Si vous cherchez les halogènes dans le tableau périodique, regardez la colonne du groupe 17, près de son bord droit. Elle réunit six éléments, mais tous ne sont pas également bien étudiés : les plus lourds sont radioactifs, et la chimie du tennesse reste largement méconnue. Leur point commun essentiel se trouve dans la couche électronique externe, qui aide à expliquer leurs ressemblances et l’évolution de leurs propriétés du haut vers le bas de la colonne.
Où se trouvent les halogènes dans le tableau périodique ?
Les six halogènes sont le fluor (F), le chlore (Cl), le brome (Br), l’iode (I), l’astate (At) et le tennesse (Ts). Ils occupent la même colonne, celle du groupe 17, dans le bloc p. Vous pouvez repérer leurs positions successives dans le tableau périodique interactif.
Le fluor, le chlore, le brome et l’iode sont les membres les mieux connus en chimie courante. L’astate est radioactif et rare; le tennesse est synthétique et extrêmement difficile à étudier. La mention de ces deux derniers dans la famille traduit leur position dans le tableau, mais ne signifie pas que leurs propriétés soient aussi bien documentées que celles de leurs voisins plus légers.
Pourquoi ont-ils des propriétés chimiques proches ?
Les halogènes ont sept électrons sur leur couche externe, de configuration générale ns²np⁵. Il leur manque donc un électron pour compléter cette couche. Cette configuration commune explique une partie de leurs ressemblances : ils ont tendance à former des ions négatifs de charge −1, appelés halogénures, ou à partager des électrons dans des liaisons covalentes. Leur nom évoque d’ailleurs la formation de sels, comme le chlorure de sodium.
À l’état élémentaire, les quatre halogènes les plus courants forment des molécules diatomiques : F₂, Cl₂, Br₂ et I₂. Ils réagissent avec de nombreux éléments, mais le risque et l’intensité de leurs effets dépendent de la substance et de ses conditions d’emploi. Le dichlore, par exemple, est un gaz toxique et irritant, comme le rappelle l’Institut UTINAM du CNRS.
Quelles tendances observe-t-on en descendant la colonne ?
En descendant du fluor vers l’iode, les atomes deviennent plus gros et leurs électrons externes sont en moyenne plus éloignés du noyau. Les valeurs d’électronégativité fournies par le gabarit diminuent ainsi : 3,98 pour le fluor, 3,16 pour le chlore, 2,96 pour le brome et 2,66 pour l’iode. L’électronégativité mesure la capacité d’un atome engagé dans une liaison à attirer vers lui les électrons partagés. La tendance générale est à une réactivité plus faible vers le bas de la famille, même si la réactivité observée dépend aussi de la réaction considérée.
Les états physiques évoluent également : le fluor et le chlore sont des gaz, le brome est un liquide et l’iode un solide dans les conditions ordinaires. En descendant la famille, les molécules sont plus facilement polarisées, ce qui renforce leurs attractions mutuelles et contribue à l’augmentation des températures de changement d’état. Le di-iode solide peut, par exemple, produire des vapeurs violettes lorsqu’il est légèrement chauffé.
Quels membres rencontre-t-on dans les usages courants ?
Le fluor est surtout connu à travers ses composés, plutôt que sous forme de gaz élémentaire. Pour distinguer l’élément de ses composés et consulter ses données, retrouvez la fiche du fluor. Le chlore est présent dans de nombreux composés chlorés; sous forme de dichlore, il sert notamment au traitement de l’eau, mais reste dangereux à manipuler. La fiche du chlore permet de situer ces formes chimiques sans les confondre.
Le brome apparaît dans des composés utilisés notamment dans l’industrie chimique. L’élément pur, le dibrome Br₂, est un liquide volatil dont les vapeurs sont corrosives et toxiques; l’Institut UTINAM du CNRS décrit ces risques et sa présence dans les saumures. Consultez la fiche du brome pour ses caractéristiques propres. L’iode, lui, est employé sous forme de composés iodés, notamment dans certains produits antiseptiques; ce n’est pas une raison pour assimiler les risques d’un composé donné à ceux de tous les halogènes.
L’appartenance à une même famille est donc un indice utile, pas une garantie de comportement identique. Les sept électrons externes éclairent la chimie commune, tandis que la taille atomique, l’état physique, la réactivité et les propriétés des composés varient d’un membre à l’autre.