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Halogênios

Os halogênios são os elementos pertencentes ao grupo 17 da Tabela Periódica.

Esquema ilustrativo traz os símbolos dos halogênios.
Os halogênios: flúor, cloro, bromo, iodo, astato e tenesso.
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Os halogênios são os elementos do grupo 17 (antigo 7A) da Tabela Periódica: São eles:

  • flúor;
  • cloro;
  • bromo;
  • iodo;
  • astato;
  • tenesso.

Desses, o astato e o tenesso são radioativos e, por isso, são apenas sintetizados em laboratório. O tenesso, inclusive, foi recentemente incluso na Tabela e não há quase nenhuma informação sobre ele. Os halogênios são caracterizados pela alta eletronegatividade, alta afinidade eletrônica e alta energia de ionização.

Os halogênios ocorrem, quando neutros, como substâncias diatômicas (X2) e, com exceção do flúor e astato, podem apresentar estados de oxidação negativo e positivo. Os halogênios têm diversas finalidades, como é o caso do flúor na questão de saúde bucal, e do cloro como desinfetante e alvejante, além de serem importantíssimos na síntese de diversos solventes e produtos orgânicos.

Tópicos deste artigo

Resumo sobre os halogênios

  • Os halogênios são os elementos pertencentes ao grupo 17 da Tabela Periódica.
  • Deles, pouco se sabe acerca do astato (At) e tenesso (Ts), pois seus radioisótopos possuem uma meia-vida muito curta.
  • São caracterizados pelas altas eletronegatividade, afinidade eletrônica e energia de ionização.
  • São bons oxidantes, com destaque para o flúor, o qual não pode ter número de oxidação positivo.
  • Quando neutros, apresentam-se como compostos diatômicos em temperatura ambiente.
  • Estão presentes em boa quantidade, tanto na crosta terrestre quanto nos oceanos.
  • O flúor é essencial na saúde bucal, pois combate as cáries.
  • O cloro é importante na fabricação de alvejantes e desinfetantes.
  • O bromo é empregado na fabricação de diversos compostos orgânicos.
  • O iodo é empregado como contraste radiológico, além de ser um elemento essencial para nossa saúde.

Quais são os halogênios?

Os halogênios (do grego halos + gen, “formador de sal”) são os elementos pertencentes ao grupo 17 (antigo 7A) da Tabela Periódica. Os elementos, seus símbolos e números atômicos estão listados a seguir:

  • flúor (F), Z = 9;
  • cloro (Cl), Z = 17;
  • bromo (Br), Z = 35;
  • iodo (I), Z = 53;
  • astato (At), Z = 85;
  • tenesso (Ts), Z = 117.

Desses, apenas o tenesso não tem propriedades bem conhecidas ou determinadas, pois foi um elemento recentemente descoberto/sintetizado (em 2009). Seu reconhecimento pela União Internacional de Química e Aplicada foi apenas em 2015, tendo sido posto na Tabela Periódica apenas em 2016. Todos os isótopos do Ts são radioativos, e o seu mais estável possui uma meia-vida inferior a 100 ms (milissegundos).

As propriedades e características elencadas a seguir não envolverão o Ts, dado seu reconhecimento recente.

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Quais são as propriedades dos halogênios?

Os halogênios são marcados pelas elevadas energias de ionização, eletronegatividades e afinidades eletrônicas. Isso é consequência do fato dos halogênios estarem a um elétron de terem a mesma configuração eletrônica dos gases nobres, além de experimentarem uma alta atração nuclear por conta da maior carga nuclear efetiva.

O flúor, inclusive, é o elemento com maior eletronegatividade de toda a Tabela Periódica (4,193). Uma consequência direta dessa propriedade é o fato de o flúor não possuir números de oxidação positivos.

O astato é um elemento radioativo e sintético, o que dificulta a obtenção de muitas informações químicas, pois seu radioisótopo mais longevo apresenta tempo de meia-vida de 8,3 horas. A radioatividade do astato é muito intensa e, por isso, é necessário que suas soluções sejam muito diluídas para serem estudadas.

Assim sendo, com exceção do flúor e astato, os demais halogênios (cloro, bromo e iodo) podem apresentar estados de oxidação que vão do -1 ao +7 (mais especificamente -1, +1, +3, +5 e +7).

Os halogênios (F, Cl, Br e I) são extremamente reativos. Isso impacta diretamente na forma como eles são encontrados na natureza: como são muito reativos, estão sempre associados a outros átomos. Uma característica marcante dessa reatividade elevada está no fato de os halogênios serem excelentes oxidantes, sendo o F2 o mais oxidante de todos os elementos e o I2, ainda que um bom oxidante, o mais fraco de todos os halogênios.

Iodo, I2, em sua forma pura.
Iodo, I2, em sua forma pura.

Todos os halogênios neutros são diatômicos em temperatura ambiente e prontamente reduzidos para íons haleto (X-). Reagem com o hidrogênio para formar gases que, com exceção do HF, comportam-se como ácidos fortes quando dissolvidos em água.

As temperaturas de fusão e ebulição dos halogênios crescem de acordo com seu tamanho, o que está de acordo com o aumento das forças de Van der Waals (ou London):

Composto

Ponto de fusão (°C)

Ponto de ebulição (°C)

F2

-218,6

-188,1

Cl2

-101,0

-34,0

Br2

-7,25

59,5

I2

113,6a

185,2

At2

302

 
  • a sublima-se prontamente.
  • b valores aproximados.

Características dos halogênios

Como mencionado, os halogênios neutros se apresentam como moléculas diatômicas. O flúor se apresenta como um gás em temperatura ambiente, com fórmula F2. É extremamente reativo e deve ser manuseado com técnicas adequadas.

Amostra de gás cloro.
Amostra de gás cloro.

Já o cloro (Cl2) é um gás amarelo esverdeado e tem um odor que remete ao alvejante. O Br2 é um líquido castanho que evapora com facilidade, enquanto o iodo (I2) é um sólido preto, lustroso, facilmente sublimável em temperatura ambiente, produzindo um vapor roxo.

Solução diluída de bromo.
Solução diluída de bromo.

Os halogênios estão presentes na faixa de poucos ppb (parte por bilhão) na crosta terrestre e nos oceanos. O flúor é mais facilmente encontrado em minerais, como a fluorita (CaF2), criolita (Na3[AlF6]) e fluorapatita (Ca5F(PO4)3). O cloro está intimamente ligado ao sódio e ao potássio, como na sal-gema (NaCl), silvita (KCl) e carnalita (KCl∙MgCl2∙6H2O). A água do mar é uma fonte de Br2, mas concentrações mais significativas de íons brometo (Br-) são encontradas em lagos salgados e poços de salmouras naturais.

De todos os halogênios que ocorrem naturalmente, o iodo é o menos abundante. Ocorre na forma de íon iodeto (I-) nos oceanos, sendo absorvido pelas algas marinhas (das quais é possível extraí-lo).

O astato, devido a seus radioisótopos terem meia-vida curta, não é encontrado na natureza em quantidades apreciáveis. Contudo, traços desse elemento podem ser detectados como produtos intermediários do decaimento de elementos radioativos, como no decaimento do 218Po.

Leia também: Calcogênios — os elementos do grupo 16 da Tabela Periódica

Ligações químicas de halogênios

Os halogênios, como ametais, realizam ligações covalentes. Destaca-se, entretanto, alguns comportamentos do elemento flúor.

Quando o flúor se liga a outro elemento químico (X), a ligação X–F é mais forte que a ligação X–Cl correspondente, o que é ainda intensificado se X for um átomo que não possua pares de elétrons não ligantes. Isso devido ao pequeno tamanho do átomo de flúor e de sua alta eletronegatividade.

Outra coisa que chama a atenção no flúor é baixa energia de dissociação, ou seja, é necessária pouca energia para separar os átomos de flúor no F2. Isso impacta significativamente na alta reatividade do flúor. Era esperado que, por ser um átomo menor, o flúor tivesse uma alta energia de dissociação, já que a distância interatômica é a menor entre todos os halogênios (143 pm).

Contudo, percebe-se que a ligação F–F é tão fraca quanto a ligação I–I, uma molécula cuja distância interatômica é de 266 pm. Para se ter noção, são necessários 158,8 kJ para dissociar 1 mol de moléculas F2, enquanto são necessários 151,1 kJ para dissociar 1 mol de moléculas I2.

A fraqueza da ligação F–F pode ser explicada pela presença dos elétrons não ligantes no F2, que causam uma grande repulsão eletrônica, visto o pequeno volume molecular. Essa repulsão, inclusive, aumenta a distância entre os átomos de flúor no F2. Modelos matemáticos apontam que o esperado era uma distância interatômica de 128 pm e não de 143 pm.

Para que serve os halogênios?

A indústria de combustível nuclear utiliza grandes quantidades de F2 na produção do UF6 para o enriquecimento de urânio combustível. O HF, o BF3 e o CaF2 são produtos de flúor muito usados na indústria, bem como os clorofluorcarbonos (CFCs).

Nas estações de tratamento de água de diversos países (como no Brasil), o cloro e o flúor são adicionados na etapa de tratamento. O cloro tem função bactericida, enquanto o flúor tem função de diminuir surtos de cárie na população. Mesmo assim, os cremes dentais são comumente fabricados com fluoreto de sódio (NaF) ou monofluorfosfato de sódio.

Dentista fazendo escovação com flúor em criança.
O flúor é essencial para conter as cáries.

O cloro é muito empregado na fabricação de monômeros, como o cloreto de vinila (usado na fabricação do PVC) e o 1,2-dicloroetetno. O ClO2, dióxido de cloro, é utilizado como alvejante/branqueador na indústria de papel e celulose. Anteriormente, tal função era feita pelo próprio Cl2, mas questões ambientais o fizeram ser substituído pelo dióxido de cloro. O cloro também é importante na preparação de solventes, como o ácido clorídrico (muriático), e desinfetantes, como a água sanitária.

Desinfetante à base de cloro sendo utilizado para desinfecção de piscina.
Desinfetante à base de cloro sendo utilizado para desinfecção de piscina.

Bromo e iodo são empregados majoritariamente na confecção de compostos orgânicos em que eles estejam na composição final. Outros usos envolvem a utilização do iodeto de potássio e do brometo de prata na indústria fotográfica (embora tenha diminuído com o avanço de câmeras digitais). O bromo também está presente em substâncias chamadas de “retardantes de chama”, as quais retardam ou eliminam a ignição de materiais.

O iodo, ainda, é utilizado como contraste em exames radiológicos e é essencial para nossa vida. A Organização Mundial da Saúde ordena a adição de iodo ao sal de cozinha, de modo a conter o surto de bócio (causado pela deficiência de iodo).

Exercícios resolvidos sobre halogênios

Questão 1

(Uerj) O ânion do ácido produzido no estômago corresponde ao elemento químico pertencente ao grupo 17 e ao terceiro período da tabela de classificação periódica.

Esse ácido é denominado:

a) nítrico

b) sulfúrico

c) clorídrico

d) fluorídrico

Resposta: Letra C

Sendo do grupo 17, trata-se de um halogênio. O halogênio do terceiro período é o cloro e, assim, seu ânion é o cloreto (Cl-). Na forma de ácido, ele está como HCl, cujo nome é ácido clorídrico.

Questão 2

(Fatec SP) Cloro, bromo e iodo são elementos químicos classificados como halogênios. Logo, eles

a) localizam-se no mesmo grupo (ou família) da Tabela Periódica.

b) estão no mesmo período da Tabela Periódica.

c) possuem o mesmo número atômico.

d) apresentam mesma eletronegatividade.

e) são isótopos entre si.

Resposta: Letra A

Os halogênios são os elementos do grupo 17 da Tabela Periódica. Assim, sendo todos halogênios, todos pertencem ao mesmo grupo.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química

Escritor do artigo
Escrito por: Stéfano Araújo Novais Stéfano Araújo Novais, além de pai da Celina, é também professor de Química da rede privada de ensino do Rio de Janeiro. É bacharel em Química Industrial pela Universidade Federal Fluminense (UFF) e mestre em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

NOVAIS, Stéfano Araújo. "Halogênios"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/halogenios.htm. Acesso em 13 de julho de 2024.

De estudante para estudante


Lista de exercícios


Exercício 1

Sobre um elemento químico classificado como halogênio, são feitas as seguintes afirmações:

I. Apresenta sete elétrons na camada de valência.

II. Ao ganhar um elétron, adquire configuração eletrônica semelhante à do gás nobre hélio.

III. Apresenta brilho característico e pode ser utilizado para formar lâminas.

Quais são corretas?

a) Apenas II.

b) Apenas I e II.

c) Apenas I e III.

d) Apenas II e III.

e) I, II e III.

Exercício 2

Assinale, entre os elementos abaixo, qual é o halogênio do 5º período da tabela periódica:

a) Iodo

b) Antimônio

c) Cloro

d) Astato

e) Telúrio