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 que consta de seis elementos químicamente relacionados : flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y los elementos radiactivos astato (At) y tenesina (Ts), aunque algunos autores [4] excluirían la tenesina ya que su química es desconocida y se espera teóricamente que sea más parecida a la 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 metales , producen una amplia gama de sales , entre las que se incluyen 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 , suponiendo que se toma el fósforo blanco 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.
El espato fluorado, un mineral de flúor , ya se conocía en 1529. Los primeros químicos se dieron cuenta de que los compuestos de flúor contenían un elemento no descubierto, pero no pudieron aislarlo. En 1860, George Gore , un químico inglés, hizo pasar una corriente eléctrica a través del ácido fluorhídrico y probablemente produjo flúor, pero no pudo demostrar sus resultados en ese momento. [ cita requerida ] En 1886, Henri Moissan , un químico de París, realizó una electrólisis en 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 al elemento "ácido muriático desflogistizado", que es como se conoció al cloro durante 33 años. En 1807, Humphry Davy investigó el cloro y descubrió que es un elemento real. El gas cloro se utilizó como gas venenoso durante la Primera Guerra Mundial . Desplazó al oxígeno en áreas contaminadas y reemplazó el aire oxigenado común con el gas cloro tóxico. El gas quemaba 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 al pasar gas cloro a través de una muestra de salmuera . Originalmente propuso el nombre de 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 su proceso 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 su investigación. Joseph Gay-Lussac demostró que el yodo era un elemento nuevo . [7]
En 1931, Fred Allison afirmó haber descubierto el elemento 85 con una máquina magneto-óptica , y nombró al elemento Alabamine, pero se equivocó. En 1937, Rajendralal De afirmó haber descubierto el elemento 85 en minerales, y llamó al elemento dakine, pero también se equivocó. Un intento de descubrir el elemento 85 en 1939 por Horia Hulubei e Yvette Cauchois mediante espectroscopia también fue infructuoso, al igual que un intento en el 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 tenesina. [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] El nombre de Davy para el elemento prevaleció. [10] Sin embargo, en 1826, el químico sueco Baron 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]
Los nombres en inglés de estos elementos tienen todos la terminación -ine . El nombre de 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 de cloro proviene de la palabra griega chloros , 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 iodes , que significa "violeta". El nombre de astato proviene de la palabra griega astatos , que significa "inestable". [7] La tennessina debe su nombre al estado estadounidense de Tennessee , donde se sintetizó.
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 manera 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 en la que tiene 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 generalmente inertes . Es un gas corrosivo y altamente tóxico. La reactividad del flúor es tal que, si se usa o almacena en cristalería de laboratorio, puede reaccionar con el vidrio en presencia de pequeñas cantidades de agua para formar tetrafluoruro de silicio (SiF 4 ). Por ello, el flúor debe manipularse junto con sustancias como el teflón (que es 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 la formación de algunos de los enlaces más fuertes posibles, especialmente con el carbono. Por ejemplo, el teflón es un enlace de flúor con 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 resultantes de una mayor cantidad de electrones.
Se ha observado que todos los halógenos reaccionan con el hidrógeno para formar haluros de hidrógeno . En el caso del flúor, el cloro y el bromo, esta reacción se produce en forma de:
Sin embargo, el yoduro de hidrógeno y el astaturo de hidrógeno pueden volver a dividirse en sus elementos constituyentes. [15]
Las reacciones hidrógeno-halógeno se vuelven gradualmente menos reactivas frente a los halógenos más pesados. Una reacción flúor-hidrógeno es explosiva incluso en la oscuridad y el frío. Una reacción cloro-hidrógeno también es explosiva, pero sólo en presencia de luz y calor. Una reacción bromo-hidrógeno es aún menos explosiva; es explosiva sólo cuando se expone a las llamas. El yodo y el astato sólo reaccionan parcialmente con el hidrógeno, formando equilibrios . [15]
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 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 hidrostático son todos ácidos fuertes , pero el ácido fluorhídrico es un ácido débil . [16]
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 un producto químico industrial y es altamente tóxico, causando edema pulmonar y dañando las células. [17] El cloruro de hidrógeno también es un producto químico peligroso. Respirar gas con más de cincuenta partes por millón de cloruro de hidrógeno puede causar 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 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 produce en forma de:
El hierro reacciona con flúor, cloro y bromo para formar haluros de hierro (III). Estas reacciones se dan en forma de:
Sin embargo, cuando el hierro reacciona con el yodo, sólo forma 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 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 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 flúor o cloro. Un hierro caliente también puede reaccionar con yodo, pero forma yoduro de hierro (II). Este compuesto puede ser gris, pero la reacción siempre está contaminada con un exceso de yodo, por lo que no se sabe con certeza. La reacción del hierro con el yodo es menos vigorosa que su reacción con los halógenos más ligeros. [15]
Los compuestos interhalogenados se presentan en forma de XY n, donde X e Y son halógenos y n es uno, tres, cinco o siete. Los compuestos interhalogenados contienen como máximo dos halógenos diferentes. Los interhalogenados grandes, como el ClF 3 , se pueden producir mediante una reacción de un halógeno puro con un interhalogenado más pequeño, como el ClF . Todos los interhalogenados excepto el IF 7 se pueden producir combinando directamente halógenos puros en diversas condiciones. [21]
Los interhalógenos son típicamente más reactivos que todas las moléculas de halógenos diatómicos, excepto el 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 consisten en 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 más abundante de los halógenos en el agua de mar, y el único que los seres 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 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 organohalógenos también se sintetizan a través de la reacción de abstracción nucleofílica . [22]
Los compuestos polihalogenados son compuestos creados industrialmente que se sustituyen por múltiples halógenos. Muchos de ellos son muy tóxicos y se bioacumulan en los seres humanos, y tienen un rango de aplicación muy amplio. Entre ellos se encuentran los PCB , los PBDE y los 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 aproximadamente 7,1 g de Cl 2 por kg de agua a temperatura ambiente (21 °C). [24] El cloro disuelto reacciona para formar ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso , una solución que se puede utilizar como desinfectante o blanqueador :
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):
Sin embargo, el yodo 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 del ion yoduro, como por ejemplo mediante la adición de yoduro de potasio (KI), porque se forma el ion triyoduro .
La siguiente tabla es un resumen de 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.
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 en racimos del protactinio-231 . Se han descubierto un total de dieciocho isótopos de flúor, con masas atómicas que van de 13 a 31.
El cloro tiene dos isótopos estables y naturales : el cloro-35 y el cloro-37. Sin embargo, en la naturaleza existen trazas del isótopo cloro-36 , que se forma por espalación del argón-36. Se han descubierto un total de 24 isótopos de cloro, con masas atómicas que van desde 28 hasta 51. [7]
Existen dos isótopos estables y naturales del bromo : el bromo-79 y el bromo-81. Se han descubierto un total de 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, existen trazas en la naturaleza del isótopo radiactivo yodo-129 , que se produce por espalación y por la desintegración radiactiva del uranio en los minerales. También se han creado de forma natural otros isótopos radiactivos del yodo mediante la desintegración del uranio. Se han descubierto un total de 38 isótopos de yodo, con masas atómicas que van desde 108 a 145. [7]
No existen isótopos estables de astato . Sin embargo, hay cuatro isótopos radiactivos de astato que se producen de forma natural a través de 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 van desde 191 a 227. [7]
No existen isótopos estables de tennessina . La tennessina solo tiene dos radioisótopos sintéticos conocidos , tennessina-293 y tennessina-294.
Cada año se producen aproximadamente seis millones de toneladas métricas de fluorita, un mineral de flúor, y cuatrocientas mil toneladas métricas de ácido fluorhídrico. El gas flúor se fabrica a partir del ácido fluorhídrico producido como subproducto en la fabricación de ácido fosfórico . Se producen aproximadamente 15.000 toneladas métricas de gas flúor al año. [7]
El mineral halita es el que se extrae con mayor frecuencia para obtener cloro, pero también se extraen carnalita y silvita . Cada año se producen cuarenta millones de toneladas métricas de cloro mediante la electrólisis de 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 de lejía a la salmuera natural. Sin embargo, en los tiempos modernos, el bromo se produce por electrólisis, un 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 más pequeñas se producen en Rusia y Estados Unidos. Hasta la década de 1950, el yodo se extraía de las algas marinas . Sin embargo, en la época moderna, 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 se encuentra en la naturaleza, generalmente se produce bombardeando bismuto con partículas alfa. [7]
La tenesina se fabrica utilizando un ciclotrón, fusionando berkelio-249 y calcio-48 para producir tenesina-293 y tenesina-294.
Tanto el cloro como el bromo se utilizan como desinfectantes para el agua potable, piscinas, heridas frescas, spas, platos y superficies. Matan bacterias y otros microorganismos potencialmente dañinos a través de 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 un halógeno, como yodo o bromo. Esto permite la producción de lámparas que son mucho más pequeñas que las bombillas incandescentes no halógenas con el mismo vataje . 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 a partir de cuarzo fundido en lugar de vidrio de sílice para reducir la rotura. [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 lipofílicos 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 a 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 carbono-halógeno alifáticos, el enlace CF es el más fuerte y generalmente menos reactivo químicamente que los enlaces CH alifáticos. Los otros enlaces alifáticos-halógenos son más débiles y su reactividad aumenta a medida que avanza la tabla periódica. Por lo general, son más reactivos químicamente que los enlaces CH alifáticos. En consecuencia, las sustituciones de halógenos más comunes son los grupos flúor y cloro aromáticos menos reactivos.
Los aniones de flúor se encuentran en el marfil, los huesos, los dientes, la sangre, los huevos, la orina y el pelo de los organismos. Los aniones de flúor 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 entre 3 y 6 gramos de flúor. [7]
Los aniones de 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 si los niveles de cloruro en el suelo caen por debajo de las 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 0,2 y 0,5% de cloro. Hay un total de 95 gramos de cloro en un ser humano típico de 70 kilogramos. [7]
En todos los organismos hay bromo en forma de anión bromuro. No se ha demostrado que el bromo tenga un papel biológico en los seres humanos, pero algunos organismos contienen compuestos organobromados . Los seres humanos suelen consumir entre 1 y 20 miligramos de bromo al 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 bacalao , ostras , camarones , arenques , langostas , semillas de girasol , algas marinas y hongos . 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 de 50 a 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 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.
La Tennessee es puramente artificial y no tiene ninguna otra función en la naturaleza.
Los halógenos tienden a disminuir su toxicidad hacia los halógenos más pesados. [41]
El gas de 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 la piel y causar quemaduras muy dolorosas . Además, los aniones de flúor 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 afección 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 actuales recomendados en la fluoración del agua , una forma de prevenir la caries dental , varían de 0,7 a 1,2 mg/L para evitar los efectos perjudiciales del flúor y, al mismo tiempo, aprovechar los beneficios. [43] Las personas con niveles entre los normales y los requeridos para la fluorosis esquelética tienden a tener síntomas similares a la artritis . [7]
El gas de cloro es altamente tóxico. Respirar cloro en una concentración de 3 partes por millón puede causar rápidamente una reacción tóxica. Respirar cloro en una concentración de 50 partes por millón es altamente 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 de cloruro de hidrógeno muy irritante y tóxico al aire libre. [41]
El bromo puro es algo tóxico, pero menos que el flúor y el cloro. Cien miligramos de bromo son letales. [7] Los aniones de bromuro también son tóxicos, pero menos que el bromo. El bromuro tiene una dosis letal de 30 gramos. [7]
El yodo es algo tóxico, ya que puede irritar los pulmones y los ojos, con un límite de seguridad de 1 miligramo por metro cúbico. Cuando se ingiere por vía oral, 3 gramos de yodo pueden resultar letales. Los aniones de yodo en su mayoría no son tóxicos, pero también pueden ser mortales si se ingieren en grandes cantidades. [7]
El astato es radiactivo y, por lo tanto, muy peligroso, pero no se ha producido en cantidades macroscópicas y, por lo tanto, es muy poco probable que su toxicidad sea de mucha relevancia para el individuo promedio. [7]
La tenesina no puede investigarse químicamente debido a lo corta de su vida media, aunque su radiactividad la haría muy peligrosa.
Ciertos grupos de aluminio tienen propiedades de superátomo. Estos grupos de aluminio se generan como aniones ( Al−n
con n = 1, 2, 3, ... ) en gas helio y se hizo reaccionar con un gas que contenía yodo. Cuando se analizó por espectrometría de masas, uno de los principales productos de la reacción resultó ser Al
13I−
. [44] Estos grupos de 13 átomos de aluminio con un electrón extra añadido no parecen reaccionar con el oxígeno cuando se lo 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 grupo de aluminio en la posición directamente opuesta 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 denomina superhalógeno (es decir, las energías de desprendimiento de electrones verticales de las fracciones que forman los iones negativos son mayores que las de cualquier átomo de halógeno). [45] El componente del grupo en el Al
13I−
El ion es similar al ion yoduro o al ion bromuro. El ion Al relacionado
13I−
2Se espera que el grupo se comporte químicamente como el ion triyoduro . [46] [47]
