Halojen

Halojenler ⓘ
Öğeye göre adlandırma	flor grubu
Önemsiz isim	halojenler
CAS grup numarası; (ABD, desen A-B-A)	VIIA
eski IUPAC numarası; (Avrupa, desen A-B)	VIIB
↓ Dönem
2	Flor (F); 9 Halojen
3	Klor (Cl); 17 Halojen
4	Brom (Br); 35 Halojen
5	İyot (I); 53 Halojen
6	Astatin (At); 85 Halojen
7	Tennessine (Ts); 117 Halojen
	ilkel element
	çürümeden gelen element
	Sentetik
	Atom numarası rengi:
	siyah=katı, yeşil=sıvı, kırmızı=gaz
	v; t; e;

Halojenler (/ˈhælədʒən, ˈheɪ-, -loʊ-, -ˌdʒɛn/) periyodik tabloda kimyasal olarak ilişkili beş veya altı elementten oluşan bir gruptur: florin (F), klorin (Cl), bromin (Br), iyot (I) ve astatin (At). Yapay olarak yaratılan 117 numaralı element olan tennessin (Ts) de bir halojen olabilir. Modern IUPAC isimlendirmesinde bu grup 17. grup olarak bilinir. ⓘ

"Halojen" kelimesi "tuz oluşturucu" anlamına gelmektedir. Halojenler metallerle reaksiyona girdiğinde, kalsiyum florür, sodyum klorür (yaygın sofra tuzu), gümüş bromür ve potasyum iyodür dahil olmak üzere çok çeşitli tuzlar üretirler. ⓘ

Halojenler grubu, standart sıcaklık ve basınçta maddenin ana hallerinden üçünde element içeren tek periyodik tablo grubudur. Tüm halojenler hidrojene bağlandıklarında asit oluştururlar. Halojenlerin çoğu tipik olarak minerallerden veya tuzlardan üretilir. Orta halojenler -klor, brom ve iyot- genellikle dezenfektan olarak kullanılır. Organobromidler en önemli alev geciktirici sınıfıdır, element halojenler ise tehlikelidir ve toksik olabilir. ⓘ

Grup	17 ⓘ
Blok	7
Periyot
2	9 F
3	17 Cl
4	35 Br
5	53 I
6	85 At
7	117 Uus

Halojenler, periyodik tablonun 7A grubunda bulunan, tepkimeye eğilimli ametallerdir. Bu gruptaki elementlerin hepsinin elektronegatifliği yüksektir. Elektron alma eğilimi en yüksek olan elementlerdir. Doğada elementel olarak değil, mineraller halinde bulunurlar. Element halinde 2 atomlu moleküllerden oluşurlar. Oda koşullarında flor ve klor gaz, brom sıvı, iyotsa katı haldedir. Erime ve kaynama noktaları grupta aşağıdan yukarıya doğru azalır. Zehirli ve tehlikeli elementler olarak bilinirler.Halojenler metallerle reaksiyona girerek iyonik tuzları oluştururlar. ⓘ

Tarihçe

Flor minerali florospar 1529 gibi erken bir tarihte biliniyordu. İlk kimyagerler flor bileşiklerinin keşfedilmemiş bir element içerdiğini fark etmiş, ancak bunu izole edememişlerdir. 1860 yılında İngiliz kimyager George Gore, hidroflorik asitten elektrik akımı geçirdi ve muhtemelen flor üretti, ancak o sırada sonuçlarını kanıtlayamadı. 1886'da Paris'te bir kimyager olan Henri Moissan, susuz hidrojen florür içinde çözünmüş potasyum biflorür üzerinde elektroliz gerçekleştirdi ve florini başarıyla izole etti. ⓘ

Hidroklorik asit simyacılar ve ilk kimyacılar tarafından biliniyordu. Ancak, Carl Wilhelm Scheele'nin hidroklorik asidi manganez dioksit ile ısıttığı 1774 yılına kadar elementel klor üretilmemiştir. Scheele bu elementi "dephlogisticated muriatic acid" olarak adlandırdı ve klor 33 yıl boyunca bu şekilde bilindi. 1807 yılında Humphry Davy kloru araştırdı ve onun gerçek bir element olduğunu keşfetti. Klor, hidroklorik asit ve bazı durumlarda sülfürik asit ile birleşerek I. Dünya Savaşı sırasında zehirli bir gaz olan klor gazını oluşturmuştur. Kirlenmiş alanlarda oksijenin yerini almış ve normal oksijenli havanın yerini zehirli klor gazı almıştır. Bu gaz insan dokusunu dıştan ve içten, özellikle de akciğerleri yakarak kirlilik seviyesine bağlı olarak nefes almayı zorlaştırıyor ya da imkansız hale getiriyordu. ⓘ

Brom 1820'lerde Antoine Jérôme Balard tarafından keşfedilmiştir. Balard bromu bir tuzlu su örneğinden klor gazı geçirerek keşfetmiştir. Başlangıçta yeni element için murid adını önerdi, ancak Fransız Akademisi elementin adını brom olarak değiştirdi. ⓘ

İyot, güherçile üretim sürecinin bir parçası olarak deniz yosunu külü kullanan Bernard Courtois tarafından keşfedildi. Courtois genellikle deniz yosunu külünü suyla kaynatarak potasyum klorür elde ediyordu. Ancak 1811'de Courtois prosesine sülfürik asit ekledi ve prosesinin siyah kristaller halinde yoğunlaşan mor dumanlar ürettiğini gördü. Bu kristallerin yeni bir element olduğundan şüphelenen Courtois, araştırma için diğer kimyagerlere örnekler gönderdi. İyotun yeni bir element olduğu Joseph Gay-Lussac tarafından kanıtlandı. ⓘ

1931'de Fred Allison, manyeto-optik bir makine ile 85 numaralı elementi keşfettiğini iddia etti ve elemente Alabamine adını verdi, ancak yanıldı. 1937'de Rajendralal De, minerallerde 85 numaralı elementi keşfettiğini iddia etti ve elemente dakine adını verdi, ancak o da yanıldı. Horia Hulubei ve Yvette Cauchois tarafından 1939'da spektroskopi yoluyla 85 elementini keşfetme girişimi de başarısız oldu, aynı yıl Walter Minder tarafından polonyumun beta bozunmasından kaynaklanan iyot benzeri bir element keşfetme girişimi de başarısız oldu. Günümüzde astatin olarak adlandırılan 85 numaralı element, 1940 yılında bizmutu alfa parçacıklarıyla bombardıman eden Dale R. Corson, K.R. Mackenzie ve Emilio G. Segrè tarafından başarıyla üretilmiştir. ⓘ

2010 yılında, JINR, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Vanderbilt Üniversitesi'nden bilim insanlarını içeren nükleer fizikçi Yuri Oganessian liderliğindeki bir ekip, tennessin-294 yapmak için berkelyum-249 atomlarını kalsiyum-48 atomlarıyla başarılı bir şekilde bombaladı. 2022 itibariyle keşfedilen en yeni elementtir. ⓘ

Etimoloji

1811 yılında Alman kimyager Johann Schweigger, İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından önerilen "klor" isminin yerine αλς [als] "tuz" ve γενειν [genein] "doğurmak" kelimelerinden oluşan ve "tuz üreticisi" anlamına gelen "halojen" ismini önerdi. Davy'nin element için önerdiği isim geçerli oldu. Ancak 1826 yılında İsveçli kimyager Baron Jöns Jacob Berzelius, bir alkali metal ile bileşik oluşturduklarında deniz tuzu benzeri bir madde üreten flor, klor ve iyot elementleri için "halojen" terimini önerdi. ⓘ

Bu elementlerin isimlerinin hepsinde -ine eki bulunmaktadır. Florun adı Latince "akmak" anlamına gelen fluere kelimesinden gelir, çünkü metal işlemede akı olarak kullanılan florit mineralinden türetilmiştir. Klor'un adı Yunanca "yeşilimsi sarı" anlamına gelen chloros kelimesinden gelmektedir. Brom'un adı Yunanca "pis koku" anlamına gelen bromos kelimesinden gelmektedir. İyot'un adı Yunanca "menekşe" anlamına gelen iodes kelimesinden gelir. Astatinin adı Yunanca "kararsız" anlamına gelen astatos kelimesinden gelmektedir. Tennessine adını ABD'nin Tennessee eyaletinden almıştır. ⓘ

Özellikleri

Kimyasal

Flor, klor, brom ve iyot halojenleri ametaldir; en ağır iki grup 17 üyesinin kimyasal özellikleri kesin olarak araştırılmamıştır. Halojenler, periyodik tablo sütununda yukarıdan aşağıya doğru hareket eden kimyasal bağ enerjisi eğilimleri gösterirken flor hafif bir sapma gösterir. Diğer atomlarla bileşiklerinde en yüksek bağ enerjisine sahip olma eğilimini takip eder, ancak iki atomlu F₂ molekülü içinde çok zayıf bağlara sahiptir. Bu, periyodik tabloda 17. gruptan aşağıya doğru inildikçe, atomların artan boyutu nedeniyle elementlerin reaktivitesinin azaldığı anlamına gelir. ⓘ

Halojen bağ enerjileri (kJ/mol) ⓘ
X	X₂	HX	BX₃	AlX₃	CX₄
F	159	574	645	582	456
Cl	243	428	444	427	327
Br	193	363	368	360	272
I	151	294	272	285	239

Halojenler oldukça reaktiftir ve bu nedenle yeterli miktarlarda biyolojik organizmalar için zararlı veya öldürücü olabilirler. Bu yüksek reaktivite, yüksek etkin nükleer yükleri nedeniyle atomların yüksek elektronegatifliğinden kaynaklanmaktadır. Halojenler en dış enerji seviyelerinde yedi değerlik elektronuna sahip olduklarından, oktet kuralını yerine getirmek için diğer elementlerin atomlarıyla reaksiyona girerek bir elektron kazanabilirler. Flor tüm elementler arasında en reaktif olanıdır; oksijenden daha elektronegatif olan tek elementtir, cam gibi normalde inert olan malzemelere saldırır ve genellikle inert olan soy gazlarla bileşikler oluşturur. Aşındırıcı ve oldukça zehirli bir gazdır. Florun reaktivitesi, laboratuvar cam eşyalarında kullanıldığında veya saklandığında, az miktarda su varlığında camla reaksiyona girerek silikon tetraflorür (SiF₄) oluşturabilecek şekildedir. Bu nedenle, flor Teflon (kendisi de bir organoflor bileşiği olan), son derece kuru cam veya yüzeylerinde koruyucu bir florür tabakası oluşturan bakır veya çelik gibi metaller gibi maddelerle birlikte kullanılmalıdır. ⓘ

Florun yüksek reaktivitesi, özellikle karbonla mümkün olan en güçlü bağlardan bazılarına izin verir. Örneğin, Teflon karbon ile bağlanmış florindir ve termal ve kimyasal saldırılara karşı son derece dirençlidir ve yüksek bir erime noktasına sahiptir. ⓘ

Moleküller

Diyatomik halojen molekülleri

Kararlı halojenler homonükleer diyatomik moleküller oluşturur. Nispeten zayıf moleküller arası kuvvetler nedeniyle, klor ve flor "temel gazlar" olarak bilinen grubun bir parçasını oluşturur. ⓘ

halojen	molekül	d(X-X) / pm (gaz fazı)	d(X-X) / pm (katı faz) ⓘ
Flüor	F₂	143	149
Klor	Cl₂	199	198
Brom	Br₂	228	227
İYOT	I₂	266	272

Atom numarası arttıkça elementler daha az reaktif hale gelir ve daha yüksek erime noktalarına sahip olurlar. Daha yüksek erime noktaları, daha fazla elektrondan kaynaklanan daha güçlü London dağılım kuvvetlerinden kaynaklanır. ⓘ

Bileşikler

Hidrojen halojenürler

Tüm halojenlerin hidrojenle reaksiyona girerek hidrojen halojenürleri oluşturduğu gözlemlenmiştir. Flor, klor ve brom için bu reaksiyon şu şekildedir:

H₂ + X₂ → 2HX ⓘ

Ancak, hidrojen iyodür ve hidrojen astatid kendilerini oluşturan elementlere geri dönebilir. ⓘ

Hidrojen-halojen reaksiyonları daha ağır halojenlere doğru giderek daha az reaktif hale gelir. Bir flor-hidrojen reaksiyonu karanlık ve soğuk olduğunda bile patlayıcıdır. Bir klor-hidrojen reaksiyonu da patlayıcıdır, ancak sadece ışık ve ısı varlığında. Brom-hidrojen reaksiyonu daha da az patlayıcıdır; sadece aleve maruz kaldığında patlayıcıdır. İyot ve astatin hidrojenle sadece kısmen reaksiyona girerek denge oluşturur. ⓘ

Tüm halojenler hidrojen ile hidrojen halojenürler olarak bilinen ikili bileşikler oluşturur: hidrojen florür (HF), hidrojen klorür (HCl), hidrojen bromür (HBr), hidrojen iyodür (HI) ve hidrojen astatid (HAt). Bu bileşiklerin tümü su ile karıştırıldığında asit oluşturur. Hidrojen florür, hidrojen bağları oluşturan tek hidrojen halojenürdür. Hidroklorik asit, hidrobromik asit, hidroiyodik asit ve hidroastatik asit güçlü asitlerdir, ancak hidroflorik asit zayıf bir asittir. ⓘ

Hidrojen halojenürlerin tümü tahriş edicidir. Hidrojen florür ve hidrojen klorür oldukça asidiktir. Hidrojen florür endüstriyel bir kimyasal olarak kullanılır ve oldukça toksiktir, akciğer ödemine neden olur ve hücrelere zarar verir. Hidrojen klorür de tehlikeli bir kimyasaldır. Milyonda elli parçadan fazla hidrojen klorür içeren gazı solumak insanlarda ölüme neden olabilir. Hidrojen bromür, hidrojen klorürden daha da zehirli ve tahriş edicidir. Milyonda otuz parçadan fazla hidrojen bromür içeren gazı solumak insanlar için öldürücü olabilir. Hidrojen iyodür, diğer hidrojen halojenürler gibi zehirlidir. ⓘ

Metal halojenürler

Tüm halojenlerin sodyum ile reaksiyona girerek sodyum florür, sodyum klorür, sodyum bromür, sodyum iyodür ve sodyum astatit oluşturduğu bilinmektedir. Isıtılmış sodyumun halojenlerle reaksiyonu parlak-turuncu alevler üretir. Sodyumun klor ile tepkimesi şu şekildedir:

2Na + Cl 2 \to 2NaCl ⓘ

Demir; flor, klor ve brom ile reaksiyona girerek Demir(III) halojenürleri oluşturur. Bu reaksiyonlar şu şekildedir:

2Fe + 3X 2 \to 2FeX 3 ⓘ

Ancak demir iyot ile tepkimeye girdiğinde sadece demir(II) iyodür oluşturur. ⓘ

Fe+I 2 \toFeI 2 ⓘ

Demir yünü, soğuk sıcaklıklarda bile beyaz bileşik demir (III) florür oluşturmak için flor ile hızlı bir şekilde reaksiyona girebilir. Klor ısıtılmış bir demirle temas ettiğinde, siyah demir (III) klorür oluşturmak üzere reaksiyona girerler. Ancak, reaksiyon koşulları nemli ise, bu reaksiyon kırmızımsı kahverengi bir ürünle sonuçlanacaktır. Demir ayrıca brom ile reaksiyona girerek demir(III) bromür oluşturabilir. Bu bileşik kuru koşullarda kırmızımsı kahverengidir. Demirin brom ile reaksiyonu flor veya klor ile reaksiyonundan daha az reaktiftir. Sıcak demir iyotla da tepkimeye girebilir, ancak demir(II) iyodür oluşturur. Bu bileşik gri olabilir, ancak reaksiyon her zaman fazla iyotla kirlenir, bu nedenle kesin olarak bilinmemektedir. Demirin iyotla reaksiyonu, daha hafif halojenlerle olan reaksiyonundan daha az kuvvetlidir. ⓘ

İnterhalojen bileşikler

İnterhalojen bileşikler XYn formundadır; burada X ve Y halojenlerdir ve n bir, üç, beş veya yedidir. İnterhalojen bileşikleri en fazla iki farklı halojen içerir. $ClF 3$ gibi büyük interhalojenler, $ClF$ gibi daha küçük bir interhalojen ile saf bir halojenin reaksiyonu ile üretilebilir. $IF7$ dışındaki tüm interhalojenler, saf halojenlerin çeşitli koşullarda doğrudan birleştirilmesiyle üretilebilir. ⓘ

İnterhalojenler tipik olarak F₂ hariç tüm diatomik halojen moleküllerinden daha reaktiftir çünkü interhalojen bağları daha zayıftır. Bununla birlikte, interhalojenlerin kimyasal özellikleri yine de kabaca diyatomik halojenlerle aynıdır. Birçok interhalojen, daha ağır bir halojene bağlanan bir veya daha fazla flor atomundan oluşur. Klor 3 flor atomuna kadar, brom 5 flor atomuna kadar ve iyot 7 flor atomuna kadar bağlanabilir. İnterhalojen bileşiklerinin çoğu kovalent gazlardır. Bununla birlikte, BrF₃ gibi bazı interhalojenler sıvıdır ve iyot içeren birçok interhalojen katıdır. ⓘ

Organohalojen bileşikleri

Plastik polimerler gibi birçok sentetik organik bileşik ve birkaç doğal bileşik halojen atomları içerir; bunlar halojenli bileşikler veya organik halidler olarak bilinir. Klor, deniz suyunda en bol bulunan halojendir ve insanlar tarafından nispeten büyük miktarlarda (klorür iyonları olarak) ihtiyaç duyulan tek halojendir. Örneğin, klorür iyonları inhibitör transmitter GABA'nın etkisine aracılık ederek beyin fonksiyonlarında önemli bir rol oynar ve ayrıca vücut tarafından mide asidi üretmek için kullanılır. Tiroksin gibi tiroid hormonlarının üretimi için eser miktarda iyot gereklidir. Organohalojenler de nükleofilik abstraksiyon reaksiyonu yoluyla sentezlenir. ⓘ

Polihalojenli bileşikler

Polihalojenli bileşikler, birden fazla halojen ile ikame edilmiş endüstriyel olarak oluşturulmuş bileşiklerdir. Birçoğu çok toksiktir ve insanlarda biyolojik olarak birikir ve çok geniş bir uygulama alanına sahiptir. PCB'ler, PBDE'ler ve perflorlu bileşiklerin (PFC'ler) yanı sıra çok sayıda başka bileşiği de içerirler. ⓘ

Reaksiyonlar

Su ile reaksiyonlar

Flor, oksijen (O₂) ve hidrojen florür (HF) üretmek için su ile kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer:

2 F 2 (g) + 2 H 2 O(l) \to O 2 (g) + 4 HF(aq) ⓘ

Klor, ortam sıcaklığında (₂1 °C) kg su başına yaklaşık 7,1 g Cl2 maksimum çözünürlüğe sahiptir. Çözünmüş klor, dezenfektan veya ağartıcı olarak kullanılabilen bir çözelti olan hidroklorik asit (HCl) ve hipokloröz asit oluşturmak üzere reaksiyona girer:

Cl 2 (g) + H 2 O(l) \to HCl(aq) + HClO(aq) ⓘ

Bromun çözünürlüğü 100 g suda 3,41 g'dır, ancak hidrojen bromür (HBr) ve hipobromöz asit (HBrO) oluşturmak üzere yavaşça reaksiyona girer:

Br 2 (g) + H 2 O(l) \to HBr(aq) + HBrO(aq) ⓘ

Ancak iyot suda çok az çözünür (20 °C'de 0,03 g/100 g su) ve su ile reaksiyona girmez. Bununla birlikte, iyot, potasyum iyodür (KI) ilavesi gibi iyodür iyonu varlığında sulu bir çözelti oluşturacaktır, çünkü triiyodür iyonu oluşur. ⓘ

Fiziksel ve atomik

Aşağıdaki tablo halojenlerin temel fiziksel ve atomik özelliklerinin bir özetidir. Soru işaretleriyle işaretlenmiş veriler ya belirsizdir ya da gözlemlerden ziyade kısmen periyodik eğilimlere dayanan tahminlerdir. ⓘ

Halojen	Standart atom ağırlığı (u)	Erime noktası (K)	Erime noktası (°C)	Kaynama noktası (K)	Kaynama noktası (°C)	Yoğunluk (25 °C'de g/cm³)	Elektronegatiflik (Pauling)	İlk iyonlaşma enerjisi (kJ-mol-1)	Kovalent yarıçap (pm) ⓘ
Flor	18.9984032(5)	53.53	−219.62	85.03	−188.12	0.0017	3.98	1681.0	71
Klor	[35.446; 35.457]	171.6	−101.5	239.11	−34.04	0.0032	3.16	1251.2	99
Brom	79.904(1)	265.8	−7.3	332.0	58.8	3.1028	2.96	1139.9	114
İyot	126.90447(3)	386.85	113.7	457.4	184.3	4.933	2.66	1008.4	133
Astatin	[210]	575	302	? 610	? 337	? 6.2–6.5	2.2	? 887.7	? 145
Tennessine	[294]	? 623-823	? 350-550	? 883	? 610	? 7.1-7.3	-	? 743	? 157

Z	Element	Elektron/kabuk sayısı ⓘ
9	Flüor	2, 7
17	Klor	2, 8, 7
35	Brom	2, 8, 18, 7
53	İYOT	2, 8, 18, 18, 7
85	astatine	2, 8, 18, 32, 18, 7
117	tennessine	2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (öngörülen)

Çeşitli basınçlarda halojenler için kaynama veya süblimleşme sıcaklığı bağımlılığı. Dikey çubuk erime noktasını gösterir ⓘ

Halojenlerin çeşitli basınçlarda süblimleşme veya kaynama noktası (oC)
log(P[Pa])	mmHg	Cl₂	Br₂	I₂
Tmelt (^оС)		-100.7	-7.3	112.9 ⓘ
2.12490302	1	-118	-48.7	38.7
2.82387302	5	-106.7	-32.8	62.2
3.12490302	10	-101.6	-25	73.2
3.42593302	20	-93.3	-16.8	84.7
3.72696301	40	-84.5	-8	97.5
3.90305427	60	-79	-0.6	105.4
4.12490302	100	-71.7	9.3	116.5
4.42593302	200	-60.2	24.3	137.3
4.72696301	400	-47.3	41	159.8
5.00571661	760	-33.8	58.2	183
log(P[Pa])	atm	Cl₂	Br₂	I₂
5.00571661	1	-33.8	58.2	183
5.30674661	2	-16.9	78.8
5.70468662	5	10.3	110.3
6.00571661	10	35.6	139.8
6.30674661	20	65	174
6.48283787	30	84.8	197
6.6077766	40	101.6	215
6.70468662	50	115.2	230
6.78386786	60	127.1	243.5

İzotoplar

Florun kararlı ve doğal olarak oluşan bir izotopu vardır, flor-19. Bununla birlikte, protaktinyum-231'in küme bozunması yoluyla meydana gelen radyoaktif izotop flor-23'ün doğada eser miktarda bulunmaktadır. Atomik kütleleri 14 ila 31 arasında değişen toplam on sekiz flor izotopu keşfedilmiştir. ⓘ

Klorun, klorin-35 ve klorin-37 olmak üzere iki kararlı ve doğal olarak oluşan izotopu vardır. Bununla birlikte, argon-36'nın parçalanmasıyla ortaya çıkan klor-36 izotopu da doğada eser miktarda bulunmaktadır. Atom kütleleri 28 ila 51 arasında değişen toplam 24 klor izotopu keşfedilmiştir. ⓘ

Bromun iki kararlı ve doğal olarak oluşan izotopu vardır, brom-79 ve brom-81. Atomik kütleleri 66 ile 98 arasında değişen toplam 33 brom izotopu keşfedilmiştir. ⓘ

İyodun kararlı ve doğal olarak oluşan bir izotopu vardır, iyot-127. Bununla birlikte, doğada eser miktarda radyoaktif iyot-129 izotopu bulunmaktadır; bu izotop, uranyumun cevherlerdeki radyoaktif bozunmasından ve spallasyon yoluyla meydana gelmektedir. İyodun diğer bazı radyoaktif izotopları da uranyumun bozunması yoluyla doğal olarak oluşmuştur. Atom kütleleri 108 ile 145 arasında değişen toplam 38 iyot izotopu keşfedilmiştir. ⓘ

Astatinin kararlı bir izotopu yoktur. Bununla birlikte, uranyum, neptünyum ve plütonyumun radyoaktif bozunması yoluyla üretilen doğal olarak oluşan dört radyoaktif astatin izotopu vardır. Bu izotoplar astatin-215, astatin-217, astatin-218 ve astatin-219'dur. Atom kütleleri 191 ila 227 arasında değişen toplam 31 astatin izotopu keşfedilmiştir. ⓘ

Tennessinin bilinen sadece iki sentetik radyoizotopu vardır, tennessin-293 ve tennessin-294. ⓘ

Üretim

Soldan sağa: oda sıcaklığında klor, brom ve iyot. Klor bir gaz, brom bir sıvı ve iyot bir katıdır. Yüksek reaktivitesi nedeniyle flor, radyoaktiviteleri nedeniyle de astatin ve tennessin görüntüye dahil edilememiştir. ⓘ

Her yıl yaklaşık altı milyon metrik ton flor minerali florit üretilmektedir. Her yıl dört yüz bin metrik ton hidroflorik asit üretilmektedir. Flor gazı, fosforik asit üretiminde bir yan ürün olarak üretilen hidroflorik asitten elde edilir. Yılda yaklaşık 15.000 metrik ton flor gazı üretilmektedir. ⓘ

Halit minerali klor için en yaygın olarak çıkarılan mineraldir, ancak karnalit ve silvit mineralleri de klor için çıkarılmaktadır. Tuzlu suyun elektroliziyle her yıl kırk milyon metrik ton klor üretilmektedir. ⓘ

Her yıl yaklaşık 450.000 metrik ton brom üretilmektedir. Üretilen tüm bromun %50'si Amerika Birleşik Devletleri'nde, %35'i İsrail'de ve geri kalanının çoğu Çin'de üretilmektedir. Tarihsel olarak brom, doğal tuzlu suya sülfürik asit ve ağartma tozu eklenerek üretilmiştir. Ancak modern zamanlarda brom, Herbert Dow tarafından icat edilen bir yöntem olan elektroliz ile üretilmektedir. Klorun deniz suyundan geçirilmesi ve ardından deniz suyundan hava geçirilmesi yoluyla da brom üretmek mümkündür. ⓘ

2003 yılında 22.000 metrik ton iyot üretilmiştir. Üretilen iyodun %40'ı Şili'de, %30'u Japonya'da ve daha az miktarları da Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilmektedir. 1950'lere kadar iyot yosunlardan elde edilmekteydi. Ancak modern zamanlarda iyot başka yollarla da üretilmektedir. İyotun üretilmesinin bir yolu, sülfür dioksit ile bazı iyodatlar içeren nitrat cevherlerinin karıştırılmasıdır. İyot ayrıca doğal gaz alanlarından da çıkarılmaktadır. ⓘ

Astatin doğal olarak oluşsa da, genellikle bizmutun alfa parçacıklarıyla bombardıman edilmesiyle üretilir. ⓘ

Tennessin, tennessin-293 ve tennessin-294 yapmak için berkelyum-249 ve kalsiyum-48'i kaynaştıran bir siklotron kullanılarak yapılır. ⓘ

Uygulamalar

Dezenfektanlar

Hem klor hem de brom içme suyu, yüzme havuzları, taze yaralar, kaplıcalar, bulaşıklar ve yüzeyler için dezenfektan olarak kullanılır. Sterilizasyon olarak bilinen bir işlemle bakterileri ve diğer potansiyel olarak zararlı mikroorganizmaları öldürürler. Reaktiviteleri ağartma işleminde de kullanılır. Klordan üretilen sodyum hipoklorit, çoğu kumaş ağartıcısının aktif bileşenidir ve klor türevi ağartıcılar bazı kağıt ürünlerinin üretiminde kullanılır. Klor ayrıca sodyum ile tepkimeye girerek sofra tuzu olan sodyum klorürü oluşturur. ⓘ

Aydınlatma

Halojen lambalar, iyot veya brom gibi az miktarda halojen eklenmiş ampullerde tungsten filament kullanan bir akkor lamba türüdür. Bu, aynı watt değerinde halojen olmayan akkor ampullerden çok daha küçük lambaların üretilmesini sağlar. Gaz, filamentin incelmesini ve ampulün iç kısmının kararmasını azaltarak çok daha uzun ömürlü bir ampul elde edilmesini sağlar. Halojen lambalar diğer akkor ampullere göre daha beyaz bir renkle daha yüksek bir sıcaklıkta (2800 ila 3400 kelvin) yanar. Ancak bu, kırılmayı azaltmak için ampullerin silika cam yerine erimiş kuvarsdan üretilmesini gerektirir. ⓘ

İlaç bileşenleri

İlaç keşfinde, halojen atomlarının öncü bir ilaç adayına dahil edilmesi, genellikle daha lipofilik ve daha az suda çözünen analoglarla sonuçlanır. Sonuç olarak, halojen atomları lipid membranlar ve dokulardan penetrasyonu artırmak için kullanılır. Bazı halojenli ilaçların yağ dokusunda birikme eğilimi olduğu sonucuna varılır. ⓘ

Halojen atomlarının kimyasal reaktivitesi hem kurşuna bağlanma noktalarına hem de halojenin doğasına bağlıdır. Aromatik halojen grupları, önemli ölçüde kimyasal reaktivite gösterebilen alifatik halojen gruplarından çok daha az reaktiftir. Alifatik karbon-halojen bağları için, C-F bağı en güçlüsüdür ve genellikle alifatik C-H bağlarından kimyasal olarak daha az reaktiftir. Diğer alifatik-halojen bağları daha zayıftır ve reaktiviteleri periyodik tabloda artar. Genellikle alifatik C-H bağlarından kimyasal olarak daha reaktiftirler. Sonuç olarak, en yaygın halojen sübstitüsyonları daha az reaktif aromatik flor ve klor gruplarıdır. ⓘ

Biyolojik rolü

Florür anyonları organizmaların fildişi, kemik, diş, kan, yumurta, idrar ve saçlarında bulunur. Florür anyonları çok küçük miktarlarda insanlar için gerekli olabilir. İnsan kanının litresinde 0,5 miligram flor bulunmaktadır. İnsan kemikleri %0,2 ila 1,2 oranında flor içerir. İnsan dokusu milyarda yaklaşık 50 parça flor içerir. Tipik 70 kilogramlık bir insan 3 ila 6 gram flor içerir. ⓘ

Klorür anyonları, insanlar da dahil olmak üzere çok sayıda tür için gereklidir. Tahılların kuru ağırlığındaki klor konsantrasyonu milyonda 10 ila 20 parçayken, patateste klorür konsantrasyonu %0,5'tir. Bitki büyümesi, topraktaki klorür seviyesinin milyonda 2'nin altına düşmesinden olumsuz etkilenir. İnsan kanı ortalama %0,3 klor içerir. İnsan kemiği tipik olarak milyonda 900 parça klor içerir. İnsan dokusu yaklaşık %0,2 ila %0,5 klor içerir. Tipik 70 kilogramlık bir insanda toplam 95 gram klor vardır. ⓘ

Tüm organizmalarda bromür anyonu şeklinde bir miktar brom bulunur. İnsanlarda brom için biyolojik bir rol kanıtlanmamıştır, ancak bazı organizmalar organobrom bileşikleri içerir. İnsanlar tipik olarak günde 1 ila 20 miligram brom tüketir. İnsan kanında tipik olarak milyonda 5 parça brom, insan kemiklerinde milyonda 7 parça brom ve insan dokusunda milyonda 7 parça brom bulunmaktadır. Tipik 70 kilogramlık bir insan 260 miligram brom içerir. ⓘ

İnsanlar tipik olarak günde 100 mikrogramdan daha az iyot tüketir. İyot eksikliği zihinsel engelliliğe neden olabilir. Organoiodin bileşikleri insanlarda başta tiroid bezi olmak üzere bazı salgı bezlerinin yanı sıra mide, epidermis ve bağışıklık sisteminde ortaya çıkar. İyot içeren gıdalar arasında morina balığı, istiridye, karides, ringa balığı, ıstakoz, ayçiçeği tohumu, deniz yosunu ve mantar bulunmaktadır. Ancak iyotun bitkilerde biyolojik bir rolü olduğu bilinmemektedir. İnsan kanında tipik olarak litre başına 0,06 miligram iyot, insan kemiklerinde milyarda 300 parça iyot ve insan dokusunda milyarda 50 ila 700 parça iyot bulunmaktadır. Tipik 70 kilogramlık bir insanda 10 ila 20 miligram iyot bulunmaktadır. ⓘ

Astatin, çok az olmasına rağmen, yeryüzünde mikrogramlar halinde bulunmuştur. Yüksek radyoaktivitesi, aşırı nadirliği ve en kararlı izotopu için sadece 8 saatlik bir yarı ömre sahip olması nedeniyle bilinen bir biyolojik rolü yoktur. ⓘ

Tennessin tamamen insan yapımıdır ve doğada başka hiçbir rolü yoktur. ⓘ

Zehirlilik

Halojenler, daha ağır halojenlere doğru toksisitede azalma eğilimindedir. ⓘ

Flor gazı son derece zehirlidir; milyonda 25 parça konsantrasyonda flor solumak potansiyel olarak ölümcüldür. Hidroflorik asit de toksiktir, cilde nüfuz edebilir ve oldukça ağrılı yanıklara neden olabilir. Buna ek olarak, florür anyonları toksiktir, ancak saf flor kadar toksik değildir. Florür 5 ila 10 gramlık miktarlarda öldürücü olabilir. Uzun süre 1,5 mg/L konsantrasyonun üzerinde florür tüketimi, dişlerde estetik bir durum olan dental florozis riski ile ilişkilidir. 4 mg/L'nin üzerindeki konsantrasyonlarda, kemiklerin sertleşmesi nedeniyle kemik kırıklarının daha yaygın hale geldiği bir durum olan iskelet florozisi gelişme riski artmaktadır. Diş çürüklerini önlemenin bir yolu olan su florlamasında önerilen mevcut seviyeler, florürün zararlı etkilerinden kaçınırken aynı zamanda faydalarından da yararlanmak için 0,7 ila 1,2 mg/L arasında değişmektedir. Normal seviyeler ile iskelet florozu için gerekli seviyeler arasında olan kişilerde artrite benzer semptomlar görülme eğilimindedir. ⓘ

Klor gazı oldukça zehirlidir. Milyonda 3 konsantrasyonda klor solumak hızla toksik reaksiyona neden olabilir. Milyonda 50 konsantrasyonda klor solumak son derece tehlikelidir. Birkaç dakika boyunca milyonda 500 konsantrasyonda klor solumak ölümcüldür. Klor gazı solumak oldukça acı vericidir. ⓘ

Saf brom biraz zehirlidir ancak flor ve klordan daha az zehirlidir. Yüz miligram brom öldürücüdür. Bromür anyonları da zehirlidir, ancak bromdan daha az zehirlidir. Bromürün öldürücü dozu 30 gramdır. ⓘ

İyot biraz toksiktir, akciğerleri ve gözleri tahriş edebilir, güvenlik sınırı metreküp başına 1 miligramdır. Ağızdan alındığında 3 gram iyot öldürücü olabilir. İyodür anyonları çoğunlukla toksik değildir, ancak bunlar da büyük miktarlarda yutulduğunda ölümcül olabilir. ⓘ

Astatin çok radyoaktiftir ve bu nedenle oldukça tehlikelidir, ancak makroskopik miktarlarda üretilmemiştir ve bu nedenle toksisitesinin ortalama bir birey için çok fazla önemi olması pek olası değildir. ⓘ

Tennessin, radyoaktivitesi onu çok tehlikeli yapmasına rağmen, yarı ömrünün çok kısa olması nedeniyle kimyasal olarak araştırılamaz. ⓘ

Süperhalojen

Bazı alüminyum kümeleri süper atom özelliklerine sahiptir. Bu alüminyum kümeleri anyon olarak üretilir (Al-
n ile n = 1, 2, 3, ... ) helyum gazı içinde tutulur ve iyot içeren bir gazla reaksiyona sokulur. Kütle spektrometresi ile analiz edildiğinde bir ana reaksiyon ürününün Al
₁₃I-
. Fazladan bir elektron eklenmiş 13 alüminyum atomundan oluşan bu kümeler, aynı gaz akışına katıldığında oksijenle reaksiyona girmiyor gibi görünmektedir. Her atomun 3 değerlik elektronunu serbest bıraktığı varsayılırsa, bu 40 elektronun mevcut olduğu anlamına gelir ki bu da sodyum için sihirli sayılardan biridir ve bu sayıların soy gazların bir yansıması olduğunu ima eder. ⓘ

Hesaplamalar ilave elektronun alüminyum kümesinde iyot atomunun tam karşısında yer aldığını göstermektedir. Bu nedenle küme, elektron için iyottan daha yüksek bir elektron afinitesine sahip olmalıdır ve bu nedenle alüminyum kümesi bir süperhalojen olarak adlandırılır (yani, negatif iyonları oluşturan moleküllerin dikey elektron koparma enerjileri herhangi bir halojen atomununkinden daha büyüktür). Al'deki küme bileşeni
₁₃I-
iyonu bir iyodür iyonuna veya bir bromür iyonuna benzer. İlgili Al
₁₃I-
₂ kümesinin kimyasal olarak triiyodür iyonu gibi davranması beklenmektedir. ⓘ