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Articulo de referencia

Halogen

Astatine is here represented by Uraninite (uranium ore mostly composed of uranium dioxide (UO 2 ) , which contains 238 U , which then decays into astatine among other things. Ch...

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Halógenos
Astatine is here represented by Uraninite (uranium ore mostly composed of uranium dioxide (UO2), which contains 238U, which then decays into astatine among other things. Chlorine and iodine samples were prepared in the lab, while all other samples were obtained commercially from online sellers (e.g. Luciteria, NovaElements, etc...).

The halogens (/ˈhælədʒən,ˈheɪ-,-loʊ-,-ˌdʒɛn/[1][2][3]) are a group in the periodic table consisting of six chemically related elements: fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and the radioactive elements astatine (At) and tennessine (Ts), though some authors[4] would exclude tennessine as its chemistry is unknown and is theoretically expected to be more like that of gallium. In the modern IUPAC nomenclature, this group is known as group 17.[5]

The word "halogen" means "salt former" or "salt maker". When halogens react with metals, they produce a wide range of salts, including calcium fluoride, sodium chloride (common table salt), silver bromide, and potassium iodide.[6]

El grupo de los halógenos es el único grupo de la tabla periódica que contiene elementos en tres de los estados principales de la materia a temperatura y presión estándar , aunque no muy por encima de la temperatura ambiente lo mismo ocurre con los grupos 1 y 15 , suponiendo que el fósforo blanco se toma como estado estándar. [ n 1 ] Todos los halógenos forman ácidos cuando se unen al hidrógeno. La mayoría de los halógenos se producen típicamente a partir de minerales o sales . Los halógenos intermedios —cloro, bromo y yodo— se utilizan a menudo como desinfectantes . Los organobromuros son la clase más importante de retardantes de llama , mientras que los halógenos elementales son peligrosos y pueden ser tóxicos.

Historia

El mineral fluorita se conocía ya en 1529. Los primeros químicos se percataron de que los compuestos de flúor contenían un elemento desconocido, pero no lograron aislarlo. En 1869, George Gore , un químico inglés, hizo pasar una corriente eléctrica a través de ácido fluorhídrico y probablemente produjo flúor, pero no pudo demostrar sus resultados en ese momento. [ 7 ] En 1886, Henri Moissan , un químico parisino, realizó una electrólisis de bifluoruro de potasio disuelto en fluoruro de hidrógeno anhidro y logró aislar flúor. [ 8 ]

El ácido clorhídrico era conocido por los alquimistas y los primeros químicos. Sin embargo, el cloro elemental no se produjo hasta 1774, cuando Carl Wilhelm Scheele calentó ácido clorhídrico con dióxido de manganeso . Scheele denominó a este elemento " ácido muriático desflogistizado ", nombre con el que se conoció el cloro durante 33 años. En 1807, Humphry Davy investigó el cloro y descubrió que se trata de un elemento real. El gas cloro se utilizó como gas venenoso durante la Primera Guerra Mundial . Desplazaba el oxígeno en las zonas contaminadas y sustituía el aire oxigenado común por el gas cloro tóxico. Este gas quemaba los tejidos humanos tanto externa como internamente, especialmente los pulmones, dificultando o imposibilitando la respiración según el nivel de contaminación. [ 8 ]

El bromo fue descubierto en la década de 1820 por Antoine Jérôme Balard . Balard lo descubrió al hacer pasar gas cloro a través de una muestra de salmuera . Inicialmente propuso el nombre de murida para el nuevo elemento, pero la Academia Francesa cambió su nombre a bromo. [ 8 ]

El yodo fue descubierto por Bernard Courtois , quien utilizaba ceniza de algas marinas en un proceso para la fabricación de salitre . Courtois solía hervir la ceniza de algas con agua para generar cloruro de potasio . Sin embargo, en 1811, Courtois añadió ácido sulfúrico a su proceso y descubrió que producía humos púrpuras que se condensaban en cristales negros. Sospechando que estos cristales eran un nuevo elemento, Courtois envió muestras a otros químicos para su investigación. Joseph Gay-Lussac demostró que el yodo era un nuevo elemento . [ 8 ]

En 1931, Fred Allison afirmó haber descubierto el elemento 85 con una máquina magnetoóptica y lo denominó alabamina, pero estaba equivocado. En 1937, Rajendralal De afirmó haber descubierto el elemento 85 en minerales y lo denominó dakina, pero también estaba equivocado. Un intento de descubrir el elemento 85 en 1939 por Horia Hulubei e Yvette Cauchois mediante espectroscopia tampoco tuvo éxito, al igual que un intento ese mismo año por Walter Minder , quien descubrió un elemento similar al yodo resultante de la desintegración beta del polonio . El elemento 85, ahora llamado astato , fue producido con éxito en 1940 por Dale R. Corson , KR Mackenzie y Emilio G. Segrè , quienes bombardearon bismuto con partículas alfa . [ 8 ]

En 2010, un equipo liderado por el físico nuclear Yuri Oganessian, integrado por científicos del JINR , el Laboratorio Nacional de Oak Ridge , el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de Vanderbilt, logró bombardear átomos de berkelio-249 con átomos de calcio-48 para producir tenesino. [ 9 ]

Etimología

En 1811, el químico alemán Johann Schweigger propuso que el nombre "halógeno" —que significa "productor de sal", de αλς [hals] "sal" y γενειν [genein] "engendrar"— reemplazara el nombre "cloro", que había sido propuesto por el químico inglés Humphry Davy . [ 10 ] El nombre de Davy para el elemento prevaleció. [ 11 ] Sin embargo, en 1826, el químico sueco Barón Jöns Jacob Berzelius propuso el término "halógeno" para los elementos flúor, cloro y yodo, que producen una sustancia similar a la sal marina cuando forman un compuesto con un metal alcalino. [ 12 ] [ 13 ]

Los nombres en inglés de estos elementos terminan todos en -ino . El nombre del flúor proviene de la palabra latina fluere , que significa "fluir", porque se derivó del mineral fluorita , que se usaba como fundente en la metalurgia. El nombre del cloro proviene de la palabra griega chloros , que significa "amarillo verdoso". El nombre del bromo proviene de la palabra griega bromos , que significa "hedor". El nombre del yodo proviene de la palabra griega iodes , que significa "violeta". El nombre del astato proviene de la palabra griega astatos , que significa "inestable". [ 8 ] El tenesino recibe su nombre del estado estadounidense de Tennessee , donde se sintetizó.

Características

Químico

Los halógenos flúor, cloro, bromo y yodo son no metales ; las propiedades químicas del astato y el tenesino, dos de  los miembros más pesados ​​del grupo 17, no se han investigado de forma concluyente. Los halógenos muestran tendencias en la energía de enlace químico que se mueven de arriba hacia abajo en la columna de la tabla periódica, con el flúor desviándose ligeramente. Sigue una tendencia a tener la mayor energía de enlace en compuestos con otros átomos, pero tiene enlaces muy débiles dentro de la molécula diatómica F₂ . Esto significa que, más abajo en el grupo  17 de la tabla periódica, la reactividad de los elementos disminuye debido al aumento del tamaño de los átomos. [ 14 ]

Los halógenos son altamente reactivos y, como tales, pueden ser dañinos o letales para los organismos biológicos en cantidades suficientes. Esta alta reactividad se debe a la elevada electronegatividad de los átomos, consecuencia de su alta carga nuclear efectiva . Dado que los halógenos poseen siete electrones de valencia en su nivel de energía más externo, pueden ganar un electrón al reaccionar con átomos de otros elementos para cumplir con la regla del octeto . El flúor es el elemento más reactivo; es el único más electronegativo que el oxígeno, ataca materiales normalmente inertes como el vidrio y forma compuestos con los gases nobles , que suelen ser inertes . Es un gas corrosivo y altamente tóxico. La reactividad del flúor es tal que, si se utiliza o almacena en material de vidrio de laboratorio, puede reaccionar con el vidrio en presencia de pequeñas cantidades de agua para formar tetrafluoruro de silicio (SiF₄ ) . Por lo tanto, el flúor debe manipularse con sustancias como el teflón (que es en sí mismo un compuesto organofluorado ), vidrio extremadamente seco o metales como el cobre o el acero, que forman una capa protectora de fluoruro en su superficie.

La alta reactividad del flúor permite la formación de algunos de los enlaces más fuertes posibles, especialmente con el carbono. Por ejemplo, el teflón es un compuesto de flúor unido al carbono, extremadamente resistente a los ataques térmicos y químicos, y con un alto punto de fusión.

Moléculas

moléculas de halógeno diatómico

Los halógenos estables forman moléculas diatómicas homonucleares . Debido a las fuerzas intermoleculares relativamente débiles, el cloro y el flúor forman parte del grupo conocido como "gases elementales".

Los elementos se vuelven menos reactivos y tienen puntos de fusión más altos a medida que aumenta el número atómico. Los puntos de fusión más altos se deben a las fuerzas de dispersión de London más intensas , resultado de una mayor cantidad de electrones.

compuestos

halogenuros de hidrógeno

Se ha observado que todos los halógenos reaccionan con el hidrógeno para formar haluros de hidrógeno . Para el flúor, el cloro y el bromo, esta reacción se presenta de la siguiente forma:

H₂ + X₂ → 2HX

Sin embargo, el yoduro de hidrógeno y el astaturo de hidrógeno pueden separarse nuevamente en sus elementos constituyentes. [ 16 ]

Las reacciones hidrógeno-halógeno se vuelven gradualmente menos reactivas hacia los halógenos más pesados. Una reacción flúor-hidrógeno es explosiva incluso en la oscuridad y a bajas temperaturas. Una reacción cloro-hidrógeno también es explosiva, pero solo en presencia de luz y calor. Una reacción bromo-hidrógeno es aún menos explosiva; solo lo es al exponerse a las llamas. El yodo y el astato reaccionan solo parcialmente con el hidrógeno, formando equilibrios . [ 16 ]

Todos los halógenos forman compuestos binarios con hidrógeno conocidos como haluros de hidrógeno: fluoruro de hidrógeno (HF), cloruro de hidrógeno (HCl), bromuro de hidrógeno (HBr), yoduro de hidrógeno (HI) y astaturo de hidrógeno (HAt). Todos estos compuestos forman ácidos al mezclarse con agua. El fluoruro de hidrógeno es el único haluro de hidrógeno que forma enlaces de hidrógeno . El ácido clorhídrico, el ácido bromhídrico, el ácido yodhídrico y el ácido hidroastático son ácidos fuertes , pero el ácido fluorhídrico es un ácido débil . [ 17 ]

Todos los haluros de hidrógeno son irritantes . El fluoruro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno son altamente ácidos . El fluoruro de hidrógeno se utiliza como producto químico industrial y es altamente tóxico, causando edema pulmonar y dañando las células. [ 18 ] El cloruro de hidrógeno también es un producto químico peligroso. Inhalar gas con más de cincuenta partes por millón de cloruro de hidrógeno puede causar la muerte en humanos. [ 19 ] El bromuro de hidrógeno es incluso más tóxico e irritante que el cloruro de hidrógeno. Inhalar gas con más de treinta partes por millón de bromuro de hidrógeno puede ser letal para los humanos. [ 20 ] El yoduro de hidrógeno, al igual que otros haluros de hidrógeno, es tóxico. [ 21 ]

halogenuros metálicos

Se sabe que todos los halógenos reaccionan con el sodio para formar fluoruro de sodio , cloruro de sodio , bromuro de sodio , yoduro de sodio y astaturo de sodio. La reacción del sodio calentado con los halógenos produce llamas de color naranja brillante. La reacción del sodio con el cloro se presenta en la siguiente forma:

2Na + Cl 2 → 2NaCl [ 16 ]

El hierro reacciona con el flúor, el cloro y el bromo para formar haluros de hierro(III). Estas reacciones tienen la siguiente forma:

2Fe + 3X 2 → 2FeX 3 [ 16 ]

Sin embargo, cuando el hierro reacciona con el yodo, forma únicamente yoduro de hierro(II) .

Fe + I 2 → FeI 2

La lana de hierro puede reaccionar rápidamente con el flúor para formar el compuesto blanco fluoruro de hierro(III), incluso a bajas temperaturas. Cuando el cloro entra en contacto con un hierro caliente, reaccionan para formar el cloruro de hierro(III) negro . Sin embargo, si las condiciones de reacción son húmedas, esta reacción dará como resultado un producto de color marrón rojizo. El hierro también puede reaccionar con el bromo para formar bromuro de hierro(III) . Este compuesto es de color marrón rojizo en condiciones secas. La reacción del hierro con el bromo es menos reactiva que su reacción con el flúor o el cloro. Un hierro caliente también puede reaccionar con el yodo, pero forma yoduro de hierro(II). Este compuesto puede ser gris, pero la reacción siempre está contaminada con exceso de yodo, por lo que no se conoce con certeza. La reacción del hierro con el yodo es menos vigorosa que su reacción con los halógenos más ligeros. [ 16 ]

compuestos interhalógenos

Los compuestos interhalógenos tienen la forma XY n, donde X e Y son halógenos y n puede ser uno, tres, cinco o siete. Estos compuestos contienen como máximo dos halógenos diferentes. Los interhalógenos grandes, como el ClF₃ , pueden producirse mediante la reacción de un halógeno puro con un interhalógeno más pequeño, como el ClF₂ . Todos los interhalógenos, excepto el IF₇ , pueden producirse mediante la combinación directa de halógenos puros en diversas condiciones. [ 22 ]

Los interhalógenos suelen ser más reactivos que todas las moléculas de halógeno diatómicas, excepto el F₂, debido a que los enlaces interhalógenos son más débiles. Sin embargo, las propiedades químicas de los interhalógenos son prácticamente las mismas que las de los halógenos diatómicos . Muchos interhalógenos constan de uno o más átomos de flúor unidos a un halógeno más pesado. El cloro y el bromo pueden unirse a hasta cinco átomos de flúor, y el yodo a hasta siete. La mayoría de los compuestos interhalógenos son gases covalentes . No obstante, algunos interhalógenos son líquidos, como el BrF₃ , y muchos interhalógenos que contienen yodo son sólidos. [ 22 ]

compuestos organohalogenados

Muchos compuestos orgánicos sintéticos , como los polímeros plásticos , y algunos naturales, contienen átomos de halógeno; estos se conocen como compuestos halogenados o haluros orgánicos . El cloro es, con mucho, el halógeno más abundante en el agua de mar y el único que los humanos necesitan en cantidades relativamente grandes (como iones cloruro). Por ejemplo, los iones cloruro desempeñan un papel fundamental en la función cerebral al mediar la acción del neurotransmisor inhibidor GABA y también son utilizados por el cuerpo para producir ácido estomacal. El yodo es necesario en cantidades traza para la producción de hormonas tiroideas como la tiroxina . Los organohalogenados también se sintetizan mediante la reacción de abstracción nucleofílica . [ 23 ]

compuestos polihalogenados

Los compuestos polihalogenados son compuestos creados industrialmente que contienen múltiples halógenos. Muchos de ellos son muy tóxicos y se bioacumulan en los seres humanos, además de tener un amplio rango de aplicaciones. Entre ellos se incluyen los PCB , los PBDE y los compuestos perfluorados (PFC), así como muchos otros compuestos.

Reacciones

Reacciones con agua

El flúor reacciona vigorosamente con el agua para producir oxígeno (O₂ ) y fluoruro de hidrógeno (HF): [ 24 ]

2 F 2 (g) + 2 H 2 O(l) → O 2 (g) + 4 HF(aq)

El cloro tiene una solubilidad máxima de aproximadamente 7,1 g de Cl₂ por kg de agua a temperatura ambiente (21  °C). [ 25 ] El cloro disuelto reacciona para formar ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso , una solución que puede utilizarse como desinfectante o blanqueador :

Cl 2 (g) + H 2 O(l) → HCl(aq) + HClO(aq)

El bromo tiene una solubilidad de 3,41 g por 100 g de agua, [ 26 ] pero reacciona lentamente para formar bromuro de hidrógeno (HBr) y ácido hipobromoso (HBrO):

Br 2 (g) + H 2 O (l) → HBr (ac) + HBrO (ac)

Sin embargo, el yodo es mínimamente soluble en agua (0,03 g/100 g de agua a 20  °C) y no reacciona con ella. [ 27 ] No obstante, el yodo formará una solución acuosa en presencia de iones yoduro, como por ejemplo al añadir yoduro de potasio (KI), debido a la formación del ion triyoduro .

Físico y atómico

La tabla que aparece a continuación resume las principales propiedades físicas y atómicas de los halógenos. Los datos marcados con signos de interrogación son inciertos o son estimaciones basadas parcialmente en tendencias periódicas en lugar de observaciones.

Dependencia de la temperatura de ebullición o sublimación para halógenos a diversas presiones. La barra vertical indica el punto de fusión.

isótopos

El flúor tiene un isótopo estable y natural , el flúor-19. Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo radiactivo flúor-23, que se produce por desintegración de cúmulos de protactinio-231 . Se han descubierto un total de dieciocho isótopos de flúor, con masas atómicas que van desde 13 hasta 31.

El cloro tiene dos isótopos estables y naturales : el cloro-35 y el cloro-37. Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo cloro-36 , que se produce por espalación del argón-36. Se han descubierto un total de 24 isótopos de cloro, con masas atómicas que van desde 28 hasta 51. [ 8 ]

Existen dos isótopos estables y naturales del bromo : el bromo-79 y el bromo-81. En total, se han descubierto 33 isótopos de bromo, con masas atómicas que van desde 66 hasta 98.

Existe un isótopo estable y natural del yodo , el yodo-127 . Sin embargo, en la naturaleza se encuentran trazas del isótopo radiactivo yodo-129 , que se produce por espalación y por la desintegración radiactiva del uranio en los minerales. Varios otros isótopos radiactivos del yodo también se han creado de forma natural mediante la desintegración del uranio. Se han descubierto un total de 38 isótopos de yodo, con masas atómicas que van desde 108 hasta 145. [ 8 ]

No existen isótopos estables de astato . Sin embargo, existen cuatro isótopos radiactivos de astato que se producen de forma natural mediante la desintegración radiactiva del uranio , el neptunio y el plutonio . Estos isótopos son el astato-215, el astato-217, el astato-218 y el astato-219. Se han descubierto un total de 31 isótopos de astato, con masas atómicas que oscilan entre 191 y 227. [ 8 ]

No existen isótopos estables de tenesino . El tenesino solo tiene dos radioisótopos sintéticos conocidos : tenesino-293 y tenesino-294.

Producción

De izquierda a derecha: cloro , bromo y yodo a temperatura ambiente. El cloro es un gas, el bromo un líquido y el yodo un sólido. El flúor no pudo incluirse en la imagen debido a su alta reactividad , al igual que el astato y el tenesino debido a su radiactividad.

Cada año se producen aproximadamente seis millones de toneladas métricas del mineral fluoruro fluorita . Anualmente se fabrican cuatrocientas mil toneladas métricas de ácido fluorhídrico. El gas flúor se obtiene a partir del ácido fluorhídrico, que se produce como subproducto en la fabricación de ácido fosfórico . Anualmente se fabrican aproximadamente 15 000 toneladas métricas de gas flúor. [ 8 ]

La halita es el mineral que se extrae con mayor frecuencia para obtener cloro, pero también se extraen la carnalita y la silvita . Cada año se producen cuarenta millones de toneladas métricas de cloro mediante la electrólisis de la salmuera . [ 8 ]

Aproximadamente 450 000 toneladas métricas de bromo se producen cada año. El 50% de la producción total de bromo se realiza en Estados Unidos , el 35% en Israel y la mayor parte del resto en China . Históricamente, el bromo se producía añadiendo ácido sulfúrico y polvo blanqueador a la salmuera natural. Sin embargo, en la actualidad, el bromo se produce mediante electrólisis, un método inventado por Herbert Dow . También es posible producir bromo haciendo pasar cloro a través del agua de mar y luego aire a través de ella. [ 8 ]

En 2003, se produjeron 22 000 toneladas métricas de yodo. Chile produce el 40% del yodo total, Japón el 30%, y cantidades menores se producen en Rusia y Estados Unidos. Hasta la década de 1950, el yodo se extraía de las algas marinas . Sin embargo, en la actualidad, el yodo se produce de otras maneras. Una de ellas consiste en mezclar dióxido de azufre con minerales de nitrato , que contienen yodatos . El yodo también se extrae de yacimientos de gas natural . [ 8 ]

Aunque el astato se encuentra en la naturaleza, generalmente se produce bombardeando bismuto con partículas alfa. [ 8 ]

El tenesino se produce utilizando un ciclotrón, fusionando berkelio-249 y calcio-48 para obtener tenesino-293 y tenesino-294.

Aplicaciones

Desinfectantes

Tanto el cloro como el bromo se utilizan como desinfectantes para agua potable, piscinas, heridas recientes, spas, vajilla y superficies. La tintura de yodo también se usa para tratar heridas. Eliminan bacterias y otros microorganismos potencialmente dañinos mediante un proceso conocido como esterilización . Su reactividad también se aprovecha en el blanqueo . El hipoclorito de sodio , que se produce a partir del cloro, es el ingrediente activo de la mayoría de los blanqueadores de telas , y los blanqueadores derivados del cloro se utilizan en la producción de algunos productos de papel .

Iluminación

Las lámparas halógenas son un tipo de lámpara incandescente que utiliza un filamento de tungsteno en bombillas a las que se les añade una pequeña cantidad de un halógeno, como yodo o bromo. Esto permite la producción de lámparas mucho más pequeñas que las bombillas incandescentes no halógenas de la misma potencia . El gas reduce el adelgazamiento del filamento y el ennegrecimiento del interior de la bombilla, lo que resulta en una bombilla con una vida útil mucho mayor. Las lámparas halógenas emiten luz a una temperatura más alta (de 2800 a 3400 kelvin ) con un color más blanco que otras bombillas incandescentes. Sin embargo, esto requiere que las bombillas se fabriquen con cuarzo fundido en lugar de vidrio de sílice para reducir la rotura. [ 39 ]

Componentes del fármaco

En el descubrimiento de fármacos , la incorporación de átomos de halógeno a un fármaco candidato principal da como resultado análogos que suelen ser más lipofílicos y menos solubles en agua. [ 40 ] En consecuencia, los átomos de halógeno se utilizan para mejorar la penetración a través de las membranas lipídicas y los tejidos. Por lo tanto, existe una tendencia a que algunos fármacos halogenados se acumulen en el tejido adiposo . La terapia con yodo radiactivo se puede utilizar para tratar el hipertiroidismo y algunos cánceres de tiroides . [ 41 ]

La reactividad química de los átomos de halógeno depende tanto de su punto de unión al plomo como de la naturaleza del halógeno. Los grupos de halógeno aromáticos son mucho menos reactivos que los grupos de halógeno alifáticos , que pueden presentar una reactividad química considerable. En los enlaces carbono-halógeno alifáticos, el enlace C-F es el más fuerte y, por lo general, menos reactivo que los enlaces C-H alifáticos. Los demás enlaces alifático-halógeno son más débiles, y su reactividad aumenta al descender en la tabla periódica. Suelen ser más reactivos que los enlaces C-H alifáticos. En consecuencia, las sustituciones de halógeno más comunes son los grupos aromáticos de flúor y cloro, que son menos reactivos.

Función biológica

Los aniones fluoruro se encuentran en el marfil, los huesos, los dientes, la sangre, los huevos, la orina y el cabello de los organismos. En cantidades muy pequeñas, los aniones fluoruro pueden ser esenciales para los humanos. [ 42 ] Hay 0,5 miligramos de flúor por litro de sangre humana. Los huesos humanos contienen entre un 0,2 y un 1,2 % de flúor. El tejido humano contiene aproximadamente 50 partes por mil millones de flúor. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene entre 3 y 6 gramos de flúor. [ 8 ]

Los aniones cloruro son esenciales para un gran número de especies, incluidos los humanos. La concentración de cloro en el peso seco de los cereales es de 10 a 20 partes por millón, mientras que en las patatas la concentración de cloruro es del 0,5 %. El crecimiento de las plantas se ve afectado negativamente por niveles de cloruro en el suelo inferiores a 2 partes por millón. La sangre humana contiene un promedio de 0,3 % de cloro. El hueso humano contiene típicamente 900 partes por millón de cloro. El tejido humano contiene aproximadamente entre un 0,2 % y un 0,5 % de cloro. Hay un total de 95 gramos de cloro en un ser humano típico de 70 kilogramos. [ 8 ]

En todos los organismos se encuentra bromo en forma de anión bromuro. No se ha demostrado una función biológica del bromo en los humanos, pero algunos organismos contienen compuestos organobromados . Los humanos suelen consumir entre 1 y 20 miligramos de bromo al día. Normalmente, la sangre humana contiene 5 partes por millón de bromo, los huesos 7 partes por millón y los tejidos 7 partes por millón. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene 260 miligramos de bromo. [ 8 ]

Los humanos suelen consumir menos de 100 microgramos de yodo al día. La deficiencia de yodo puede causar discapacidad intelectual . Los compuestos organoyodados se encuentran en los humanos en algunas glándulas , especialmente en la tiroides , así como en el estómago , la epidermis y el sistema inmunitario . Algunos alimentos que contienen yodo son el bacalao , las ostras , los camarones , el arenque , las langostas , las semillas de girasol , las algas marinas y los champiñones . Sin embargo, no se conoce que el yodo tenga una función biológica en las plantas. Normalmente hay 0,06 miligramos de yodo por litro en la sangre humana, 300 partes por mil millones de yodo en los huesos humanos y de 50 a 700 partes por mil millones de yodo en los tejidos humanos. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene de 10 a 20 miligramos de yodo. [ 8 ]

El astato , aunque muy escaso, se ha encontrado en microgramos en la tierra. [ 8 ] No tiene ninguna función biológica conocida debido a su alta radiactividad, extrema rareza y tiene una vida media de aproximadamente 8 horas para el isótopo más estable.

El tenesino es un producto puramente artificial y no desempeña ninguna otra función en la naturaleza.

Toxicidad

La toxicidad de los halógenos tiende a disminuir hacia los halógenos más pesados. [ 43 ]

El gas flúor es extremadamente tóxico; inhalar flúor a una concentración de 25 partes por millón es potencialmente letal. El ácido fluorhídrico también es tóxico, pudiendo penetrar la piel y causar quemaduras muy dolorosas . Además, los aniones fluoruro son tóxicos, pero no tanto como el flúor puro. El flúor puede ser letal en cantidades de 5 a 10 gramos. El consumo prolongado de flúor por encima de concentraciones de 1,5  mg/L se asocia con un riesgo de fluorosis dental , una condición estética de los dientes. [ 44 ] A concentraciones superiores a 4  mg/L, existe un mayor riesgo de desarrollar fluorosis esquelética , una condición en la que las fracturas óseas se vuelven más comunes debido al endurecimiento de los huesos. Los niveles recomendados actualmente en la fluoración del agua , una forma de prevenir la caries dental , oscilan entre 0,7 y 1,2  mg/L para evitar los efectos perjudiciales del flúor y, al mismo tiempo, obtener sus beneficios. [ 45 ] Las personas con niveles entre los niveles normales y los requeridos para la fluorosis esquelética tienden a tener síntomas similares a la artritis . [ 8 ]

El gas cloro es altamente tóxico. Inhalar cloro a una concentración de 3 partes por millón puede provocar rápidamente una reacción tóxica. Inhalar cloro a una concentración de 50 partes por millón es extremadamente peligroso. Inhalar cloro a una concentración de 500 partes por millón durante unos minutos es letal. Además, inhalar gas cloro es muy doloroso debido a sus propiedades corrosivas. El ácido clorhídrico es el ácido del cloro; si bien es relativamente no tóxico, es altamente corrosivo y libera cloruro de hidrógeno, un gas muy irritante y tóxico, en el aire libre. [ 43 ]

El bromo puro es algo tóxico, pero menos que el flúor y el cloro. Cien miligramos de bromo son letales. [ 8 ] Los aniones bromuro también son tóxicos, pero menos que el bromo. El bromuro tiene una dosis letal de 30 gramos. [ 8 ]

El yodo es algo tóxico, pudiendo irritar los pulmones y los ojos, con un límite de seguridad de 1 miligramo por metro cúbico. Ingerido por vía oral, 3 gramos de yodo pueden ser letales. Los aniones yoduro son en su mayoría no tóxicos, pero también pueden ser mortales si se ingieren en grandes cantidades. [ 8 ]

El astato es radiactivo y, por lo tanto, altamente peligroso, pero no se ha producido en cantidades macroscópicas y, por consiguiente, es muy improbable que su toxicidad sea de gran relevancia para el individuo promedio. [ 8 ]

El tenesino no puede investigarse químicamente debido a su corta vida media, aunque su radiactividad lo haría muy peligroso.

Superhalógeno

Los superhalógenos son cúmulos atómicos con una afinidad electrónica mayor que la del cloro , el átomo con la mayor afinidad electrónica (3,62  eV). El concepto fue formalizado por primera vez por Gennady L. Gutsev y Alexander I. Boldyrev en 1981. [ 46 ] [ 47 ]

Ciertos cúmulos de aluminio poseen propiedades de superátomo. Estos cúmulos se generan como aniones (Al − n con n = 1, 2, 3, ... ) en helio gaseoso y reaccionan con un gas que contiene yodo. Al analizarlos mediante espectrometría de masas, uno de los principales productos de reacción resulta ser Al 13 I − . [ 48 ] Estos cúmulos de 13 átomos de aluminio con un electrón adicional no parecen reaccionar con el oxígeno cuando este se introduce en la misma corriente de gas. Suponiendo que cada átomo libera sus 3 electrones de valencia, esto significa que hay 40 electrones presentes, que es uno de los números mágicos para el sodio e implica que estos números son un reflejo de los gases nobles.

Los cálculos muestran que el electrón adicional se encuentra en el cúmulo de aluminio en la posición directamente opuesta al átomo de yodo. Por lo tanto, el cúmulo debe tener una mayor afinidad electrónica por el electrón que el yodo, y por consiguiente, el cúmulo de aluminio se denomina superhalógeno (es decir, las energías de desprendimiento electrónico vertical de las fracciones que componen los iones negativos son mayores que las de cualquier átomo de halógeno). [ 49 ] El componente del cúmulo en el ion Al 13 I − es similar a un ion yoduro o a un ion bromuro. Se espera que el cúmulo Al 13 I − 2 relacionado se comporte químicamente como el ion triyoduro . [ 50 ] [ 51 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Esto también podría ser cierto para el grupo 12 , aunquelos puntos de fusión y ebullición del copernicio aún son inciertos.
  2. ↑ El número que aparece entre paréntesis se refiere a la incertidumbre de la medición . Esta incertidumbre se aplica a la (s) cifra(s) menos significativa (s) del número anterior(es) al valor entre paréntesis (es decir, contando desde el dígito más a la derecha hacia la izquierda). Por ejemplo,1.007 94 (7) representa1,007 94 ± 0,000 07 , mientras que1.007 94 (72) representa1,007 94 ± 0,000 72 . [ 28 ]
  3. ↑ El peso atómico promedio de este elemento cambia según la fuente del cloro, y los valores entre corchetes son los límites superior e inferior. [ 29 ]
  4. 1 2 El elemento no tiene nucleidos estables , y el valor entre corchetes indica el número másico del isótopo de mayor duracióndel elemento. [ 29 ]

Referencias

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