¿Pueden existir halógenos en su estado elemental en la naturaleza?

Question

Pregunta 7 del 2015 Australia Olimpiada de Química fue:

La lista siguiente proporciona los no metales que pueden encontrarse en su forma elemental en la naturaleza?

(a) el neón, el fósforo, el flúor
(b) helio, hidrógeno, yodo
(c) helio, carbono, flúor
(d) nitrógeno, cloro, azufre
(e) oxígeno, cloro, fósforo

Yo estaba un poco confundido cuando todas las opciones se incluye reactivos elementos como el azufre, el fósforo y los halógenos. Sé el neón es un gas noble y está presente en pequeñas cantidades en la atmósfera, y el nitrógeno y el oxígeno de los gases están presentes como diatomics.

Sin embargo, cuando son hidrógeno, fósforo, azufre, flúor, el cloro y el yodo que se encuentra en sus formas elementales de la naturaleza? (La respuesta es la B)

Answer 1

Estoy de acuerdo con Matt Black comentario sobre la cuestión. La pregunta es bastante difícil y la respuesta sólo puede ser determinado por el proceso de eliminación.

1. Tener que asumir que estamos hablando de STP.
2. "En la naturaleza" es ambiguo, por lo que asumen la pregunta significa "en la tierra".
3. También es ambigua en lo que "forma elemental". Suponga que significa que el elemento es sólo en combinación con el mismo, ya que sólo los gases nobles que existen como monoatómico especies.

Los gases nobles (helio y el neón) y existen como gases monoatómicos en STP y se puede encontrar en la atmósfera.

El oxígeno y el nitrógeno son diatómicas gases y ambos existen en la atmósfera de la tierra.

El azufre se encuentra en los respiraderos volcánicos.

El carbono se encuentra tanto como el grafito y los diamantes en la tierra.

Así, la lista se convierte en:

1. neón, fósforo, flúor
2. helio, hidrógeno, yodo
3. helio, carbono, flúor
4. de nitrógeno, cloro, azufre
5. oxígeno, cloro, fósforo

El oxígeno es omnipresente en la tierra y el fósforo es tan reactivos con el oxígeno elemental que el fósforo no se encuentra en la tierra. Sin embargo, fósforo elemental puede ser encontrado en la luna por ejemplo.

1. neón, fósforo, flúor
2. helio, hidrógeno, yodo
3. helio, carbono, flúor
4. de nitrógeno, cloro, azufre
5. oxígeno, cloro, fósforo

Así que ahora nos hemos quedado con los halógenos -- el flúor, el cloro y el yodo. El yodo es el menos reactivo, por lo que "el yodo elemental" es la más probable para ser encontrado en la naturaleza.

Por lo tanto la respuesta debe ser #2. Sin embargo, esto es realmente una "conjetura", no un "hecho" ya que la pregunta es tan ambiguo.

Answer 2

De acuerdo a emisiones Volcánicas de cloro molecular Geophysical Research Abstracts Vol. 14, EGU2012-12386:

Cuando la erupción cesa, el enfriamiento del cono volcánico puede funcionar como un gigante reactor químico para convertir residual HCl en cloro molecular (Cl2). Hasta 60 ppm (180 mg/m3) de Cl2 junto con 30-77 ppmv HCl se midieron en de gases de invernadero de la Tolbachik conos de escoria, de Kamchatka, que son todavía caliente después de la 1975-1976 erupción.

...

El total estimado de la descarga de Cl2 a partir de la Tolbachik conos es de ca. De 12 a 16 t/año.

También hay un correspondiente documento completo en Geochimica et Cosmochimica Acta, Volumen 87, 15 de junio de 2012, Páginas 210-226.

Así, aunque la Olimpiada quería que la respuesta "b", lo anterior requiere que "d" es una respuesta correcta.

Tenga en cuenta también que hay una muy similar, pero más sensato, pregunta (#7), en el 2014 Estados Unidos OLIMPIADAS NACIONALES de QUÍMICA:

La cual se presenta una lista de no metales que se encuentran en su las formas elementales de la naturaleza?

(A) el neón, el fósforo, el flúor
(B) helio, hidrógeno, yodo
(C) el nitrógeno, oxígeno, azufre
(D) el oxígeno, cloro, fósforo

"(C)" estar en lo correcto.

Aquí, la Sociedad Americana de Química está en el registro que indica "(B) helio, hidrógeno, yodo" es incorrecta, directa contradicción con los Australianos.

Answer 3

Halogenes generalmente no se presentan en su estado elemental en la naturaleza.

Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, hay excepciones a esta regla.

E. g.

• Flúor ($\ce{F2}$) existe en calcio fluorita (antozonite) que ha sido expuesto a la radiación.

• Bromo ($\ce{Br2}$) puede ocurrir en los atmosférica plumas de desgasificación de los volcanes.

• Yodo ($\ce{I2}$) es producida por algunas algas en respuesta a estrés oxidativo.

Cloro ($\ce{Cl2}$) también se dice que se produce en los gases volcánicos, pero no he podido encontrar una referencia que apoye esta afirmación.

Answer 4

El yodo es volatilizados del mar como methyliodide, yodo elemental, y, posiblemente, otros compuestos inorgánicos...

Referencia

Por lo tanto el yodo se encuentra de forma natural como el elemento. Que se asienta la pregunta original.

Answer 5

hidrógeno, fósforo, azufre, flúor, cloro y yodo existirá en su estado elemental, como esto simplemente significa que no están adheridos a ningún otro elemento; su estructura está formada sólo de ese elemento en particular. Esto significa que mal existen como H2, P4, S8, F2, Cl2 y I2.

pero la respuesta es dos, como normalmente no encontramos flúor, cloro y fósforo como sus moléculas elementales en la naturaleza ya que son muy reactivos.