Los halógenos ( / ˈ h æ l ə dʒ ə n , ˈ h eɪ -, - l oʊ -, - ˌ dʒ ɛ n / [1] [2] [3] ) son un grupo de la tabla periódica formado por seis químicamente elementos relacionados : flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y los elementos radiactivos astato (At) y tennessina (Ts), aunque algunos autores [4] excluirían la tennessina ya que su química es desconocido y teóricamente se espera que sea más parecido al del galio . En la nomenclatura moderna de la IUPAC , este grupo se conoce como grupo 17 . [5]
La palabra "halógeno" significa "formador de sal" o "fabricante de sal". Cuando los halógenos reaccionan con los metales , producen una amplia gama de sales , entre ellas fluoruro de calcio , cloruro de sodio (sal de mesa común), bromuro de plata y yoduro de potasio . [6]
El grupo de los halógenos es el único grupo de la tabla periódica que contiene elementos en tres de los principales estados 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 , asumiendo que se toma como fósforo blanco. estado estándar. [n 1] Todos los halógenos forman ácidos cuando se unen al hidrógeno. La mayoría de los halógenos suelen producirse 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 resultar tóxicos.
El mineral flúor fluoroespato se conocía ya en 1529. Los primeros químicos se dieron cuenta de que los compuestos de flúor contienen un elemento no descubierto, pero no pudieron aislarlo. En 1860, George Gore , un químico inglés, hizo pasar una corriente eléctrica a través de ácido fluorhídrico y probablemente produjo flúor, pero no pudo probar sus resultados en ese momento. [ cita necesaria ] En 1886, Henri Moissan , un químico de París, realizó una electrólisis con bifluoruro de potasio disuelto en fluoruro de hidrógeno anhidro y aisló con éxito el flúor. [7]
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 llamó a este elemento "ácido muriático desflogistizado", así se conoció al cloro durante 33 años. En 1807, Humphry Davy investigó el cloro y descubrió que es un elemento real. El cloro gaseoso se utilizó como gas venenoso durante la Primera Guerra Mundial . Desplazó el oxígeno en áreas contaminadas y reemplazó el aire oxigenado común con cloro gaseoso tóxico. El gas quemaría el tejido humano externa e internamente, especialmente los pulmones, dificultando o imposibilitando la respiración según el nivel de contaminación. [7]
El bromo fue descubierto en la década de 1820 por Antoine Jérôme Balard . Balard descubrió el bromo haciendo pasar cloro gaseoso a través de una muestra de salmuera . Originalmente propuso el nombre muride para el nuevo elemento, pero la Academia Francesa cambió el nombre del elemento a bromo. [7]
El yodo fue descubierto por Bernard Courtois , que utilizaba cenizas de algas como parte de un proceso para la fabricación de salitre . Courtois solía hervir las cenizas de algas con agua para generar cloruro de potasio . Sin embargo, en 1811, Courtois añadió ácido sulfúrico a su proceso y descubrió que éste producía vapores de color púrpura que se condensaban en cristales negros. Sospechando que estos cristales eran un elemento nuevo, Courtois envió muestras a otros químicos para que las investigaran. Joseph Gay-Lussac demostró que el yodo es un elemento nuevo . [7]
En 1931, Fred Allison afirmó haber descubierto el elemento 85 con una máquina magnetoóptica y lo llamó Alabamina, pero se equivocó. En 1937, Rajendralal De afirmó haber descubierto el elemento 85 en minerales y lo llamó dakine, pero también se equivocó. 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 del 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 . [7]
En 2010, un equipo dirigido por el físico nuclear Yuri Oganessian , en el que participaron científicos del JINR , el Laboratorio Nacional Oak Ridge , el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de Vanderbilt , bombardeó con éxito átomos de berkelio-249 con átomos de calcio-48 para producir tennessina. [8]
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 . [9] Prevaleció el nombre de Davy para el elemento. [10] 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. [11] [12]
Todos los nombres en inglés de estos elementos tienen la terminación -ine . El nombre de flúor proviene de la palabra latina fluere , que significa "fluir", porque se deriva del mineral fluorita , que se utilizaba como fundente en el trabajo de metales. El nombre cloro proviene de la palabra griega cloros , que significa "amarillo verdoso". El nombre de bromo proviene de la palabra griega bromos , que significa "hedor". El nombre de yodo proviene de la palabra griega yodos , que significa "violeta". El nombre de Astato proviene de la palabra griega astatos , que significa "inestable". [7] Tennessine lleva el nombre del estado estadounidense de Tennessee .
Los halógenos flúor, cloro, bromo y yodo son no metales ; Las propiedades químicas de los dos miembros más pesados del grupo 17 no se han investigado de forma concluyente. Los halógenos muestran tendencias en la energía de los enlaces químicos que se mueven de arriba a abajo en la columna de la tabla periódica, con el flúor desviándose ligeramente. Sigue una tendencia a tener la energía de enlace más alta en compuestos con otros átomos, pero tiene enlaces muy débiles dentro de la molécula diatómica F 2 . 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. [13]
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 alta electronegatividad de los átomos debido a su alta carga nuclear efectiva . Debido a que los halógenos tienen siete electrones de valencia en su nivel de energía más externo, pueden ganar un electrón al reaccionar con átomos de otros elementos para satisfacer la regla del octeto . El flúor es el más reactivo de todos los elementos; es el único elemento más electronegativo que el oxígeno, ataca materiales que de otro modo serían inertes, como el vidrio, y forma compuestos con los gases nobles, normalmente inertes . Es un gas corrosivo y altamente tóxico. La reactividad del flúor es tal que, si se utiliza o se almacena en material de vidrio de laboratorio, puede reaccionar con el vidrio en presencia de pequeñas cantidades de agua para formar tetrafluoruro de silicio (SiF 4 ). Así, 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 flúor en su superficie.
La alta reactividad del flúor permite algunos de los enlaces más fuertes posibles, especialmente con el carbono. Por ejemplo, el teflón está unido con flúor y carbono y es extremadamente resistente a los ataques térmicos y químicos y tiene un alto punto de fusión.
Los halógenos estables forman moléculas diatómicas homonucleares . Debido a 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 son causados por fuerzas de dispersión de London más fuertes que resultan de una mayor cantidad de electrones.
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 produce en la forma de:
Sin embargo, el yoduro de hidrógeno y la astátida de hidrógeno pueden volver a dividirse en sus elementos constituyentes. [15]
Las reacciones hidrógeno-halógeno se vuelven gradualmente menos reactivas hacia los halógenos más pesados. Una reacción flúor-hidrógeno es explosiva incluso en condiciones de oscuridad y frío. Una reacción cloro-hidrógeno también es explosiva, pero sólo en presencia de luz y calor. Una reacción de bromo-hidrógeno es aún menos explosiva; es explosivo sólo cuando se expone a las llamas. El yodo y el astato reaccionan sólo parcialmente con el hidrógeno, formando equilibrios . [15]
Todos los halógenos forman compuestos binarios con el hidrógeno conocidos como haluros de hidrógeno: fluoruro de hidrógeno (HF), cloruro de hidrógeno (HCl), bromuro de hidrógeno (HBr), yoduro de hidrógeno (HI) y astátido de hidrógeno (HAt). Todos estos compuestos forman ácidos cuando se mezclan 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 todos ácidos fuertes , pero el ácido fluorhídrico es un ácido débil . [dieciséis]
Todos los haluros de hidrógeno son irritantes . El fluoruro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno son muy ácidos . El fluoruro de hidrógeno se utiliza como producto químico industrial y es altamente tóxico, provoca edema pulmonar y daña las células. [17] El cloruro de hidrógeno también es una sustancia química peligrosa. La inhalación de gas con más de cincuenta partes por millón de cloruro de hidrógeno puede provocar la muerte en humanos. [18] El bromuro de hidrógeno es incluso más tóxico e irritante que el cloruro de hidrógeno. Respirar gas con más de treinta partes por millón de bromuro de hidrógeno puede ser letal para los humanos. [19] El yoduro de hidrógeno, al igual que otros haluros de hidrógeno, es tóxico. [20]
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 astátido de sodio. La reacción del sodio calentado con los halógenos produce llamas de color naranja brillante. La reacción del sodio con el cloro se produce en forma de:
El hierro reacciona con flúor, cloro y bromo para formar haluros de hierro (III). Estas reacciones se presentan en forma de:
Sin embargo, cuando el hierro reacciona con el yodo, forma únicamente yoduro de hierro (II) .
La lana de hierro puede reaccionar rápidamente con el flúor para formar el compuesto blanco fluoruro de hierro (III) incluso en temperaturas frías. Cuando el cloro entra en contacto con un hierro calentado, reaccionan para formar el cloruro de hierro negro (III) . 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 sabe con seguridad. La reacción del hierro con el yodo es menos vigorosa que su reacción con los halógenos más ligeros. [15]
Los compuestos interhalógenos están en forma de XY n donde X e Y son halógenos y n es uno, tres, cinco o siete. Los compuestos interhalógenos contienen como máximo dos halógenos diferentes. Los interhalógenos grandes, como el ClF 3 , se pueden producir mediante la reacción de un halógeno puro con un interhalógeno más pequeño, como el ClF . Todos los interhalógenos excepto IF 7 se pueden producir combinando directamente halógenos puros en diversas condiciones. [21]
Los interhalógenos suelen ser más reactivos que todas las moléculas de halógeno diatómico, excepto la F 2 , porque los enlaces interhalógenos son más débiles. Sin embargo, las propiedades químicas de los interhalógenos siguen siendo aproximadamente 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 con hasta cinco átomos de flúor y el yodo puede unirse con hasta siete átomos de flúor. La mayoría de los compuestos interhalógenos son gases covalentes . Sin embargo, algunos interhalógenos son líquidos, como el BrF 3 , y muchos interhalógenos que contienen yodo son sólidos. [21]
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 diferencia, el halógeno más abundante en el agua de mar y el único que los humanos necesitan en cantidades relativamente grandes (como iones de cloruro). Por ejemplo, los iones de cloruro desempeñan un papel clave en la función cerebral al mediar la acción del transmisor inhibidor GABA y el cuerpo también los utiliza para producir ácido estomacal. El yodo es necesario en pequeñas cantidades para la producción de hormonas tiroideas como la tiroxina . Los organohalogenados también se sintetizan mediante la reacción de abstracción nucleofílica . [22]
Los compuestos polihalogenados son compuestos creados industrialmente sustituidos con múltiples halógenos. Muchos de ellos son muy tóxicos y se bioacumulan en humanos, y tienen un rango de aplicación muy amplio. Incluyen PCB , PBDE y compuestos perfluorados (PFC), así como muchos otros compuestos.
El flúor reacciona vigorosamente con el agua para producir oxígeno (O 2 ) y fluoruro de hidrógeno (HF): [23]
El cloro tiene una solubilidad máxima de ca. 7,1 g Cl 2 por kg de agua a temperatura ambiente (21 °C). [24] El cloro disuelto reacciona para formar ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso , solución que puede usarse como desinfectante o lejía :
El bromo tiene una solubilidad de 3,41 g por 100 g de agua, [25] pero reacciona lentamente para formar bromuro de hidrógeno (HBr) y ácido hipobromoso (HBrO):
El yodo, sin embargo, es mínimamente soluble en agua (0,03 g/100 g de agua a 20 °C) y no reacciona con ella. [26] Sin embargo, el yodo formará una solución acuosa en presencia de ion yoduro, como mediante la adición de yoduro de potasio (KI), porque se forma el ion triyoduro .
La siguiente tabla es un resumen de las propiedades físicas y atómicas clave de los halógenos. Los datos marcados con signos de interrogación son inciertos o son estimaciones basadas parcialmente en tendencias periódicas en lugar de observaciones.
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 mediante la desintegración del protactinio-231 . Se han descubierto un total de dieciocho isótopos de flúor, con masas atómicas que oscilan entre 13 y 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 mediante espalación del argón-36. Se han descubierto un total de 24 isótopos de cloro, con masas atómicas que oscilan entre 28 y 51. [7]
Hay dos isótopos de bromo estables y naturales , el bromo-79 y el bromo-81. Se han descubierto un total de 33 isótopos de bromo, con masas atómicas que oscilan entre 66 y 98.
Hay un isótopo de yodo estable y natural , el yodo-127 . Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo radiactivo yodo-129 , que se produce mediante espalación y por la desintegración radiactiva del uranio en los minerales. Varios otros isótopos radiactivos de 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 oscilan entre 108 y 145. [7]
No existen isótopos estables de astato . Sin embargo, hay cuatro isótopos radiactivos naturales de astato producidos mediante la desintegración radiactiva del uranio , el neptunio y el plutonio . Estos isótopos son astato-215, astato-217, astato-218 y astato-219. Se han descubierto un total de 31 isótopos de astato, con masas atómicas que oscilan entre 191 y 227. [7]
No existen isótopos estables de tennessina . Tennessine tiene sólo dos radioisótopos sintéticos conocidos , tennessine-293 y tennessine-294.
Cada año se producen aproximadamente seis millones de toneladas métricas del mineral fluorado fluorita . Cada año se producen cuatrocientas mil toneladas métricas de ácido fluorhídrico. El gas flúor se produce a partir de ácido fluorhídrico producido como subproducto en la fabricación de ácido fosfórico . Al año se producen aproximadamente 15.000 toneladas métricas de gas flúor. [7]
El mineral halita es el mineral que se extrae más comúnmente para obtener cloro, pero los minerales carnalita y silvita también se extraen para obtener cloro. Cada año se producen cuarenta millones de toneladas métricas de cloro mediante la electrólisis de la salmuera . [7]
Cada año se producen aproximadamente 450.000 toneladas métricas de bromo. El cincuenta por ciento de todo el bromo producido se produce en los 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 salmuera natural. Sin embargo, en los tiempos modernos, el bromo se produce por electrólisis, método inventado por Herbert Dow . También es posible producir bromo haciendo pasar cloro a través del agua de mar y luego haciendo pasar aire a través del agua de mar. [7]
En 2003 se produjeron 22.000 toneladas métricas de yodo. Chile produce el 40% de todo el yodo producido, Japón produce 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 los tiempos modernos el yodo se produce de otras formas. Una forma de producir yodo es mezclando dióxido de azufre con minerales de nitrato , que contienen algunos yodatos . El yodo también se extrae de los yacimientos de gas natural . [7]
Aunque el astato es natural, generalmente se produce bombardeando bismuto con partículas alfa. [7]
La tennessina se produce usando un ciclotrón, fusionando berkelio-249 y calcio-48 para producir tennessina-293 y tennessina-294.
Tanto el cloro como el bromo se utilizan como desinfectantes para el agua potable, piscinas, heridas recientes, spas, platos y superficies. Matan bacterias y otros microorganismos potencialmente dañinos mediante un proceso conocido como esterilización . Su reactividad también se utiliza 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 .
Las lámparas halógenas son un tipo de lámpara incandescente que utiliza un filamento de tungsteno en bombillas a las que se les añaden pequeñas cantidades de halógeno, como yodo o bromo. Esto permite producir lámparas mucho más pequeñas que las bombillas incandescentes no halógenas con la misma potencia . El gas reduce el adelgazamiento del filamento y el ennegrecimiento del interior de la bombilla, lo que da como resultado una bombilla que tiene una vida útil mucho mayor. Las lámparas halógenas brillan a una temperatura más alta (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 las roturas. [38]
En el descubrimiento de fármacos , la incorporación de átomos de halógeno en un fármaco candidato principal da como resultado análogos que suelen ser más lipófilos y menos solubles en agua. [39] Como consecuencia, los átomos de halógeno se utilizan para mejorar la penetración a través de las membranas lipídicas y los tejidos. De ello se deduce que existe una tendencia de que algunos fármacos halogenados se acumulen en el tejido adiposo .
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 halógenos aromáticos son mucho menos reactivos que los grupos halógenos alifáticos , que pueden exhibir una reactividad química considerable. Para los enlaces alifáticos carbono-halógeno, el enlace CF es el más fuerte y generalmente menos reactivo químicamente que los enlaces alifáticos CH. Los otros enlaces alifático-halógeno son más débiles y su reactividad aumenta a lo largo de la tabla periódica. Suelen ser químicamente más reactivos que los enlaces CH alifáticos. Como consecuencia, las sustituciones de halógeno más comunes son los grupos cloro y flúor aromáticos menos reactivos.
Los aniones fluoruro se encuentran en el marfil, los huesos, los dientes, la sangre, los huevos, la orina y el pelo de los organismos. Los aniones fluoruro en cantidades muy pequeñas pueden ser esenciales para los seres humanos. [40] 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 de 3 a 6 gramos de flúor. [7]
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 cuando los niveles de cloruro en el suelo caen por debajo de 2 partes por millón. La sangre humana contiene una media de 0,3% de cloro. Los huesos humanos suelen contener 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. [7]
Algo de bromo en forma de anión bromuro está presente en todos los organismos. No se ha demostrado el papel biológico del bromo en humanos, pero algunos organismos contienen compuestos organobromados . Los seres humanos suelen consumir de 1 a 20 miligramos de bromo por día. Normalmente hay 5 partes por millón de bromo en la sangre humana, 7 partes por millón de bromo en los huesos humanos y 7 partes por millón de bromo en el tejido humano. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene 260 miligramos de bromo. [7]
Los seres 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 seres humanos en algunas de las glándulas , especialmente la glándula tiroides , así como en el estómago , la epidermis y el sistema inmunológico . Los alimentos que contienen yodo incluyen el bacalao , las ostras , los camarones , el arenque , las langostas , las semillas de girasol , las algas y los champiñones . Sin embargo, no se sabe que el yodo tenga un papel biológico en las plantas. Normalmente hay 0,06 miligramos por litro de yodo en la sangre humana, 300 partes por mil millones de yodo en los huesos humanos y entre 50 y 700 partes por mil millones de yodo en el tejido humano. Hay de 10 a 20 miligramos de yodo en un ser humano típico de 70 kilogramos. [7]
El astato , aunque muy escaso, se ha encontrado en microgramos en la tierra. [7] No se le conoce ningún papel biológico debido a su alta radiactividad, su extrema rareza y su vida media de aproximadamente 8 horas para el isótopo más estable.
Tennessine es puramente artificial y no desempeña otras funciones en la naturaleza.
Los halógenos tienden a disminuir su toxicidad frente a los halógenos más pesados. [41]
El gas flúor es extremadamente tóxico; Respirar flúor en una concentración de 25 partes por millón es potencialmente letal. El ácido fluorhídrico también es tóxico, pudiendo penetrar en la piel y provocar quemaduras muy dolorosas . Además, los aniones fluoruro son tóxicos, pero no tanto como el flúor puro. El fluoruro puede ser letal en cantidades de 5 a 10 gramos. El consumo prolongado de flúor en concentraciones superiores a 1,5 mg/L se asocia con un riesgo de fluorosis dental , una condición estética de los dientes. [42] En concentraciones superiores a 4 mg/L, existe un mayor riesgo de desarrollar fluorosis esquelética , una afección en la que las fracturas óseas se vuelven más comunes debido al endurecimiento de los huesos. Los niveles recomendados actuales de 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 fluoruro y al mismo tiempo obtener sus beneficios. [43] Las personas con niveles entre los niveles normales y los requeridos para la fluorosis esquelética tienden a tener síntomas similares a los de la artritis . [7]
El cloro gaseoso es muy tóxico. La inhalación de cloro en una concentración de 3 partes por millón puede provocar rápidamente una reacción tóxica. Respirar cloro en una concentración de 50 partes por millón es muy peligroso. Respirar cloro en una concentración de 500 partes por millón durante unos minutos es letal. Además, respirar cloro gaseoso es muy doloroso debido a sus propiedades corrosivas. El ácido clorhídrico es el ácido del cloro, aunque relativamente no tóxico, es altamente corrosivo y libera gas cloruro de hidrógeno muy irritante y tóxico al aire libre. [41]
El bromo puro es algo tóxico pero menos tóxico que el flúor y el cloro. Cien miligramos de bromo son letales. [7] Los aniones bromuro también son tóxicos, pero menos que el bromo. El bromuro tiene una dosis letal de 30 gramos. [7]
El yodo es algo tóxico, pudiendo irritar los pulmones y los ojos, con un límite de seguridad de 1 miligramo por metro cúbico. Cuando se toman por vía oral, 3 gramos de yodo pueden ser letales. Los aniones de yoduro en su mayoría no son tóxicos, pero también pueden ser mortales si se ingieren en grandes cantidades. [7]
El astato es radiactivo y, por tanto, muy peligroso, pero no se ha producido en cantidades macroscópicas y, por tanto, es muy poco probable que su toxicidad sea de mucha relevancia para el individuo medio. [7]
La tennessina no se puede investigar químicamente debido a lo corta que es su vida media, aunque su radiactividad la haría muy peligrosa.
Ciertos grupos de aluminio tienen propiedades superatómicas. Estos grupos de aluminio se generan como aniones ( Al−
nortecon n = 1, 2, 3, ... ) en gas helio y reaccionó con un gas que contenía yodo. Cuando se analiza por espectrometría de masas, uno de los principales productos de la reacción resulta ser Al
13I−
. [44] Estos grupos de 13 átomos de aluminio con un electrón extra agregado no parecen reaccionar con el oxígeno cuando 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 del sodio e implica que estos números son un reflejo de los gases nobles.
Los cálculos muestran que el electrón adicional se encuentra en el grupo de aluminio en el lugar directamente opuesto al átomo de yodo. Por lo tanto, el grupo debe tener una mayor afinidad electrónica por el electrón que el yodo y, por lo tanto, el grupo de aluminio se llama superhalógeno (es decir, las energías de desprendimiento vertical de electrones de los restos que forman los iones negativos son mayores que las de cualquier átomo de halógeno). [45] El componente cluster en el Al
13I−
El ion es similar a un ion yoduro o a un ion bromuro. El relacionado Al
13I−
2Se espera que el cúmulo se comporte químicamente como el ion triyoduro . [46] [47]
