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À première vue, il peut sembler que l'hydrogène et les halogènes sont des éléments similaires. Avec des configurations électroniques et des propriétés moléculaires similaires (l'hydrogène et tous les éléments halogènes forment des molécules diatomiques), il existe certainement des parallèles entre l'hydrogène et les éléments halogènes. Un examen plus attentif de ces éléments révèle cependant que l'hydrogène doit rester séparé des éléments halogènes.
Les types
Alors que l’hydrogène est un élément unique possédant des propriétés uniques, les halogènes constituent un ensemble d’éléments. Il existe cinq éléments halogènes connus au total: fluor, chlore, brome, iode et astatine. Les halogènes occupent le groupe 17 du tableau périodique.
Caractéristiques
L'hydrogène et les halogènes sont tous des éléments non métalliques, mais ils se comportent très différemment. L'hydrogène se combine souvent avec des ions négatifs non métalliques pour former des acides et des molécules organiques. Les halogènes, par contre, ne forment que des ions chargés négativement, qui réagissent avec les ions métalliques positifs pour former des composés ioniques comme des sels.
Similitudes
La principale similitude entre l'hydrogène et les halogènes est la configuration électronique. L'hydrogène a un électron dans sa couche d'électrons, ce qui nécessite un électron supplémentaire pour remplir cette couche. Les halogènes ont tous sept électrons dans leurs couches externes. Ces couches d'électrons ont toutes besoin de huit électrons pour être complétées, de sorte qu'il manque également un seul électron aux halogènes. Ceci a pour effet que l’hydrogène et les éléments halogènes peuvent former des ions négatifs en ajoutant un électron à la couche externe d’énergie. Cependant, l’hydrogène forme aussi un ion positif en perdant son un électron; aucun halogène ne fait cela.
Identification
Dans son état naturel le plus simple sur Terre, l'hydrogène est un gaz moléculaire (H2) diatomique. Ce gaz est inodore, incolore et inflammable. Parmi les halogènes, seuls le fluor et le chlore sont des gaz (respectivement F2 et Cl2) naturellement présents sur Terre. Les deux sont toxiques et le fluor est de couleur verdâtre, tandis que le chlore est vert. Les autres halogènes sont de nature liquide (brome) ou solide (iode et astate).
Taille
L'une des principales causes sous-jacentes des différences entre l'hydrogène et les halogènes est la taille des atomes impliqués. Les atomes d'hydrogène sont les plus petits de tous les éléments, constitués d'un seul proton et d'un électron. Les atomes d'halogène, en revanche, peuvent être assez gros. Le plus petit halogène est le fluor, dont les atomes ont neuf protons et électrons, ainsi que 10 neutrons. Le plus grand halogène, l'astatine, contient 85 protons et 125 neutrons, ce qui donne aux atomes de cet élément une masse 210 fois supérieure à celle d'un atome d'hydrogène.