավելի բարձր ջերմաստիճան՝ համեմատած բրոմի հետ, որն առկա է որպես պինդ սենյակային ջերմաստիճանում:

Գույն
Ֆտոր (F2)՝ գունատ դեղին գազ:
Քլոր (Cl2)՝ կանաչադեղնավուն գազ:
Բրոմ (Br2)՝ կարմիր շագանակագույն հեղուկ:
Յոդ (I2): Մանուշակագույն-սև պինդ:

Լուծելիություն
Ֆտոր (F2) և քլոր (Cl2): Ջրում շատ լուծելի են՝ առաջացնելով թթվային լուծույթներ:
Բրոմ (Br2): Մի փոքր լուծելի է ջրում, բայց ավելի լուծվող օրգանական լուծիչներում:
Յոդ (I2): Ջրում չլուծվող, բայց օրգանական լուծիչներում լուծվող՝ առաջացնելով մանուշակագույն լուծույթ:

Ռեակտիվություն
Ֆտոր (F2): Բարձր ռեակտիվ, հաճախ համարվում է հալոգեններից ամենաակտիվը:
Քլոր (Cl2): Ռեակտիվ, բայց ավելի քիչ, քան ֆտորը:
Բրոմ (Br2): Ավելի քիչ ռեակտիվ, քան քլորը և ֆտորը:
Յոդ (I2): Հալոգենների մեջ ամենաքիչը ռեակտիվ է նորմալ պայմաններում:

Էլեկտրոնեգատիվություն
Ֆտոր (F2): Հալոգենների մեջ ամենաբարձր էլեկտրաբացասականությունը:
Քլոր (Cl2): Բարձր էլեկտրաբացասականություն:
Բրոմ (Br2): Ավելի ցածր էլեկտրաբացասականություն, քան քլորը:
Յոդ (I2)՝ հալոգենների մեջ ամենացածր էլեկտրաբացասականությունը:

Կապակցում
Ձևավորում են երկատոմային մոլեկուլներ. Բոլոր հալոգենները ձևավորում են երկատոմային մոլեկուլներ իրենց տարերային վիճակներում (F2, Cl2, Br2, I2):

7. Որտե՞ղ  են  կիրառում   քլորը   և  նրա  միացությունները:
Քլորը և նրա միացությունները ունեն կիրառման լայն շրջանակ տարբեր ոլորտներում՝ իրենց յուրահատուկ քիմիական հատկությունների շնորհիվ: Քլորի և նրա միացությունների ընդհանուր օգտագործումից մի քանիսը ներառում են.

Ջրի բուժում
Քլորը լայնորեն օգտագործվում է որպես ախտահանիչ՝ խմելու ջրի և կեղտաջրերի մաքրման կայաններում բակտերիաների, վիրուսների և այլ միկրոօրգանիզմների ոչնչացման համար: Այն օգնում է ապահովել ջրի մատակարարման անվտանգությունն ու խմելու հնարավորությունը:

Լողավազանի ախտահանում
Քլորի միացությունները, ինչպիսիք են նատրիումի հիպոքլորիտը և կալցիումի հիպոքլորիտը, սովորաբար օգտագործվում են լողավազանները ախտահանելու և ջրի որակը պահպանելու համար:

Սպիտակեցնող նյութեր
Քլորի միացությունները, ներառյալ քլորի գազը, նատրիումի հիպոքլորիտը (սպիտակեցնող նյութ) և քլորի երկօքսիդը, օգտագործվում են որպես սպիտակեցնող նյութեր ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերության, տեքստիլի և տարբեր քիմիական նյութերի արտադրության մեջ:

ՊՎՔ (պոլիվինիլքլորիդ) արտադրություն
Քլորը հիմնական բաղադրիչն է ՊՎՔ-ի արտադրության մեջ, որը բազմակողմանի պլաստիկ է, որը լայնորեն օգտագործվում է շինարարության, խողովակների, էլեկտրական մալուխների և այլ ծրագրերում:

Քիմիական Արտադրություն
Քլորն օգտագործվում է որպես ռեակտիվ տարբեր քիմիական նյութերի, այդ թվում՝ լուծիչների, թունաքիմիկատների, հերբիցիդների և դեղագործական նյութերի արտադրության մեջ:

Քլորացված լուծիչների արտադրություն
Քլորացված լուծիչները, ինչպիսիք են ածխածնի տետրաքլորիդը և տրիքլորէթիլենը, օգտագործվում են արդյունաբերական գործընթացներում, ինչպիսիք են մաքրումը և յուղազերծումը:

Քլորֆտորածխածինների (CFCs) արտադրություն
Թեև CFC-ների օգտագործումը աստիճանաբար դադարեցվել է օզոնային շերտի վրա դրանց ազդեցության պատճառով, դրանք ժամանակին լայնորեն օգտագործվում էին որպես սառնագենտներ և շարժիչներ աերոզոլային արտադրանքներում:

Ախտահանումը առողջապահության ոլորտում
Քլորի վրա հիմնված ախտահանիչները և հակասեպտիկները օգտագործվում են առողջապահական հաստատություններում՝ բժշկական սարքավորումները, մակերեսները և որպես վերքերի խնամքի միջոցների բաղադրիչ մանրէազերծելու համար:

Օրգանական սինթեզ
Քլորի միացություններն օգտագործվում են օրգանական սինթեզի ռեակցիաներում՝ քլորի ատոմները տարբեր օրգանական մոլեկուլների մեջ ներմուծելու համար։

Դեղագործություն
Քլորն օգտագործվում է որոշ դեղագործական նյութերի սինթեզում, և քլորի միացությունները կարող են լինել ակտիվ բաղադրիչներ կամ միջանկյալներ դեղագործական արտադրության մեջ:

Սննդի վերամշակում
Քլորի միացություններն օգտագործվում են սննդի արդյունաբերության մեջ սննդի վերամշակման սարքավորումները մաքրելու և ախտահանելու, ինչպես նաև սննդի պատրաստման տարածքների մակերեսները մաքրելու համար:

8. Որտե՞ղ  են  կիրառում աղաթթուն  և  նրա  աղերը, ի՞նչ  է  ժավելաջուրը…,  ի՞նչ  է  քլորակիրը…
1. Հիդրոքլորային թթու (HCl) և դրա աղերը.. 
Հիդրոքլորային թթուն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերական գործընթացներում, ինչպիսիք են թթու դնելը և մետաղական մակերեսները մաքրելը, կաթսաներից կեղևը հեռացնելը և տարբեր քիմիական նյութերի արտադրության մեջ:
Քիմիական արտադրություն. այն սովորական ռեագենտ է տարբեր քիմիական նյութերի, ներառյալ դեղագործական, ներկանյութերի և պարարտանյութերի սինթեզում:
pH-ի վերահսկում. հիդրոքլորային թթուն օգտագործվում է ջրի մաքրման գործընթացներում pH-ը կարգավորելու համար, ներառյալ խմելու և կեղտաջրերի մաքրումը:

Քլորիդ աղեր (օրինակ՝ նատրիումի քլորիդ).
Սովորական աղը (նատրիումի քլորիդ) օգտագործվում է որպես համեմունք և կոնսերվանտ սննդի արդյունաբերության մեջ:
Սառույցը. նատրիումի քլորիդը կիրառվում է որպես ճանապարհային աղ՝ ճանապարհներին և մայթերին սառույցը և ձյունը հալեցնելու համար:
Քլորիդային աղերն օգտագործվում են տարբեր քիմիական նյութերի, այդ թվում՝ նատրիումի հիդրօքսիդի և քլորի արտադրության մեջ:

2. Քլորացված ջուր
Քլորացված ջուրը վերաբերում է ջրին, որը մշակվել է քլորով կամ քլորի միացություններով՝ այն ախտահանելու համար: Այս բուժումը սպանում կամ ապաակտիվացնում է բակտերիաները, վիրուսները և այլ միկրոօրգանիզմները՝ ջուրն անվտանգ դարձնելով սպառման համար:
Լողավազաններ. քլորը սովորաբար օգտագործվում է լողավազանի ջուրը ախտահանելու համար՝ կանխելով վնասակար միկրոօրգանիզմների աճը:

9. Կարելի՞ է  խմելու   ջուրը   ախտահանել  քլորով, պատասխանը  հիմնավորեք…
Այո, խմելու ջուրը կարող է արդյունավետ կերպով ախտահանվել քլորով, և այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է ջրի մաքրման համար ամբողջ աշխարհում: Քլորը հզոր ախտահանիչ է, որն օգնում է վերացնել կամ ապաակտիվացնել ջրում առկա վնասակար միկրոօրգանիզմները՝ դարձնելով այն անվտանգ մարդկանց օգտագործման համար:
Մի քանի պատճառներ, որոնք արդարացնում են խմելու ջրի ախտահանման համար քլորի օգտագործումը.

Մանրէաբանական ինակտիվացում
Քլորը շատ արդյունավետ է մի շարք միկրոօրգանիզմների, այդ թվում՝ բակտերիաների, վիրուսների և մակաբույծների ակտիվացման համար: Այն խաթարում է նրանց բջջային թաղանթները և կենսաքիմիական պրոցեսները՝ կանխելով դրանք ջրային հիվանդություններ առաջացնելուց:

Մնացորդային ախտահանում
Քլորն ապահովում է մնացորդային ախտահանում, ինչը նշանակում է, որ այն մնում է ջրի բաշխման համակարգում, որպեսզի շարունակի կանխել միկրոօրգանիզմների աճը: Սա շատ կարևոր է ջրի անվտանգության պահպանման համար, երբ այն անցնում է մաքրման կայանից դեպի սպառողներ:

Եվ այլն….

10. Աղաթթվի  ո՞ր  աղի  0.9%-֊անոց  ջրային  լուծույթն  է  կոչվում «ֆիզիոլոգիական         լուծույթ»:   1 կգ   ֆիզիոլոգիական  լուծույթ  պատրաստելու  համար   քանի՞ գրամ        աղ  և  ջուր  պետք  է  վերցնել:
1000 գրամի 0,9%-ը  = 9 գրամ է։
1000 գրամ – 9 գրամ = 991 գրամ։
1 կգ (1000 գրամ) ֆիզիոլոգիական աղի պատրաստման համար անհրաժեշտ կլինի 9 գրամ աղ և 991 գրամ ջուր։