Par ordre alphabétique, quel est le premier des cinq halogènes du tableau périodique
Astatine
Le nom du fluor vient du mot latin fluere, qui signifie « couler ». Le nom du chlore vient du mot grec chloros, qui signifie « jaune verdâtre ». Le nom du brome vient du mot grec bromos, qui signifie « puanteur ». Le nom de l'iode vient du mot grec iodes, qui signifie « violette ». Le nom d'Astatine vient du mot grec astatos, qui signifie « instable ».
Les halogènes ou éléments halogènes ( ) sont un groupe du tableau périodique composé de cinq éléments chimiquement liés : le fluor (F), le chlore (Cl), le brome (Br), l'iode (I) et l'astatine (At). L'élément créé artificiellement 117 (ununseptium) peut également être un halogène. Dans la nomenclature moderne de l'IUPAC, ce groupe est connu sous le nom de groupe 17.
Le nom « halogène » signifie « producteur de sel ». Lorsque les halogènes réagissent avec les métaux, ils produisent une large gamme de sels, notamment le fluorure de calcium, le chlorure de sodium (sel de table courant), le bromure d'argent et l'iodure de potassium.
Le groupe des halogènes est le seul groupe du tableau périodique qui contient des éléments dans trois des quatre principaux états de la matière à température et pression standard. Tous les halogènes forment des acides lorsqu'ils sont liés à l'hydrogène. La plupart des halogènes sont généralement produits à partir de minéraux ou de sels. Les halogènes moyens, à savoir le chlore, le brome et l'iode, sont souvent utilisés comme désinfectants. Les organobromures constituent la classe la plus importante de retardateurs de flamme. Les halogènes élémentaires sont dangereusement toxiques, voire potentiellement mortels.
Histoire
Le spath fluoré, un minéral fluoré, était connu dès 1529. Les premiers chimistes se sont rendu compte que les composés fluorés contenaient un élément non découvert, mais n'ont pas pu l'isoler. En 1869, George Gore, un chimiste anglais, fit passer un courant électrique dans l'acide fluorhydrique et découvrit le fluor, mais il fut incapable de prouver ses résultats à l'époque. En 1886, Henri Moissan, chimiste à Paris, effectua l'électrolyse du bifluorure de potassium dissous dans de l'acide fluorhydrique sans eau et produisit avec succès du fluor.
L'acide chlorhydrique était connu des alchimistes et des premiers chimistes. Cependant, le chlore élémentaire n'a été produit qu'en 1774, lorsque Carl Wilhelm Scheele a chauffé de l'acide chlorhydrique avec du dioxyde de manganèse. Scheele a appelé l'élément « acide muriatique déphlogistiqué », c'est ainsi que le chlore était connu pendant 33 ans. En 1807, Humphry Davy étudia le chlore et découvrit qu’il s’agissait d’un véritable élément. Le chlore a été utilisé comme gaz toxique pendant la Première Guerre mondiale.
Le brome a été découvert dans les années 1820 par Antoine-Jérôme Balard. Balard a découvert le brome en faisant passer du chlore gazeux à travers un échantillon de saumure. Il avait initialement proposé le nom muride pour le nouvel élément, mais l'Académie française a changé le nom de l'élément en brome.
L'iode a été découvert par Bernard Courtois, qui utilisait des cendres d'algues dans le cadre d'un procédé de fabrication du salpêtre. Courtois faisait généralement bouillir les cendres d'algues avec de l'eau pour générer du chlorure de potassium. Cependant, en 1811, Courtois ajouta de l'acide sulfurique à son procédé et découvrit que son procédé produisait des fumées violettes qui se condensaient en cristaux noirs. Soupçonnant que ces cristaux étaient un élément nouveau, Courtois envoya des échantillons à d'autres chimistes pour enquête. Joseph Gay-Lussac a prouvé que l'iode était un nouvel élément.
En 1931, Fred Allison prétendait avoir découvert l'élément 85 avec une machine magnéto-optique et avait nommé l'élément Alabamine, mais il se trompait. En 1937, Jajendralal De prétendait avoir découvert l’élément 85 dans les minéraux et l’appelait dakine, mais il se trompait également. Une tentative de découverte de l'élément 85 en 1939 par Horia Hulublei et Yvette Cauchois par spectroscopie a également échoué, tout comme celle de Walter Minder la même année, qui a découvert un élément semblable à l'iode résultant de la désintégration bêta du radium. L'élément 85, désormais appelé astatine, a été produit avec succès en 1940 par Dale R. Corson, K.R. Mackenzie et Emilio G. Segrè, qui ont bombardé le bismuth avec des particules alpha.
Étymologie
En 1842, le chimiste suédois Jöns Jakob Berzelius proposa le terme « halogène » – ἅλς (háls), « sel » ou « mer », et γεν- (gen-), « produire » – pour les quatre éléments (fluor, chlore, brome et iode) qui produisent une substance semblable au sel marin lorsqu'ils forment un composé avec un métal. Le mot « halogène » avait en fait été proposé pour la première fois en 1811 par Johann Salomo Christoph Schweigger comme nom pour l'élément chlore nouvellement découvert, mais le terme proposé par Davy pour cet élément l'a finalement emporté, et le terme de Schweigger a été conservé à la suggestion de Berzelius comme terme. pour le groupe d’éléments qui contient du chlore.
Le nom du fluor vient du mot latin fluere, qui signifie « couler ». Le nom du chlore vient du mot grec chloros, qui signifie « jaune verdâtre ». Le nom du brome vient du mot grec bromos, qui signifie « puanteur ». Le nom de l'iode vient du mot grec iodes, qui signifie « violette ». Le nom d'Astatine vient du mot grec astatos, qui signifie « instable ».
Caractéristiques
Chimique
Les halogènes montrent des tendances dans l'énergie de liaison chimique se déplaçant du haut vers le bas de la colonne du tableau périodique, le fluor s'écartant légèrement. (Il suit la tendance à avoir l'énergie de liaison la plus élevée dans les composés avec d'autres atomes, mais il a des liaisons très faibles au sein de la molécule diatomique F2.) Cela signifie que, à mesure que vous parcourez le tableau périodique, la réactivité de l'élément diminuera en raison de la taille croissante des atomes.
Les halogènes sont très réactifs et, en tant que tels, peuvent être nocifs ou mortels pour les organismes biologiques en quantités suffisantes. Cette réactivité élevée est due à la forte électronégativité des atomes due à leur charge nucléaire effective élevée. Étant donné que les halogènes ont sept électrons de valence dans leur niveau d'énergie le plus externe, ils peuvent gagner un électron en réagissant avec les atomes d'autres éléments pour satisfaire à la règle de l'octet. Le fluor est l'un des éléments les plus réactifs, attaquant des matériaux autrement inertes tels que le verre et formant des composés avec les gaz rares habituellement inertes. C'est un gaz corrosif et hautement toxique. La réactivité du fluor est telle que, s'il est utilisé ou stocké dans de la verrerie de laboratoire, il peut réagir avec le verre en présence de petites quantités d'eau pour former du tétrafluorure de silicium (SiF4). Ainsi, le fluor doit être manipulé avec des substances telles que le Téflon (qui est lui-même un composé organofluoré), le verre extrêmement sec ou des métaux comme le cuivre ou l'acier, qui forment une couche protectrice de fluorure à leur surface.
La grande réactivité du fluor permet paradoxalement des liaisons parmi les plus fortes possibles, notamment au carbone. Par exemple, le téflon est du fluor lié au carbone et est extrêmement résistant aux attaques thermiques et chimiques et possède un point de fusion élevé.
Molécules
Molécules halogènes diatomiques
Les halogènes forment des molécules diatomiques homonucléaires (non prouvées pour l'astatine).
En raison de forces intermoléculaires relativement faibles, le chlore et le fluor font partie du groupe appelé « gaz élémentaires ».
Les éléments deviennent moins réactifs et ont des points de fusion plus élevés à mesure que le numéro atomique augmente. Les points de fusion plus élevés sont causés par des forces de dispersion de Londres plus fortes résultant d’un plus grand nombre d’électrons.
Composés
Halogénures d'hydrogène
Il a été observé que tous les halogènes réagissent avec l’hydrogène pour former des halogénures d’hydrogène. Pour le fluor, le chlore et le brome, cette réaction se présente sous la forme de :
H2 + X2 → 2HX
Cependant, l’iodure d’hydrogène et l’hydrogène astatide peuvent se diviser en leurs éléments constitutifs.
Les réactions hydrogène-halogène deviennent progressivement moins réactives envers les halogènes plus lourds. Une réaction fluor-hydrogène est explosive même lorsqu’il fait sombre et froid. Une réaction chlore-hydrogène est également explosive, mais uniquement en présence de lumière et de chaleur. Une réaction brome-hydrogène est encore moins explosive ; il n'est explosif que lorsqu'il est exposé aux flammes. L'iode et l'astatine ne réagissent que partiellement avec l'hydrogène, formant des équilibres.
Tous les halogènes forment des composés binaires avec l'hydrogène appelés halogénures d'hydrogène : fluorure d'hydrogène (HF), chlorure d'hydrogène (HCl), bromure d'hydrogène (HBr), iodure d'hydrogène (HI) et astatide d'hydrogène (HAt). Tous ces composés forment des acides lorsqu’ils sont mélangés à l’eau. Le fluorure d'hydrogène est le seul halogénure d'hydrogène qui forme des liaisons hydrogène. L'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique, l'acide iodhydrique et l'acide hydroastatique sont tous des acides forts, mais l'acide fluorhydrique est un acide faible.
Tous les halogénures d'hydrogène sont irritants. Le fluorure d'hydrogène et le chlorure d'hydrogène sont très acides. Le fluorure d'hydrogène est utilisé comme produit chimique industriel et est hautement toxique, provoquant un œdème pulmonaire et endommageant les cellules. Le chlorure d'hydrogène est également un produit chimique dangereux. L'inhalation de gaz contenant plus de cinquante parties par million de chlorure d'hydrogène peut entraîner la mort chez l'homme. Le bromure d'hydrogène est encore plus toxique et irritant que le chlorure d'hydrogène. Respirer un gaz contenant plus de trente parties par million de bromure d'hydrogène peut être mortel pour les humains. L'iodure d'hydrogène, comme les autres halogénures d'hydrogène, est toxique.
Halogénures métalliques
On sait que tous les halogènes réagissent avec le sodium pour former du fluorure de sodium, du chlorure de sodium, du bromure de sodium, de l'iodure de sodium et de l'astatide de sodium. La réaction du sodium chauffé avec les halogènes produit des flammes orange vif. La réaction du sodium avec le chlore se présente sous la forme de :
Le fer réagit avec le fluor, le chlore et le brome pour former des halogénures de fer (III). Ces réactions se présentent sous la forme de :
Cependant, lorsque le fer réagit avec l’iode, il ne forme que de l’iodure de fer (II).
La laine de fer peut réagir rapidement avec le fluor pour former le fluorure de fer (III), un composé blanc, même à des températures froides. Lorsque le chlore entre en contact avec du fer chauffé, il réagit pour former du chlorure de fer noir (III). Cependant, si les conditions de réaction sont humides, cette réaction donnera plutôt un produit brun rougeâtre. Le fer peut également réagir avec le brome pour former du bromure de fer (III). Ce composé est brun rougeâtre dans des conditions sèches. La réaction du fer avec le brome est moins réactive que sa réaction avec le fluor ou le chlore. Le fer chaud peut également réagir avec l'iode, mais il forme de l'iodure de fer (II). Ce composé peut être gris, mais la réaction est toujours contaminée par un excès d'iode, donc on ne le sait pas avec certitude. La réaction du fer avec l'iode est moins vigoureuse que sa réaction avec les halogènes plus légers.
Composés interhalogènes
Les composés interhalogènes se présentent sous la forme XYn où X et Y sont des halogènes et n vaut un, trois, cinq ou sept. Les composés interhalogènes contiennent au plus deux halogènes différents. Les gros interhalogènes, tels que ceux qui peuvent être produits par une réaction d'un halogène pur avec un interhalogène plus petit tel que . Tous les interhalogènes sauf l'heptafluorure d'iode| peut être produit en combinant directement des halogènes purs dans diverses conditions.
Les interhalogènes sont généralement plus réactifs que toutes les molécules halogènes diatomiques, à l'exception du F2, car les liaisons interhalogènes sont plus faibles. Cependant, les propriétés chimiques des interhalogènes sont encore à peu près les mêmes que celles des halogènes diatomiques. De nombreux interhalogènes sont constitués d’un ou plusieurs atomes de fluor liés à un halogène plus lourd. Le chlore peut se lier à jusqu'à 3 atomes de fluor, le brome peut se lier à jusqu'à cinq atomes de fluor et l'iode peut se lier à jusqu'à sept atomes de fluor. La plupart des composés interhalogènes sont des gaz covalents. Cependant, certains interhalogènes sont liquides, tels que BrF3, et de nombreux interhalogènes contenant de l'iode sont des solides.
Composés organohalogénés
De nombreux composés organiques synthétiques tels que les polymères plastiques, et quelques composés naturels, contiennent des atomes d'halogène ; ceux-ci sont connus sous le nom de composés halogénés ou halogénures organiques. Le chlore est de loin l’halogène le plus abondant dans l’eau de mer et le seul dont les humains ont besoin en quantités relativement importantes (sous forme d’ions chlorure). Par exemple, les ions chlorure jouent un rôle clé dans le fonctionnement cérébral en négociant l’action du transmetteur inhibiteur GABA et sont également utilisés par l’organisme pour produire de l’acide gastrique. L'iode est nécessaire à l'état de traces pour la production d'hormones thyroïdiennes telles que la thyroxine. Les organohalogénés sont également synthétisés par la réaction d'abstraction nucléophile.
Composés polyhalogénés
Les composés polyhalogénés sont des composés créés industriellement et remplacés par plusieurs halogènes. Beaucoup d’entre eux sont très toxiques et bioaccumulables chez l’homme et ont un domaine d’application très large. Ils comprennent les PCB, les PBDE et les composés perfluorés (PFC), ainsi que de nombreux autres composés.
Réactions
Réactions avec l'eau
Le fluor réagit vigoureusement avec l'eau pour produire de l'oxygène (O2) et du fluorure d'hydrogène (HF) :
Le chlore a une solubilité maximale d'env. 7,1 g Cl2 par kg d'eau à température ambiante (21 °C). Le chlore dissous réagit pour former de l'acide chlorhydrique (HCl) et de l'acide hypochloreux, une solution qui peut être utilisée comme désinfectant ou agent de blanchiment :
Le brome a une solubilité de 3,41 g pour 100 g d'eau, mais il réagit lentement pour former du bromure d'hydrogène (HBr) et de l'acide hypobromeux (HBrO) :
Cependant, l'iode est peu soluble dans l'eau (0,03 g/100 g d'eau à 20 °C) et ne réagit pas avec elle. Cependant, l'iode formera une solution aqueuse en présence d'ion iodure, par exemple par addition d'iodure de potassium (KI), car l'ion triiodure est formé.
Physique et atomique
Le tableau ci-dessous est un résumé des principales propriétés physiques et atomiques des halogènes. Les données marquées d'un point d'interrogation sont soit incertaines, soit sont des estimations partiellement basées sur des tendances périodiques plutôt que sur des observations.
Isotopes
Le fluor possède un isotope stable et naturel, le fluor-19. Cependant, il existe des traces dans la nature de l'isotope radioactif fluor-23, qui se produit via la désintégration en grappe du protactinium-231. Au total, dix-huit isotopes du fluor ont été découverts, avec des masses atomiques allant de 14 à 31. Le chlore possède deux isotopes stables et naturels, le chlore-35 et le chlore-37. Cependant, il existe des traces dans la nature de l'isotope chlore-36, qui se produit par spallation de l'argon-36. Au total, 24 isotopes du chlore ont été découverts, avec des masses atomiques allant de 28 à 51.
Il existe deux isotopes stables et naturels du brome, le brome-79 et le brome-81. Au total, 32 isotopes du brome ont été découverts, avec des masses atomiques allant de 67 à 98. Il existe un isotope stable et naturel de l'iode, l'iode-127. Cependant, il existe des traces dans la nature de l'isotope radioactif iode-129, qui se produit par spallation et par désintégration radioactive de l'uranium dans les minerais. Plusieurs autres isotopes radioactifs de l'iode ont également été créés naturellement via la désintégration de l'uranium. Au total, 38 isotopes de l'iode ont été découverts, avec des masses atomiques allant de 108 à 145.
Il n'existe pas d'isotopes stables de l'astatine. Cependant, il existe trois isotopes radioactifs naturels de l'astatine produits par la désintégration radioactive de l'uranium, du neptunium et du plutonium. Ces isotopes sont l'astatine-215, l'astatine-217 et l'astatine-219. Au total, 31 isotopes de l'astate ont été découverts, avec des masses atomiques allant de 193 à 223.
Production
Environ six millions de tonnes de fluorine, un minéral fluoré, sont produites chaque année. Quatre cent mille tonnes d'acide fluorhydrique sont produites chaque année. Le fluor gazeux est fabriqué à partir d’acide fluorhydrique produit comme sous-produit de la fabrication de l’acide phosphorique. Environ 15 000 tonnes de fluor gazeux sont produites chaque année.
Le minéral halite est le minéral le plus couramment extrait pour le chlore, mais les minéraux carnallite et sylvite sont également extraits pour le chlore. Quarante millions de tonnes de chlore sont produites chaque année par électrolyse des saumures.
Environ 450 000 tonnes de brome sont produites chaque année. Cinquante pour cent de tout le brome produit est produit aux États-Unis, 35 % en Israël et la majeure partie du reste en Chine. Historiquement, le brome était produit en ajoutant de l’acide sulfurique et de la poudre décolorante à de la saumure naturelle. Cependant, à l’époque moderne, le brome est produit par électrolyse, une méthode inventée par Herbert Dow. Il est également possible de produire du brome en faisant passer du chlore dans l’eau de mer, puis en faisant passer de l’air dans l’eau de mer.
En 2003, 22 000 tonnes d'iode ont été produites. Le Chili produit 40 % de tout l’iode produit, le Japon 30 % et de plus petites quantités sont produites en Russie et aux États-Unis. Jusque dans les années 1950, l’iode était extrait du varech. Cependant, à l’époque moderne, l’iode est produit par d’autres moyens. L'iode est produit en mélangeant du dioxyde de soufre avec des minerais de nitrate, qui contiennent des iodates. L'iode est également extrait des gisements de gaz naturel.
Même si l’astate est d’origine naturelle, elle est généralement produite en bombardant le bismuth avec des particules alpha.
Applications
Le chlore et le brome sont utilisés comme désinfectants pour l’eau potable, les piscines, les plaies fraîches, les spas, la vaisselle et les surfaces. Ils tuent les bactéries et autres micro-organismes potentiellement nocifs grâce à un processus appelé stérilisation. Leur réactivité est également mise à profit en blanchiment. L'hypochlorite de sodium, produit à partir de chlore, est l'ingrédient actif de la plupart des agents de blanchiment pour tissus, et des agents de blanchiment dérivés du chlore sont utilisés dans la production de certains produits en papier. Le chlore réagit également avec le sodium pour créer du chlorure de sodium, autre nom du sel de table.
Les lampes halogènes sont un type de lampe à incandescence utilisant un filament de tungstène dans des ampoules contenant de petites quantités d'halogène, comme de l'iode ou du brome. Cela permet de produire des lampes beaucoup plus petites que les ampoules à incandescence non halogènes pour la même puissance. Le gaz réduit l'amincissement du filament et le noircissement de l'intérieur de l'ampoule, ce qui donne une ampoule qui a une durée de vie beaucoup plus longue. Les lampes halogènes brillent à une température plus élevée (2 800 à 3 400 Kelvin) et ont une couleur plus blanche que les autres ampoules à incandescence. Cependant, cela nécessite que les ampoules soient fabriquées à partir de quartz fondu plutôt que de verre de silice pour réduire les bris.
Dans la découverte de médicaments, l’incorporation d’atomes d’halogène dans un candidat-médicament principal donne lieu à des analogues qui sont généralement plus lipophiles et moins solubles dans l’eau. En conséquence, les atomes d’halogène sont utilisés pour améliorer la pénétration à travers les membranes et les tissus lipidiques. Il s’ensuit que certains médicaments halogénés ont tendance à s’accumuler dans le tissu adipeux.
La réactivité chimique des atomes d'halogène dépend à la fois de leur point d'attache au plomb et de la nature de l'halogène. Les groupes halogènes aromatiques sont beaucoup moins réactifs que les groupes halogènes aliphatiques, qui peuvent présenter une réactivité chimique considérable. Pour les liaisons carbone-halogène aliphatiques, la liaison C-F est la plus forte et généralement moins réactive chimiquement que les liaisons C-H aliphatiques. Les autres liaisons aliphatiques-halogènes sont plus faibles, leur réactivité augmentant dans le tableau périodique. Elles sont généralement plus réactives chimiquement que les liaisons C-H aliphatiques. En conséquence, les substitutions halogènes les plus courantes sont les groupes fluorés et chlorés aromatiques les moins réactifs.
Rôle biologique
Les anions fluorure se trouvent dans l’ivoire, les os, les dents, le sang, les œufs, l’urine et les cheveux des organismes. Les anions fluorure en très petites quantités sont essentiels pour l’homme. Il y a 0,5 milligramme de fluor par litre de sang humain. Les os humains contiennent 0,2 à 1,2 % de fluor. Les tissus humains contiennent environ 50 parties par milliard de fluor. Un humain typique de 70 kilogrammes contient 3 à 6 grammes de fluor.
Les anions chlorure sont essentiels à un grand nombre d’espèces, y compris les humains. La concentration de chlore dans le poids sec des céréales est de 10 à 20 parties par million, tandis que dans les pommes de terre, la concentration de chlorure est de 0,5 %. La croissance des plantes est affectée par les niveaux de chlorure dans le sol tombant en dessous de 2 parties par million. Le sang humain contient en moyenne 0,3 % de chlore. Les os humains contiennent généralement 900 parties par million de chlore. Les tissus humains contiennent environ 0,2 à 0,5 % de chlore. Il y a un total de 95 grammes de chlore dans un être humain typique de 70 kilogrammes.
Une certaine quantité de brome sous forme d’anion bromure est présente dans tous les organismes. Le rôle biologique du brome chez l’homme n’a pas été prouvé, mais certains organismes contiennent des composés organobromés. Les humains consomment généralement 1 à 20 milligrammes de brome par jour. Il y a généralement 5 parties par million de brome dans le sang humain, 7 parties par million de brome dans les os humains et 7 parties par million de brome dans les tissus humains. Un humain typique de 70 kilogrammes contient 260 milligrammes de brome.
Les humains consomment généralement moins de 100 microgrammes d’iode par jour. Une carence en iode peut entraîner une déficience intellectuelle. Les composés organo-iodés sont présents chez l'homme dans certaines glandes, en particulier la glande thyroïde, ainsi que dans l'estomac, l'épiderme et le système immunitaire. Les aliments contenant de l'iode comprennent la morue, les huîtres, les crevettes, le hareng, les homards, les graines de tournesol, les algues et les champignons. Cependant, l’iode n’est pas connu pour jouer un rôle biologique dans les plantes. Il y a généralement 0,06 milligramme par litre d'iode dans le sang humain, 300 parties par milliard d'iode dans les os humains et 50 à 700 parties par milliard d'iode dans les tissus humains. Il y a 10 à 20 milligrammes d’iode dans un être humain typique de 70 kilogrammes.
L'astatine n'a aucun rôle biologique.
Toxicité
Les halogènes ont tendance à diminuer en toxicité par rapport aux halogènes plus lourds.
Le gaz fluor est extrêmement toxique ; respirer du fluor gazeux à une concentration de 0,1 % pendant plusieurs minutes est mortel. L'acide fluorhydrique est également toxique, car il peut pénétrer dans la peau et provoquer des brûlures très douloureuses. De plus, les anions fluorure sont toxiques, mais pas aussi toxiques que le fluor pur. Le fluorure peut être mortel en quantités de 5 à 10 grammes. Une consommation prolongée de fluorure au-dessus de concentrations de 1,5 mg/L est associée à un risque de fluorose dentaire, un état esthétique des dents. À des concentrations supérieures à 4 mg/L, il existe un risque accru de développer une fluorose squelettique, une affection dans laquelle les fractures osseuses deviennent plus fréquentes en raison du durcissement des os. Les niveaux actuellement recommandés pour la fluoration de l'eau, un moyen de prévenir les caries dentaires, vont de 0,7 à 1,2 mg/L pour éviter les effets néfastes du fluor tout en en récoltant les bénéfices. Les personnes dont les niveaux se situent entre les niveaux normaux et ceux requis pour la fluorose squelettique ont tendance à présenter des symptômes similaires à ceux de l'arthrite.
Le chlore gazeux est très toxique. L'inhalation de chlore à une concentration de 3 parties par million peut rapidement provoquer une réaction toxique. Respirer du chlore à une concentration de 50 parties par million est très dangereux. Respirer du chlore à une concentration de 500 parties par million pendant quelques minutes est mortel. Respirer du chlore gazeux est très douloureux. L'acide chlorhydrique est un produit chimique dangereux.
Le brome pur est quelque peu toxique, mais moins toxique que le fluor et le chlore. Cent milligrammes de brome sont mortels. Les anions bromure sont également toxiques, mais moins que le brome. Le bromure a une dose mortelle de 30 grammes.
L'iode est quelque peu toxique, pouvant irriter les poumons et les yeux, avec une limite de sécurité de 1 milligramme par mètre cube. Lorsqu'ils sont pris par voie orale, 3 grammes d'iode peuvent être mortels. Les anions iodure sont pour la plupart non toxiques, mais ils peuvent également être mortels s'ils sont ingérés en grande quantité.
L'astatine est très radioactive et donc très dangereuse.
Superhalogène
Certains amas d'aluminium ont des propriétés de superatome. Ces amas d'aluminium sont générés sous forme d'anions (avec n 1, 2, 3, ... ) dans de l'hélium gazeux et réagissent avec un gaz contenant de l'iode. Lorsqu'il est analysé par spectrométrie de masse, l'un des principaux produits de réaction s'avère être . Ces amas de 13 atomes d'aluminium additionnés d'un électron supplémentaire ne semblent pas réagir avec l'oxygène lorsqu'il est introduit dans le même flux gazeux. En supposant que chaque atome libère ses 3 électrons de valence, cela signifie que 40 électrons sont présents, ce qui est l'un des nombres magiques du sodium et implique que ces nombres reflètent les gaz rares.
Les calculs montrent que l’électron supplémentaire est situé dans l’amas d’aluminium, à l’emplacement directement opposé à l’atome d’iode. L'amas doit donc avoir une affinité électronique plus élevée pour l'électron que l'iode et c'est pourquoi l'amas d'aluminium est appelé superhalogène (c'est-à-dire que les énergies verticales de détachement électronique des fragments qui composent les ions négatifs sont plus grandes que celles de n'importe quel atome d'halogène). Le composant cluster dans l’ion est similaire à un ion iodure ou à un ion bromure. On s’attend à ce que l’amas associé se comporte chimiquement comme l’ion triiodure.