Gases nobles y halógenos

A temperatura ambiente el cloro es un gas, el bromo un líquido y el yodo un sólido, y sin embargo los tres están en la misma columna.

Las dos últimas columnas de la tabla están una al lado de la otra, pero se comportan como opuestas. El grupo 17, los halógenos, está entre los elementos más reactivos que se conocen. El grupo 18, los gases nobles, está entre los menos reactivos. La diferencia entre ellos es un solo electrón, y mirar ese electrón explica buena parte de la química.

Gases nobles: capas completas

El helio, el neón, el argón, el kriptón, el xenón y el radón tienen la capa externa completamente llena: 2 electrones el helio, 8 los demás. Una capa llena es una distribución muy estable. Los átomos no tienen una tendencia fuerte a perder, ganar ni compartir electrones, así que existen como átomos sueltos y no como moléculas, y solo reaccionan en condiciones especiales. El xenón sí forma compuestos con el flúor y el oxígeno, pero el helio, el neón y el argón no forman ningún compuesto estable en condiciones normales.

Su baja reactividad los hace útiles. El argón forma casi el 1 % del aire y se usa para llenar bombillas y para proteger el metal caliente mientras se suelda, porque no reacciona con el filamento incandescente ni con el metal fundido. El helio es más ligero que el aire y no arde, por eso llena los globos de fiesta y los dirigibles en lugar del hidrógeno. El neón brilla de color rojo anaranjado cuando pasa electricidad por él, y de ahí viene el nombre de los letreros de neón.

Halógenos: les falta un electrón

El flúor, el cloro, el bromo, el yodo y el astato tienen 7 electrones externos, uno menos que una capa completa. Ganar un solo electrón les da la misma distribución que el gas noble de al lado, así que arrancan electrones a otros átomos con avidez. Por eso tienen una electronegatividad tan alta y por eso son peligrosos como elementos puros. El cloro gaseoso ataca los pulmones; el flúor reacciona con casi todo, incluso con el vidrio. El nombre halógeno viene de palabras griegas que significan «formador de sal», porque se combinan con los metales para formar sales como el cloruro de sodio.

Al bajar por el grupo, las moléculas (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) se vuelven más grandes y pesadas, y las fuerzas entre ellas crecen. A temperatura ambiente el flúor y el cloro son gases, el bromo es un líquido pardo rojizo y el yodo es un sólido oscuro que desprende un vapor violeta. Los puntos de fusión de PubChem en el modelo muestran la subida: flúor 53.53 K, cloro 171.65 K, bromo 265.95 K y yodo 386.85 K, que son unos 114 °C. La reactividad va en sentido contrario: el flúor es el más reactivo y cada halógeno que está debajo tiene un poco menos de avidez por un electrón.

Domados dentro de compuestos, los halógenos están por todas partes en la vida diaria. La sal de mesa es cloruro de sodio. Al agua de la llave y a las piscinas se les agregan pequeñas cantidades de cloro para matar gérmenes. Muchas pastas de dientes contienen fluoruro, y la sal suele venderse con yodo añadido, porque el cuerpo necesita un poco de yodo para fabricar las hormonas tiroideas. En todos los casos el halógeno está presente como ion negativo o dentro de un compuesto, no como el peligroso elemento puro.