Halógeno

Los halógenos () son un grupo de la tabla periódica formado por seis elementos químicamente relacionados: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), astato (At) y tennessine (Ts). (Sin embargo, algunos autores excluirían la tennessina, ya que se desconoce su química y, en teoría, se espera que sea más parecida a la del galio). En la nomenclatura moderna de la IUPAC, este grupo se conoce como grupo 17.

La palabra "halógeno" significa "formador de sal" (o "fabricante de sal"). Cuando los halógenos reaccionan con los metales, producen una amplia gama de sales, incluido el fluoruro de calcio, el cloruro de sodio (sal común de mesa), el bromuro de plata y el yoduro de potasio.

El grupo de los halógenos es el único grupo de la tabla periódica que contiene elementos en tres de los principales estados de la materia a temperatura y presión estándar, aunque no muy por encima de la temperatura ambiente, lo mismo ocurre con los grupos 1 y 15 (si el fósforo blanco es tomado como el estado estándar). Todos los halógenos forman ácidos cuando se unen al hidrógeno. La mayoría de los halógenos se producen normalmente a partir de minerales o sales. Los halógenos intermedios (cloro, bromo y yodo) a menudo se usan como desinfectantes. Los organobromuros son la clase más importante de retardantes de llama, mientras que los halógenos elementales son peligrosos y pueden ser tóxicos.

Historia

El espato de flúor, mineral de flúor, se conocía desde 1529. Los primeros químicos se dieron cuenta de que los compuestos de flúor contienen un elemento no descubierto, pero no pudieron aislarlo. En 1860, George Gore, un químico inglés, pasó una corriente de electricidad a través de ácido fluorhídrico y probablemente produjo flúor, pero no pudo probar sus resultados en ese momento. En 1886, Henri Moissan, un químico de París, realizó la electrólisis del bifluoruro de potasio disuelto en fluoruro de hidrógeno anhidro y aisló con éxito el flúor.

El ácido clorhídrico era conocido por los alquimistas y los primeros químicos. Sin embargo, el cloro elemental no se produjo hasta 1774, cuando Carl Wilhelm Scheele calentó ácido clorhídrico con dióxido de manganeso. Scheele llamó al elemento "ácido muriático desflogistizado", que es como se conocía al cloro durante 33 años. En 1807, Humphry Davy investigó el cloro y descubrió que es un elemento real. El cloro combinado con ácido clorhídrico, así como ácido sulfúrico en ciertos casos creó gas de cloro que fue un gas venenoso durante la Primera Guerra Mundial. Desplazó el oxígeno en áreas contaminadas y reemplazó el aire oxigenado común con el gas de cloro tóxico. El gas quemaría el tejido humano externa e internamente, especialmente los pulmones, dificultando o imposibilitando la respiración dependiendo del nivel de contaminación.

El bromo fue descubierto en la década de 1820 por Antoine Jérôme Balard. Balard descubrió el bromo pasando cloro gaseoso a través de una muestra de salmuera. Originalmente propuso el nombre muride para el nuevo elemento, pero la Academia Francesa cambió el nombre del elemento a bromo.

El yodo fue descubierto por Bernard Courtois, quien estaba usando cenizas de algas marinas como parte de un proceso para la fabricación de salitre. Courtois solía hervir las cenizas de algas con agua para generar cloruro de potasio. Sin embargo, en 1811, Courtois agregó ácido sulfúrico a su proceso y descubrió que su proceso producía humos de color púrpura que se condensaban en cristales negros. Ante la sospecha de que estos cristales eran un elemento nuevo, Courtois envió muestras a otros químicos para que las investigaran. Joseph Gay-Lussac demostró que el yodo era un elemento nuevo.

En 1931, Fred Allison afirmó haber descubierto el elemento 85 con una máquina magnetoóptica y lo llamó Alabamine, pero se equivocó. En 1937, Rajendralal De afirmó haber descubierto el elemento 85 en los minerales y lo llamó dakine, pero también estaba equivocado. Un intento de descubrir el elemento 85 en 1939 por parte de Horia Hulubei e Yvette Cauchois mediante espectroscopia tampoco tuvo éxito, al igual que un intento en el mismo año de Walter Minder, quien descubrió un elemento similar al yodo resultante de la desintegración beta del polonio. El Elemento 85, ahora llamado astato, fue producido con éxito en 1940 por Dale R. Corson, K.R. Mackenzie y Emilio G. Segrè, que bombardearon el bismuto con partículas alfa.

En 2010, un equipo dirigido por el físico nuclear Yuri Oganessian, en el que participaron científicos del JINR, el Laboratorio Nacional Oak Ridge, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de Vanderbilt, bombardeó con éxito átomos de berkelio-249 con átomos de calcio-48 para producir tennessina-294. A partir de 2022, es el elemento más reciente descubierto.

Etimología

En 1811, el químico alemán Johann Schweigger propuso que el nombre "halógeno" – que significa "productor de sal", de αλς [hals] "sal" y γενειν [genein] "engendrar" – reemplazar el nombre "cloro", que había sido propuesto por el químico inglés Humphry Davy. Prevaleció el nombre de Davy para el elemento. Sin embargo, en 1826, el químico sueco Baron Jöns Jacob Berzelius propuso el término "halógeno" para los elementos flúor, cloro y yodo, que producen una sustancia parecida a la sal marina cuando forman un compuesto con un metal alcalino.

Todos los nombres en inglés de estos elementos tienen la terminación -ine. El nombre de flúor proviene de la palabra latina fluere, que significa "fluir", porque se deriva del mineral fluorita, que se usaba como fundente en la metalurgia. El nombre del cloro proviene de la palabra griega chloros, que significa "amarillo verdoso". El nombre de bromo proviene de la palabra griega bromos, que significa "hedor". El nombre de yodo proviene de la palabra griega iodes, que significa "violeta". El nombre de Astatine proviene de la palabra griega astatos, que significa "inestable". Tennessee lleva el nombre del estado estadounidense de Tennessee.

Características

Química

Los halógenos flúor, cloro, bromo y yodo son no metales; las propiedades químicas de los dos miembros más pesados del grupo 17 no se han investigado de manera concluyente. Los halógenos muestran tendencias en la energía del enlace químico que se mueven de arriba hacia abajo en la columna de la tabla periódica, y el flúor se desvía ligeramente. Sigue una tendencia a tener la energía de enlace más alta en compuestos con otros átomos, pero tiene enlaces muy débiles dentro de la molécula diatómica F₂. Esto significa que más abajo en el grupo 17 de la tabla periódica, la reactividad de los elementos disminuye debido al aumento del tamaño de los átomos.

Los halógenos son altamente reactivos y, como tales, pueden ser dañinos o letales para los organismos biológicos en cantidades suficientes. Esta alta reactividad se debe a la alta electronegatividad de los átomos debido a su alta carga nuclear efectiva. Debido a que los halógenos tienen siete electrones de valencia en su nivel de energía más externo, pueden ganar un electrón al reaccionar con átomos de otros elementos para satisfacer la regla del octeto. El flúor es el más reactivo de todos los elementos; es el único elemento más electronegativo que el oxígeno, ataca materiales inertes como el vidrio y forma compuestos con los gases nobles generalmente inertes. Es un gas corrosivo y altamente tóxico. La reactividad del flúor es tal que, si se usa o almacena en cristalería de laboratorio, puede reaccionar con el vidrio en presencia de pequeñas cantidades de agua para formar tetrafluoruro de silicio (SiF₄). Así, el flúor debe manipularse con sustancias como el teflón (que es a su vez un compuesto organofluorado), vidrios extremadamente secos o metales como el cobre o el acero, que forman una capa protectora de flúor en su superficie.

La alta reactividad del flúor permite algunos de los enlaces más fuertes posibles, especialmente con el carbono. Por ejemplo, el teflón está unido con flúor al carbono y es extremadamente resistente a los ataques térmicos y químicos y tiene un alto punto de fusión.

Moléculas

Moléculas diatómicas de halógeno

Los halógenos estables forman moléculas diatómicas homonucleares. Debido a las fuerzas intermoleculares relativamente débiles, el cloro y el flúor forman parte del grupo conocido como "gases elementales".

halogen	molécula	estructura	modelo	d(X−X) / pm (Fase del gas)	d(X−X) / pm (etapa sólida)
fluorina	F2			143	149
cloro	Cl2			199	198
bromo	Br2			228	227
Yodo	I2			266	272

Los elementos se vuelven menos reactivos y tienen puntos de fusión más altos a medida que aumenta el número atómico. Los puntos de fusión más altos son causados por fuerzas de dispersión de London más fuertes que resultan de más electrones.

Compuestos

Haluros de hidrógeno

Se ha observado que todos los halógenos reaccionan con el hidrógeno para formar haluros de hidrógeno. Para el flúor, el cloro y el bromo, esta reacción tiene la forma de:

H₂ + X₂ → 2HX

Sin embargo, el yoduro de hidrógeno y la astatida de hidrógeno pueden volver a dividirse en sus elementos constituyentes.

Las reacciones de hidrógeno-halógeno se vuelven gradualmente menos reactivas hacia los halógenos más pesados. Una reacción de flúor-hidrógeno es explosiva incluso cuando está oscuro y frío. Una reacción de cloro-hidrógeno también es explosiva, pero solo en presencia de luz y calor. Una reacción de bromo-hidrógeno es aún menos explosiva; es explosivo solo cuando se expone a las llamas. El yodo y el astato solo reaccionan parcialmente con el hidrógeno, formando equilibrios.

Todos los halógenos forman compuestos binarios con hidrógeno conocidos como haluros de hidrógeno: fluoruro de hidrógeno (HF), cloruro de hidrógeno (HCl), bromuro de hidrógeno (HBr), yoduro de hidrógeno (HI) y astato de hidrógeno (HAt). Todos estos compuestos forman ácidos cuando se mezclan con agua. El fluoruro de hidrógeno es el único haluro de hidrógeno que forma enlaces de hidrógeno. El ácido clorhídrico, el ácido bromhídrico, el ácido yodhídrico y el ácido hidroastático son ácidos fuertes, pero el ácido fluorhídrico es un ácido débil.

Todos los haluros de hidrógeno son irritantes. El fluoruro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno son muy ácidos. El fluoruro de hidrógeno se utiliza como producto químico industrial y es altamente tóxico, provocando edema pulmonar y dañando las células. El cloruro de hidrógeno también es un químico peligroso. Respirar gas con más de cincuenta partes por millón de cloruro de hidrógeno puede causar la muerte en humanos. El bromuro de hidrógeno es aún más tóxico e irritante que el cloruro de hidrógeno. Respirar gas con más de treinta partes por millón de bromuro de hidrógeno puede ser letal para los humanos. El yoduro de hidrógeno, como otros haluros de hidrógeno, es tóxico.

Haluros metálicos

Se sabe que todos los halógenos reaccionan con el sodio para formar fluoruro de sodio, cloruro de sodio, bromuro de sodio, yoduro de sodio y astato de sodio. La reacción del sodio calentado con los halógenos produce llamas de color naranja brillante. La reacción del sodio con el cloro es en forma de:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

El hierro reacciona con flúor, cloro y bromo para formar haluros de hierro (III). Estas reacciones son en forma de:

2Fe + 3X₂ → 2FeX₃

Sin embargo, cuando el hierro reacciona con el yodo, solo forma yoduro de hierro (II).

Fe+I₂→FeI₂

La lana de hierro puede reaccionar rápidamente con el flúor para formar el compuesto blanco de fluoruro de hierro (III) incluso a bajas temperaturas. Cuando el cloro entra en contacto con una plancha caliente, reaccionan para formar el cloruro de hierro negro (III). Sin embargo, si las condiciones de reacción son húmedas, esta reacción dará como resultado un producto de color marrón rojizo. El hierro también puede reaccionar con el bromo para formar bromuro de hierro (III). Este compuesto es de color marrón rojizo en condiciones secas. La reacción del hierro con el bromo es menos reactiva que su reacción con el flúor o el cloro. Un hierro caliente también puede reaccionar con yodo, pero forma yoduro de hierro (II). Este compuesto puede ser gris, pero la reacción siempre está contaminada con exceso de yodo, por lo que no se sabe con certeza. La reacción del hierro con el yodo es menos vigorosa que su reacción con los halógenos más ligeros.

Compuestos interhalógenos

Los compuestos interhalógenos tienen la forma de XY_n, donde X e Y son halógenos y n es uno, tres, cinco o siete. Los compuestos interhalógenos contienen como máximo dos halógenos diferentes. Los interhalógenos grandes, como ClF₃, se pueden producir mediante la reacción de un halógeno puro con un interhalógeno más pequeño, como ClF. Todos los interhalógenos excepto IF7 se pueden producir combinando directamente halógenos puros en varias condiciones.

Los interhalógenos suelen ser más reactivos que todas las moléculas diatómicas de halógeno excepto F₂ porque los enlaces interhalógenos son más débiles. Sin embargo, las propiedades químicas de los interhalógenos siguen siendo aproximadamente las mismas que las de los halógenos diatómicos. Muchos interhalógenos consisten en uno o más átomos de flúor enlazados a un halógeno más pesado. El cloro puede unirse con hasta 3 átomos de flúor, el bromo puede unirse con hasta cinco átomos de flúor y el yodo puede unirse con hasta siete átomos de flúor. La mayoría de los compuestos interhalógenos son gases covalentes. Sin embargo, algunos interhalógenos son líquidos, como BrF₃, y muchos interhalógenos que contienen yodo son sólidos.

Compuestos organohalogenados

Muchos compuestos orgánicos sintéticos, como los polímeros plásticos, y algunos naturales, contienen átomos de halógeno; estos se conocen como compuestos halogenados o haluros orgánicos. El cloro es, con mucho, el más abundante de los halógenos en el agua de mar y el único que los seres humanos necesitan en cantidades relativamente grandes (como iones de cloruro). Por ejemplo, los iones de cloruro juegan un papel clave en la función cerebral al mediar la acción del transmisor inhibidor GABA y también son utilizados por el cuerpo para producir ácido estomacal. El yodo es necesario en pequeñas cantidades para la producción de hormonas tiroideas como la tiroxina. Los organohalógenos también se sintetizan a través de la reacción de abstracción nucleofílica.

Compuestos polihalogenados

Los compuestos polihalogenados son compuestos creados industrialmente sustituidos con múltiples halógenos. Muchos de ellos son muy tóxicos y bioacumulativos en humanos, y tienen un rango de aplicación muy amplio. Incluyen PCB, PBDE y compuestos perfluorados (PFC), así como muchos otros compuestos.

Reacciones

Reacciones con agua

El flúor reacciona vigorosamente con el agua para producir oxígeno (O₂) y fluoruro de hidrógeno (HF):

2 F₂g) + 2 H₂O(l) → O₂g) + 4 HF(aq)

El cloro tiene una solubilidad máxima de aprox. 7,1 g de Cl₂ por kg de agua a temperatura ambiente (21 °C). El cloro disuelto reacciona para formar ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso, una solución que puede usarse como desinfectante o blanqueador:

Cl₂g) + H₂O(l) → HCl(aq) + HClO(aq)

El bromo tiene una solubilidad de 3,41 g por 100 g de agua, pero reacciona lentamente para formar bromuro de hidrógeno (HBr) y ácido hipobromoso (HBrO):

Br₂g) + H₂O(l) → HBr(aq) + HBrO(aq)

Sin embargo, el yodo es mínimamente soluble en agua (0,03 g/100 g de agua a 20 °C) y no reacciona con ella. Sin embargo, el yodo formará una solución acuosa en presencia del ion yoduro, como por ejemplo mediante la adición de yoduro de potasio (KI), porque se forma el ion triyoduro.

Física y atómica

La siguiente tabla es un resumen de las principales propiedades físicas y atómicas de los halógenos. Los datos marcados con signos de interrogación son inciertos o son estimaciones parcialmente basadas en tendencias periódicas en lugar de observaciones.

Ubique o sublimación dependencia de temperatura para halógenos a diversas presiones. La barra vertical indica el punto de fusión

Isótopos

El flúor tiene un isótopo estable y natural, el flúor-19. Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo radiactivo flúor-23, que se produce a través de la descomposición del grupo de protactinio-231. Se han descubierto un total de dieciocho isótopos de flúor, con masas atómicas que oscilan entre 14 y 31.

El cloro tiene dos isótopos estables y naturales, cloro-35 y cloro-37. Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo cloro-36, que se produce a través de la espalación del argón-36. Se han descubierto un total de 24 isótopos de cloro, con masas atómicas que oscilan entre 28 y 51.

Hay dos isótopos estables y naturales de bromo, bromo-79 y bromo-81. Se han descubierto un total de 33 isótopos de bromo, con masas atómicas que oscilan entre 66 y 98.

Hay un isótopo de yodo estable y natural, el yodo-127. Sin embargo, existen trazas en la naturaleza del isótopo radiactivo yodo-129, que se produce a través de la espalación y de la descomposición radiactiva del uranio en los minerales. Varios otros isótopos radiactivos de yodo también se han creado naturalmente a través de la descomposición del uranio. Se han descubierto un total de 38 isótopos de yodo, con masas atómicas que oscilan entre 108 y 145.

No hay isótopos estables de astato. Sin embargo, hay cuatro isótopos radiactivos naturales de astato producidos a través de la desintegración radiactiva del uranio, el neptunio y el plutonio. Estos isótopos son astato-215, astato-217, astato-218 y astato-219. Se han descubierto un total de 31 isótopos de astato, con masas atómicas que van desde 191 a 227.

Tennessine tiene solo dos radioisótopos sintéticos conocidos, tennessine-293 y tennessine-294.

Producción

De izquierda a derecha: cloro, bromo y yodo a temperatura ambiente. El cloro es un gas, el bromo es un líquido, y el yodo es un sólido. La fluorina no podía ser incluida en la imagen debido a su alta reactividad, y astatina y tennessina debido a su radioactividad.

Cada año se producen aproximadamente seis millones de toneladas métricas del mineral de flúor fluorita. Cada año se fabrican cuatrocientas mil toneladas métricas de ácido fluorhídrico. El gas flúor está hecho de ácido fluorhídrico producido como subproducto en la fabricación de ácido fosfórico. Se fabrican aproximadamente 15.000 toneladas métricas de gas flúor al año.

El mineral halita es el mineral que se extrae más comúnmente para obtener cloro, pero los minerales carnalita y silvita también se extraen para obtener cloro. Cada año se producen cuarenta millones de toneladas métricas de cloro mediante la electrólisis de la salmuera.

Cada año se producen aproximadamente 450.000 toneladas métricas de bromo. El cincuenta por ciento de todo el bromo producido se produce en los Estados Unidos, el 35% en Israel y la mayor parte del resto en China. Históricamente, el bromo se producía agregando ácido sulfúrico y polvo blanqueador a la salmuera natural. Sin embargo, en los tiempos modernos, el bromo se produce por electrólisis, un método inventado por Herbert Dow. También es posible producir bromo pasando cloro a través del agua de mar y luego pasando aire a través del agua de mar.

En 2003, se produjeron 22.000 toneladas métricas de yodo. Chile produce el 40% de todo el yodo producido, Japón produce el 30% y cantidades menores se producen en Rusia y Estados Unidos. Hasta la década de 1950, el yodo se extraía de las algas marinas. Sin embargo, en los tiempos modernos, el yodo se produce de otras formas. Una forma de producir yodo es mezclando dióxido de azufre con minerales de nitrato, que contienen algunos yodatos. El yodo también se extrae de los campos de gas natural.

Aunque el astato se produce de forma natural, normalmente se produce bombardeando bismuto con partículas alfa.

La tennessina se fabrica usando un ciclotrón, fusionando berkelio-249 y calcio-48 para hacer tennessina-293 y tennessina-294.

Aplicaciones

Desinfectantes

Tanto el cloro como el bromo se utilizan como desinfectantes para agua potable, piscinas, heridas frescas, spas, platos y superficies. Matan bacterias y otros microorganismos potencialmente dañinos a través de un proceso conocido como esterilización. Su reactividad también se utiliza en el blanqueo. El hipoclorito de sodio, que se produce a partir del cloro, es el ingrediente activo de la mayoría de los blanqueadores de telas, y los blanqueadores derivados del cloro se utilizan en la producción de algunos productos de papel. El cloro también reacciona con el sodio para crear cloruro de sodio, que es la sal de mesa.

Iluminación

Las lámparas halógenas son un tipo de lámpara incandescente que usa un filamento de tungsteno en bombillas que tienen pequeñas cantidades de un halógeno, como yodo o bromo agregado. Esto permite la producción de lámparas que son mucho más pequeñas que las bombillas incandescentes no halógenas con el mismo vataje. El gas reduce el adelgazamiento del filamento y el ennegrecimiento del interior de la bombilla, lo que da como resultado una bombilla que tiene una vida útil mucho mayor. Las lámparas halógenas brillan a una temperatura más alta (2800 a 3400 Kelvin) con un color más blanco que otras bombillas incandescentes. Sin embargo, esto requiere que las bombillas se fabriquen con cuarzo fundido en lugar de vidrio de sílice para reducir la rotura.

Componentes de medicamentos

En el descubrimiento de fármacos, la incorporación de átomos de halógeno en un candidato a fármaco líder da como resultado análogos que suelen ser más lipofílicos y menos solubles en agua. Como consecuencia, los átomos de halógeno se utilizan para mejorar la penetración a través de las membranas lipídicas y los tejidos. De ello se deduce que existe una tendencia a que algunos fármacos halogenados se acumulen en el tejido adiposo.

La reactividad química de los átomos de halógeno depende tanto de su punto de unión al plomo como de la naturaleza del halógeno. Los grupos de halógenos aromáticos son mucho menos reactivos que los grupos de halógenos alifáticos, que pueden exhibir una reactividad química considerable. Para los enlaces alifáticos de carbono-halógeno, el enlace C-F es el más fuerte y, por lo general, menos reactivo químicamente que los enlaces alifáticos C-H. Los otros enlaces alifático-halógeno son más débiles y su reactividad aumenta en la tabla periódica. Suelen ser más reactivos químicamente que los enlaces C-H alifáticos. Como consecuencia, las sustituciones de halógeno más comunes son los grupos de cloro y flúor aromáticos menos reactivos.

Función biológica

Los aniones de fluoruro se encuentran en el marfil, los huesos, los dientes, la sangre, los huevos, la orina y el cabello de los organismos. Los aniones de fluoruro en cantidades muy pequeñas pueden ser esenciales para los seres humanos. Hay 0,5 miligramos de flúor por litro de sangre humana. Los huesos humanos contienen 0,2 a 1,2% de flúor. El tejido humano contiene aproximadamente 50 partes por billón de flúor. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene de 3 a 6 gramos de flúor.

Los aniones de cloruro son esenciales para un gran número de especies, incluidos los humanos. La concentración de cloro en el peso seco de los cereales es de 10 a 20 partes por millón, mientras que en la patata la concentración de cloruro es del 0,5%. El crecimiento de las plantas se ve afectado negativamente por los niveles de cloruro en el suelo que caen por debajo de 2 partes por millón. La sangre humana contiene un promedio de 0,3% de cloro. El hueso humano normalmente contiene 900 partes por millón de cloro. El tejido humano contiene aproximadamente 0,2 a 0,5% de cloro. Hay un total de 95 gramos de cloro en un ser humano típico de 70 kilogramos.

Algo de bromo en forma de anión bromuro está presente en todos los organismos. No se ha probado un papel biológico para el bromo en humanos, pero algunos organismos contienen compuestos organobromados. Los seres humanos suelen consumir de 1 a 20 miligramos de bromo al día. Por lo general, hay 5 partes por millón de bromo en la sangre humana, 7 partes por millón de bromo en los huesos humanos y 7 partes por millón de bromo en el tejido humano. Un ser humano típico de 70 kilogramos contiene 260 miligramos de bromo.

Los seres humanos suelen consumir menos de 100 microgramos de yodo al día. La deficiencia de yodo puede causar discapacidad intelectual. Los compuestos organoyodados se encuentran en los seres humanos en algunas de las glándulas, especialmente en la glándula tiroides, así como en el estómago, la epidermis y el sistema inmunitario. Los alimentos que contienen yodo incluyen bacalao, ostras, camarones, arenques, langostas, semillas de girasol, algas y champiñones. Sin embargo, no se sabe que el yodo tenga un papel biológico en las plantas. Por lo general, hay 0,06 miligramos por litro de yodo en la sangre humana, 300 partes por mil millones de yodo en los huesos humanos y de 50 a 700 partes por mil millones de yodo en el tejido humano. Hay de 10 a 20 miligramos de yodo en un ser humano típico de 70 kilogramos.

Astatine, aunque muy escaso, se ha encontrado en microgramos en la tierra. No tiene un papel biológico conocido debido a su alta radiactividad, extrema rareza y tiene una vida media de solo unas 8 horas para el isótopo más estable.

Tennessine es puramente artificial y no tiene otros roles en la naturaleza.

Toxicidad

Los halógenos tienden a disminuir su toxicidad frente a los halógenos más pesados.

El gas flúor es extremadamente tóxico; respirar flúor en una concentración de 25 partes por millón es potencialmente letal. El ácido fluorhídrico también es tóxico, pudiendo penetrar en la piel y causar quemaduras muy dolorosas. Además, los aniones de fluoruro son tóxicos, pero no tanto como el flúor puro. El fluoruro puede ser letal en cantidades de 5 a 10 gramos. El consumo prolongado de flúor por encima de concentraciones de 1,5 mg/L se asocia con un riesgo de fluorosis dental, una condición estética de los dientes. En concentraciones superiores a 4 mg/L, existe un mayor riesgo de desarrollar fluorosis esquelética, una afección en la que las fracturas óseas se vuelven más comunes debido al endurecimiento de los huesos. Los niveles recomendados actuales de fluoración del agua, una forma de prevenir la caries dental, oscilan entre 0,7 y 1,2 mg/l para evitar los efectos perjudiciales del fluoruro y, al mismo tiempo, obtener los beneficios. Las personas con niveles entre los niveles normales y los necesarios para la fluorosis esquelética tienden a tener síntomas similares a los de la artritis.

El cloro gaseoso es altamente tóxico. Respirar cloro en una concentración de 3 partes por millón puede causar rápidamente una reacción tóxica. Respirar cloro en una concentración de 50 partes por millón es muy peligroso. Respirar cloro en una concentración de 500 partes por millón durante unos minutos es letal. Respirar cloro gaseoso es muy doloroso.

El bromo puro es algo tóxico pero menos tóxico que el flúor y el cloro. Cien miligramos de bromo son letales. Los aniones de bromuro también son tóxicos, pero menos que el bromo. El bromuro tiene una dosis letal de 30 gramos.

El yodo es algo tóxico, pudiendo irritar los pulmones y los ojos, con un límite de seguridad de 1 miligramo por metro cúbico. Cuando se toma por vía oral, 3 gramos de yodo pueden ser letales. Los aniones de yoduro en su mayoría no son tóxicos, pero también pueden ser mortales si se ingieren en grandes cantidades.

El astato es radiactivo y, por lo tanto, muy peligroso, pero no se ha producido en cantidades macroscópicas y, por lo tanto, es muy poco probable que su toxicidad sea de mucha relevancia para el individuo promedio.

Tennessine no se puede investigar químicamente debido a lo corta que es su vida media, aunque su radiactividad la haría muy peligrosa.

Superhalógeno

Ciertos grupos de aluminio tienen propiedades de superátomo. Estos grupos de aluminio se generan como aniones (Al⁻
_n con n = 1, 2, 3, ... ) en gas helio y reaccionó con un gas que contenía yodo. Cuando se analiza por espectrometría de masas, un producto de reacción principal resulta ser Al
₁₃I⁻
. Estos grupos de 13 átomos de aluminio con un electrón adicional agregado no parecen reaccionar con el oxígeno cuando se introduce en la misma corriente de gas. Suponiendo que cada átomo libera sus 3 electrones de valencia, esto significa que hay 40 electrones presentes, que es uno de los números mágicos del sodio e implica que estos números son un reflejo de los gases nobles.

Los cálculos muestran que el electrón adicional está ubicado en el grupo de aluminio en el lugar directamente opuesto al átomo de yodo. Por lo tanto, el grupo debe tener una mayor afinidad electrónica por el electrón que el yodo y, por lo tanto, el grupo de aluminio se denomina superhalógeno (es decir, las energías de desprendimiento de electrones verticales de los restos que forman los iones negativos son mayores que las de cualquier átomo de halógeno). El componente de clúster en Al
₁₃I⁻
es similar a un ion yoduro o un ion bromuro. El Al
₁₃I⁻
₂ Se espera que el grupo se comporte químicamente como el ion triyoduro.