Edelgassen en halogenen

Chloor is een gas, broom een vloeistof en jood een vaste stof bij kamertemperatuur, en toch staan alle drie in dezelfde kolom.

De laatste twee kolommen van het systeem staan naast elkaar maar gedragen zich tegengesteld. Groep 17, de halogenen, behoort tot de reactiefste elementen die we kennen. Groep 18, de edelgassen, tot de minst reactieve. Het verschil tussen beide is één elektron, en naar dat ene elektron kijken verklaart een groot deel van de scheikunde.

Edelgassen: volle schillen

Helium, neon, argon, krypton, xenon en radon hebben volledig gevulde buitenste schillen: 2 elektronen voor helium, 8 voor de rest. Een volle schil is een heel stabiele rangschikking. De atomen hebben geen sterke neiging elektronen te verliezen, te winnen of te delen, dus ze bestaan als losse atomen in plaats van moleculen en reageren alleen onder bijzondere omstandigheden. Xenon vormt wel verbindingen met fluor en zuurstof, maar helium, neon en argon vormen onder normale omstandigheden helemaal geen stabiele verbindingen.

Lage reactiviteit maakt ze nuttig. Argon vormt bijna 1% van de lucht en wordt gebruikt om gloeilampen te vullen en om heet metaal tijdens het lassen af te schermen, omdat het niet reageert met de gloeidraad of het gesmolten metaal. Helium is lichter dan lucht en brandt niet, daarom vult het feestballonnen en luchtschepen in plaats van waterstof. Neon gloeit rood-oranje als er elektriciteit doorheen gaat, wat neonreclames hun naam gaf.

Halogenen: één elektron tekort

Fluor, chloor, broom, jood en astaat hebben 7 buitenste elektronen, één tekort voor een volle schil. Eén elektron winnen geeft ze dezelfde rangschikking als het edelgas naast hen, dus ze trekken gretig elektronen van andere atomen af. Daarom hebben ze zo'n hoge elektronegativiteit en zijn ze als zuivere elementen gevaarlijk. Chloorgas tast de longen aan; fluor reageert met bijna alles, zelfs glas. De naam halogeen komt van Griekse woorden die "zoutmaker" betekenen, omdat ze met metalen combineren tot zouten zoals natriumchloride.

Langs de groep omlaag worden de moleculen (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) groter en zwaarder, en de krachten ertussen groeien. Bij kamertemperatuur zijn fluor en chloor gassen, is broom een roodbruine vloeistof en is jood een donkere vaste stof die violette damp afgeeft. De PubChem-smeltpunten in het model laten de stijging zien: fluor 53.53 K, chloor 171.65 K, broom 265.95 K en jood 386.85 K, ongeveer 114 °C. De reactiviteit loopt andersom: fluor is het reactiefst en elk halogeen eronder is wat minder happig op een elektron.

Getemd in verbindingen zijn halogenen overal in het dagelijks leven. Keukenzout is natriumchloride. Kleine hoeveelheden chloor worden aan leidingwater en zwembaden toegevoegd om kiemen te doden. Veel tandpasta's bevatten fluoride, en zout wordt vaak met toegevoegd jodium verkocht, omdat het lichaam een beetje jood nodig heeft om schildklierhormonen te maken. In elk geval is het halogeen aanwezig als negatief ion of in een verbinding, niet als het gevaarlijke zuivere element.