Los elementos del grupo 17: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At) se definen como halógenos. ¿Cuáles son las características de los halógenos? ¿Dónde ocurren y cómo podemos usarlos? ¡Lea más en el artículo a continuación!
Las características de los halógenos.
Los átomos de estos elementos contienen 7 electrones de valencia y su configuración electrónica en el estado básico es s 2 p 5 . A los halógenos les falta sólo un electrón para alcanzar el octeto completo, que es también la configuración electrónica del gas noble más cercano. Muestran una tendencia extremadamente alta a atraer los electrones que faltan y producir un anión X mononegativo o, si la diferencia de electronegatividad de un halógeno, incluido el elemento que se une a él, no es suficientemente grande, a producir un enlace covalente. La atracción de los electrones está relacionada con el hecho de que los halógenos muestran una alta afinidad electrónica porque, al igual que los átomos de oxígeno, la unión de un electrón a un átomo libre provoca la emisión de energía. Por el contrario, separar un electrón de un halógeno altamente electronegativo para producir un catión X + requiere un enorme aporte de energía. Los halógenos muestran una reactividad muy alta y se encuentran entre las sustancias químicamente más activas. A temperatura ambiente, participan en reacciones con muchos compuestos químicos y se unen abruptamente con muchos elementos. Esa reactividad disminuye del flúor al yodo, ya que la energía relativamente baja de los enlaces químicos en las moléculas de halógeno diatómico hace que se rompan fácilmente. Otra característica importante de los halógenos es que son oxidantes muy fuertes. Sus potenciales estándar son los siguientes:
- flúor: 2.866,
- cloro : 1,35827,
- bromo: 1,0873,
- yodo: 0,5355,
- astatino: 0,3.
Con su alto potencial, el flúor es el oxidante más fuerte del grupo y uno de los más fuertes de toda la tabla periódica.
Propiedades físicas de los halógenos.
En comparación con los elementos que se encuentran cerca en la tabla periódica , los halógenos muestran energías de ionización muy altas. Las primeras energías de ionización expresadas en [kJ ·mol -1] para flúor, cloro, bromo y yodo, respectivamente, son 1681,0; 1251,1; 1139,9; 1008.4. Estos valores son altos, pero disminuyen considerablemente junto con el aumento del número atómico . De manera similar, a medida que crece el número atómico, también aumentan el número de capas de átomos y el radio atómico. En consecuencia, la atracción de los electrones de valencia por el núcleo se debilita. Al observar los diferentes períodos de la tabla periódica, podemos observar que los siguientes valores son más altos que en otros grupos:
- niveles de afinidad electrónica: F: 328,2 [kJ ·mol -1]; Cl: 348,6 [kJ·mol -1]; Br: 324,5 [kJ·mol -1]; I: 295,2 [kJ ·mol -1], y
- energías de ionización.
Debido a estas características, los halógenos muestran la mayor electronegatividad en sus respectivos períodos. El flúor tiene el valor de electronegatividad más alto de todos los elementos. Estos valores son: 4,10 para flúor, 2,83 para cloro, 2,74 para bromo, 2,21 para yodo y 1,90 para astato. La masa atómica crece desde el flúor hasta el astato, al igual que los puntos de fusión y ebullición.
| Elemento | Masa atómica [u] | Punto de fusión [K] | Punto de ebullición [K] |
| Flúor | 19 | 53,52 | 85.03 |
| Cloro | 35,5 | 172,15 | 239.02 |
| Bromo | 80 | 265.90 | 331,93 |
| Yodo | 127 | 386,75 | 458.39 |
| Astato | 210 | Aprox. 575.00 | – |
Tabla 1. Lista de características físicas de los halógenos. En condiciones normales, el flúor y el cloro son gases, el bromo es un líquido con alta presión de vapor y el yodo es un sólido. Este último muestra una presión de vapor considerablemente alta por debajo del punto de fusión, lo que le permite sublimar cuando se calienta adecuadamente. Esta característica suele aprovecharse a la hora de purificar el yodo. Los elementos discutidos están coloreados: el flúor tiene un ligero tinte amarillo y verde, el cloro es verde y amarillo, los vapores de bromo son claramente rojos y marrones, mientras que los vapores de yodo son violetas. El bromo en estado líquido es de color marrón oscuro y el yodo en estado sólido toma forma de cristales de color gris y negro y brillo metálico. En estado gaseoso, todos los halógenos desprenden un olor fuerte e irritante. Los vapores de flúor, cloro y bromo tienen un efecto especialmente fuerte en el cuerpo humano. Sin embargo, el yodo es igualmente tóxico pero tiene una presión de vapor mucho menor en condiciones ambientales. 
Los estados de oxidación de los halógenos.
El estado de oxidación –I es el más estable para los átomos de cloro, bromo y yodo, ya sea en soluciones ácidas o básicas. Para el flúor, es el único estado de oxidación que adopta ese elemento en los compuestos químicos. Otros, al utilizar los orbitales d , también pueden cambiar a estados de oxidación positivos, principalmente a I, III, V y VII, principalmente en compuestos interhalógenos, óxidos y oxiácidos. El grupo en el que se clasifican los halógenos (17) sugiere el estado de oxidación más alto aceptable (VII). El cloro, el bromo y el yodo toman tales configuraciones electrónicas. Ya sea en estados de oxidación cero o positivos, los halógenos muestran fuertes propiedades oxidantes, especialmente en soluciones ácidas.
La aparición natural de halógenos.
Los halógenos naturales sólo se encuentran ligados. La mayor cantidad de flúor existe en la corteza terrestre , situándose en torno al 5,85· 10-2 %en peso. Le sigue el cloro: 1,45·10 -2 %en peso. Esa secuencia se invierte en el agua de mar, donde el contenido de cloro ronda el 1,901, y el de flúor, alrededor del 1,3·10 -2 %en peso. Por el contrario, el bromo y el yodo presentan actualmente concentraciones significativamente más bajas en ambas zonas. En la corteza terrestre, representan 2,4·10 -4 y 4,5·10 -5 por ciento en peso, respectivamente. En agua de mar, estos valores ascienden a 6,73·10 -4 y 6·10 -6 . El astato sólo puede producirse sintéticamente, pero tiene algunos isótopos radiactivos naturales de corta duración cuyo contenido en la corteza terrestre supera el 3,10 -24 %en peso. Las mayores cantidades de flúor en la corteza terrestre se encuentran en forma de fluorita CaF 2 , apatita Ca 5 (PO 4 ) 3 y criolita Na 3 AlF 6 . La materia prima clave y más común que se encuentra en la naturaleza, utilizada para producir cloro y sus compuestos, es el cloruro de sodio. Se encuentra en cantidades relativamente altas en el agua de mar, junto con cloruros de otros metales de los grupos 1 y 2. Además, debido al prolongado proceso de secado del mar, en muchas zonas se forman grandes depósitos de cloruro de sodio. También hay muchos minerales que contienen cloro. Estos incluyen la silvina (KCl), carnalita (KMgCl 3 ·6 H 2 O) y kainita (KMgCl(SO 4 ) ·3 H 2 O), que se encuentran especialmente en depósitos de sal formados como resultado de la desecación de áreas marinas cerradas. El yodo en forma de compuestos orgánicos se encuentra en pequeñas cantidades en el agua de mar. Solía producirse a partir de cenizas de algas, pero hoy en día se obtiene principalmente de nitratos de sodio que contienen yodatos (V) y yodatos (VII). Sus mayores depósitos se encuentran en Chile y Bolivia, y los compuestos de yodo presentes en ellos se convierten en lejías cristalinas de desecho. El yodo también se encuentra en la glándula tiroides humana y su escasez provoca síntomas de enfermedad.
Producción de halógenos
La fluorita desempeña un papel clave como materia prima industrial para la producción de compuestos de flúor y flúor puro. Cuando se somete a ácido sulfúrico concentrado, produce sulfato de calcio y fluoruro de hidrógeno. Este, a su vez, se transforma en fluoruros y flúor libre. Sin embargo, el flúor en estado libre sólo puede producirse mediante electrólisis. Dado que el flúor actúa bruscamente sobre el agua, la electrólisis no se lleva a cabo en soluciones acuosas sino en una mezcla de bifluoruro de potasio fundido con fluoruro de hidrógeno anhidro a aproximadamente 340-400 K. El cloro se produce a escala técnica mediante la electrólisis de cloruro de sodio en un solución acuosa o en forma de sal fundida. En ambos casos, el producto se forma sobre el ánodo. Para la práctica de laboratorio, el cloro se suele producir actuando con ácido clorhídrico concentrado sobre tetraoxomanganato de potasio (VII) o dióxido de manganeso. El bromo se obtiene con los mismos métodos que el cloro, extrayéndolo de los bromuros. El método más popular es sustituir el bromo por cloro, por ejemplo, produciéndolo a partir de agua de mar. El yodo se produce a partir de yoduros al igual que el bromo a partir de bromuros. Los yodatos obtenidos del salitre se reducen con el uso de sulfatos de hidrógeno (IV). El isótopo de astato más estable es el 211 At, que se puede obtener bombardeando los núcleos de 209 Bi bismuto con moléculas alfa. Luego, un astato de este tipo se puede producir calentándolo hasta aproximadamente 600-900 K en un flujo de nitrógeno o al vacío. El producto condensado se puede observar en la pared fría del recipiente. 
Aplicaciones de los halógenos
El flúor producido a escala industrial es un material para la adquisición de UF 6 y UF 4 . El primero se utiliza para separar isótopos de uranio, mientras que el segundo se procesa para obtener uranio metálico. También se utilizan cada vez más los productos de fluoración de hidrocarburos, que son compuestos en los que el hidrógeno ha sido sustituido por flúor. Sus propiedades físicas son similares a las de los hidrocarburos, excepto que no son inflamables ni oxidables. El flúor también se utiliza para producir una materia plástica llamada teflón, es decir, tetrafluoroetileno polimerizado, así como freón, que es difluorodiclorometano, que se aplica en la tecnología de refrigeración. El cloro elemental tiene propiedades blanqueantes , por lo que se utiliza en la industria textil y de producción de celulosa. También sirve como desinfectante del agua potable y es un insumo utilizado para la producción de muchos compuestos inorgánicos, incluidos los cloratos o el cloroformo. El bromuro se aplica en la industria farmacéutica , ya que el bromuro de potasio es un tranquilizante. También se utiliza para sintetizar tintes sintéticos, como bromuro de plata en fotografía o como herbicida en forma de bromuro de metilo. En los laboratorios, el bromo sirve principalmente como oxidante, principalmente en la solución de agua de bromo. El yodo en forma de tintura de yodo, es decir, una solución alcohólica de yodo, se utiliza como desinfectante en medicina. También tiene multitud de aplicaciones en química analítica , por ejemplo como reactivo en yodometría.
