Alogeni

2. Struttura Chimica degli Alogeni

2.1 Configurazione Elettronica

Gli alogeni hanno una configurazione

elettronica che termina in p⁵, il che significa

che possiedono cinque elettroni nel loro

livello di energia più esterno. Questa

configurazione li rende altamente reattivi,

poiché tendono a guadagnare un elettrone

per raggiungere una configurazione

elettronica stabile (simile a quella dei gas

nobili).

2.2 Valenza

Gli alogeni generalmente presentano uno

stato di ossidazione di -1, formando legami

covalenti con altri elementi. Questa capacità

di legarsi con un gran numero di composti

organici permette la formazione di

alogenoidi, che sono composti organici

contenenti alogeni.

2.3 Forma e Stabilità

Gli alogeni possono esistere come molecole

diatomiche (ad esempio, Cl₂, Br₂) in natura.

La stabilità di queste molecole diminuisce

dal fluoro all'astato, con il fluoro che è il più

reattivo e l'astato che è il meno stabile e più

raro.

3. Proprietà Fisiche degli Alogeni

3.1 Stato Fisico

A temperatura ambiente, gli alogeni si

presentano in vari stati fisici:

Fluoro: gas giallo-verde

• Cloro: gas giallo-verde

• Bromo: liquido rosso-bruno

• Iodio: solido blu-violaceo

• Astato: solido radioattivo e raro

• 3.2 Punti di Fusione e di Ebollizione

I punti di fusione e di ebollizione degli

alogeni aumentano con l'aumento della

massa atomica. Ad esempio, i punti di

ebollizione sono:

Fluoro: -188 °C

• Cloro: -34 °C

• Bromo: 59 °C

• Iodio: 184 °C

•

Questa tendenza è attribuita all'aumento

delle forze di Van der Waals con l'aumento

della massa molecolare.

3.3 Solubilità

Gli alogeni sono generalmente poco solubili

in acqua, ma si sciolgono bene in solventi

organici come il benzene e il cloroformio. La

loro solubilità è influenzata dalla polarità

delle molecole di solvente.

3.4 Densità

La densità degli alogeni aumenta con la loro

massa atomica. Ad esempio, il bromo è più

denso dell'acqua, mentre il cloro e il fluoro

sono meno densi.

4. Reazioni Chimiche degli Alogeni

4.1 Reazioni di Alogenazione

Gli alogeni possono reagire con composti

organici in processi di alogenazione, in cui

un atomo di idrogeno viene sostituito da un

atomo di alogeno. Questa reazione è

tipicamente avviata dalla luce o dal calore e

può avvenire in diverse modalità:

Alogenazione diretta: il legame C-H

• viene sostituito da un legame C-X (X =

alogeno).

Alogenazione radicalica: avviene

• attraverso la formazione di radicali liberi,

tipicamente con alogeni come il cloro o il

bromo.

4.2 Reazioni con Metalli

Gli alogeni possono reagire con i metalli

formando sali. Ad esempio, il cloro può

reagire con il sodio per formare cloruro di

sodio (NaCl).

4.3 Acidi Alogenidrici

Gli alogeni reagiscono con acqua formando

acidi alogenidrici, come l'acido cloridrico

(HCl) e l'acido bromidrico (HBr). Questi acidi

sono forti e possono dissociarsi

completamente in soluzione acquosa.

4.4 Alogenazione degli Idrocarburi

Gli alogeni possono alogenare idrocarburi

insaturi (come alcheni e alchini) in reazioni

di addizione, portando alla formazione di

alogenoidi. Questo è un processo importante

nella sintesi di composti organici più

complessi.

5. Metodi di Produzione degli Alogeni

5.1 Fonti Naturali

Gli alogeni possono essere trovati in natura,

sebbene siano generalmente presenti in

piccole quantità. Ad esempio, il cloro è

abbondante nel sale marino (NaCl), mentre

lo iodio è presente in alcuni minerali e alghe

marine.

5.2 Sintesi Chimica

Molti alogeni possono essere sintetizzati

attraverso reazioni chimiche. Ad esempio, il

cloro può essere prodotto tramite l'elettrolisi

della soluzione di cloruro di sodio.

6. Applicazioni degli Alogeni

6.1 Settore Farmaceutico

Gli alogeni sono utilizzati nella sintesi di

molti farmaci, dove le loro proprietà reattive

possono essere sfruttate per modificare le

molecole e migliorare l'attività terapeutica.

6.2 Pesticidi e Disinfettanti

I composti alogenati sono frequentemente

utilizzati come pesticidi e disinfettanti grazie

alla loro capacità di uccidere batteri e

microorganismi. Ad esempio, il cloro è

comunemente utilizzato per disinfettare

l'acqua potabile.

6.3 Materie Plastiche

Gli alogeni, come il cloro e il bromo, sono

impiegati nella produzione di polimeri, come

il PVC (polivinilcloruro), che trova

applicazione in costruzioni, imballaggi e

prodotti per la casa.

6.4 Fluorocarburi

I composti contenenti fluoro, noti come

fluorocarburi, sono utilizzati in refrigeranti,

propellenti per aerosol e solventi. Tuttavia,

molti di questi composti hanno mostrato

effetti dannosi per l'ambiente, come la

riduzione dello strato di ozono.