的卤素是不属于VIIA族或周期表的第17金属元素。它们具有电负性和高电子亲和力，极大地影响了它们与金属键的离子性质。“卤素”一词起源于希腊，意为“成盐剂”。
但是这些卤素是什么？氟（F），氯（Cl），溴（Br），碘（I）以及放射性和短暂元素a（At）。它们反应性强，以至于彼此反应形成双原子分子：F 2，Cl 2，Br 2，I 2和At 2。这些分子的特征在于具有相似的结构特性（线性分子），尽管具有不同的物理状态。
来源：W。Oelen，通过Wikimedia Commons
上图中显示了三种卤素。从左到右：氯，溴和碘。氟和a都不能储存在玻璃容器中，因为后者不能抵抗其腐蚀性。请注意，当卤素从其基团移至碘元素时，其感官特性将如何变化。
氟是一种淡黄色的气体。氯也是，但呈黄绿色；溴是深红色液体；碘，黑色固体，带紫色调；和a，一种深色，有光泽的金属固体。
卤素几乎能够与元素周期表中的所有元素发生反应，甚至与某些稀有气体（例如氙和k）也能发生反应。当它们这样做时，它们可以将原子氧化为最正的氧化态，从而将它们转变为强大的氧化剂。
当它们结合或取代一些原子时，它们还赋予分子特定的特性。这些类型的化合物称为卤化物。实际上，卤化物是卤素的主要天然来源，许多卤化物溶解在海中或为矿物质的一部分。萤石（CaF 2）就是这种情况。
卤素和卤化物都有广泛的用途。从工业或技术到简单地突出某些食物的味道，例如岩盐（氯化钠）。
物理和化学特性
原子量
氟（F）18.99克/摩尔; 氯（Cl）35.45 g / mol; 溴（Br）79.90 g / mol; 碘（I）为126.9克/摩尔，态氮（At）为210克/摩尔，
物理状态
气相 氯气 液体br; 我扎实，扎实。
颜色
F，淡黄棕色；Cl，浅绿色。Br，棕红色；I，紫色和At，金属黑* *（假定）
熔点
F -219.6°C; Cl -101.5°C; Br -7.3°C; I113.7ºC和302ºC。
沸点
F -118.12°C; Cl -34.04°C; Br 58.8°C; 我为184.3ºC ，?为337ºC。
25ºC时的密度
F- 0.0017 g / cm 3；Cl- 0.0032 g / cm 3；Br- 3.102 g / cm 3；I- 4.93克/厘米3和At- 6.2-6.5克/厘米3
水溶性
Cl-0.091mmol / cm 3。Br-0.21mmol / cm 3和I-0.0013mmol / cm 3。
电离能
F- 1,681 kJ / mol；Cl- 1,251 kJ / mol; Br- 1,140 kJ / mol; I- 1.008 kJ / mol和At- 890 kJ / mol。
电负性
F- 4.0；Cl- 3.0；Br-2.8；I- 2.5和At- 2.2。
卤素的化合价壳中有7个电子，因此非常渴望获得电子。另外，卤素原子的原子半径小，原子核对价电子具有很大的吸引力，因此卤素具有高电负性。
反应性
卤素具有很高的反应活性，因此可以解释其毒性。另外，它们是氧化剂。
反应性的降低顺序为：F> Cl> Br> I> At。
自然状态
由于它们的高反应性，卤素原子本质上不是游离的。相反，发现它们形成聚集体或通过共价键连接的双原子分子。
分子结构
卤素在自然界中不以元素原子的形式存在，而是以双原子分子的形式存在。但是，它们都具有线性分子结构的共同点，唯一的区别在于其键的长度和分子间的相互作用。
线性分子XX（X 2）的特征在于不稳定，因为两个原子都强烈地将一对电子吸引向它们。为什么？因为其外层电子具有非常高的有效核电荷Zef。Zef越高，链接XX的距离越小。
随着分子向下移动，Zef变得更弱，这些分子的稳定性提高。因此，反应性的降低顺序为：F 2＞ Cl 2＞ Br 2＞ I 2。然而，将a与氟进行比较是不协调的，因为由于其放射性未知足够稳定的同位素。
分子间相互作用
另一方面，它的分子缺乏偶极矩，是非极性的。这是造成它们弱分子间相互作用的原因，分子间相互作用的唯一潜能是散射力或伦敦力，该力与原子质量和分子面积成比例。
这样，F 2的小分子没有足够的质量或电子来形成固体。不同于I 2，碘分子仍然是可散发出紫色蒸气的固体。
溴代表了两个极端之间的一个中间例子：Br 2分子相互作用足以形成液态。
increasing可能由于其不断增加的金属特性而不会以At 2的形式出现，而是以At原子的形式形成金属键。
关于其颜色（黄色-绿色-黄色-红色-紫色-黑色），最适当的解释是基于分子轨道理论（TOM）。通过吸收波长不断增加的光子，可以克服最后一个完整分子轨道与下一个具有最高能量（反键）的轨道之间的高能距离。
卤化物
卤素反应形成无机或有机卤化物。最著名的是卤化氢：氟化氢（HF），氯化氢（HCl），溴化氢（HBr）和碘化氢（HI）。
它们全部溶解在水中会产生酸溶液。酸度很高，因此HF可以降解任何玻璃容器。此外，它们被认为是合成强酸的原料。
也有所谓的金属卤化物，其化学式取决于金属的化合价。例如，碱金属卤化物具有式MX，其中包括：NaCl，氯化钠；和 KBr，溴化钾；CsF，氟化铯；LiI，碘化锂。
碱土金属，过渡金属或p嵌段金属的卤化物具有式MX n，其中n是金属的正电荷。因此，它们的一些实例是：FeCl 3，三氯化铁；FeCl 3，三氯化铁；FeCl 3，三氯化铁。MgBr 2，溴化镁；AlF 3，三氟化铝；和CuI 2，碘化铜。
但是，卤素也可以与碳原子形成键。因此，它们可以侵入有机化学和生物化学的复杂世界。这些化合物被称为有机卤化物，并具有通式RX，X为任何卤素。
应用领域
氯
在行业中
-溴和氯在纺织工业中用于漂白和处理羊毛，因此避免了湿润时的收缩。
-用作碎石消毒剂和饮用水和水池的净化剂。另外，衍生自氯的化合物还用于洗衣店和造纸工业中。
-可用于制造特殊电池和氯代烃。它也用于肉类，蔬菜，鱼类和水果的加工。而且，氯起杀菌剂的作用。
-用于清洁和脱革皮革，以及漂白纤维素。三氯化氮以前被用作面粉漂白剂和调理剂。
-磷气（COCl 2）被用于许多工业合成过程以及军用气体的生产中。磷是剧毒的，在使用该气体的第一次世界大战中造成大量死亡。
-在杀虫剂和熏蒸剂中也发现了这种气体。
-NaCl是一种非常丰富的盐，用于调味食品以及保护牲畜和家禽。此外，它还可以口服和静脉内用于人体补液中。
在医学上
-与药物结合的卤素原子使它们更具亲脂性。这使药物更容易穿过细胞膜，溶解在组成它的脂质中。
-氯通过与神经递质GABA受体相连的离子通道扩散到中枢神经系统的神经元中，从而产生镇静作用。这是几种抗焦虑药的作用机理。
-HCl存在于胃中，通过创造有利于食品加工的还原性环境进行干预。此外，HCl激活胃蛋白酶，胃蛋白酶是一种启动蛋白质水解的酶，是在肠道中吸收蛋白质材料之前的一个阶段。
其他
-盐酸（HCl）用于清洁浴室，教学和研究实验室以及许多行业。
-PVC（聚氯乙烯）是一种氯乙烯聚合物，用于服装，地砖，电缆，挠性管，管道，充气结构和屋顶瓦片。另外，氯被用作制造其他塑料材料的中间体。
-氯用于提取溴。
-氯甲烷具有麻醉功能。它也用于某些硅酮聚合物的生产以及脂肪，油和树脂的提取。
- 从教学到研究，氯仿（CHCl 3）是许多实验室，尤其是有机化学和生物化学实验室使用的溶剂。
-最后，对于氯，三氯乙烯用于对金属零件进行脱脂。
溴
-溴用于金矿开采过程以及石油和天然气井的钻井。在塑料和天然气工业中用作阻燃剂。溴将火与氧气隔离，从而使火焰熄灭。
-它是制造液压油，冷却和除湿剂以及定型头发的中间体。溴化钾用于制造相纸和相纸。
-溴化钾也被用作抗惊厥药，但是由于盐可能会引起神经功能障碍，因此减少了使用。另外，它的另一个常见用途是作为一种芯片，用于通过红外光谱法测量固体样品。
-溴化物存在于用于治疗肺炎的药物中。另外，将溴化合物掺入用于治疗阿尔茨海默氏病的试验中的药物中。
-溴用于减少以煤炭为燃料的发电厂的汞污染。它也用于纺织工业中，以制造不同颜色的染料。
-甲基溴被用作土壤和家庭熏蒸的农药，但是其对臭氧的破坏作用限制了其使用。
-卤素灯是白炽灯，加入少量的溴和碘可以减小灯泡的尺寸。
碘
-碘参与甲状腺的功能，甲状腺是人体新陈代谢的调节激素。甲状腺分泌激素T3和T4，它们作用于其靶器官。例如，对心肌的激素作用导致血压和心率增加。
-此外，碘被用来识别淀粉的存在。碘化银是用于照片冲洗的试剂。
氟
-将一些氟化物添加到牙膏中以防止蛀牙。氟化物的衍生物存在于各种麻醉剂中。在制药工业中，氟化物被掺入药物中以研究其对人体影响的可能改善。
-氢氟酸用于蚀刻玻璃。也用于生产哈龙（灭火气体，如氟利昂）。氟化合物用于铝的电解中以实现其纯化。
-抗反射涂层包含氟化合物。它用于制造等离子屏幕，平面屏幕和微机电系统。某些陶瓷所用的粘土中也存在氟。
阿斯塔图斯
认为a可能有助于碘调节甲状腺功能。同样，其放射性同位素（210 At）已用于小鼠的癌症研究中。
参考文献
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