Si comparamos los cuatro elementos, flúor, cloro, bromo y yodo, vemos en ellos un ejemplo de sustancias análogas que se ordenan según sus propiedades físicas en el mismo orden en que se encuentran respecto a sus pesos atómicos y moleculares.
Si el peso de la molécula es grande, la sustancia tiene una gravedad específica mayor, un punto de fusión y ebullición más altos, y toda una serie de propiedades que dependen de esta diferencia en sus propiedades fundamentales.
El cloro en estado libre hierve a unos -35°, el bromo hierve a 60°, y el yodo solo por encima de 180°. De acuerdo con la ley de Avogadro-Gerhardt, las densidades de vapor de estos elementos en estado gaseoso son proporcionales a sus pesos atómicos, y aquí, al menos aproximadamente, las densidades en estado líquido (o sólido) también están casi en la razón de sus pesos atómicos.
Dividiendo el peso atómico del cloro (35,5) por su gravedad específica en estado líquido (1,3), obtenemos un volumen = 27; para el bromo (80/3,1) 26, y para el yodo también (127/4,9) 26.70
Los bromuros y yoduros metálicos son, en la mayoría de los casos y en casi todos los aspectos, análogos a los cloruros correspondientes,71 pero el cloro desplaza de ellos al bromo y al yodo, y el bromo libera yodo a partir de los yoduros, lo cual se aprovecha en la preparación de estos halógenos. Sin embargo, las investigaciones de Potilitzin demostraron que puede ocurrir un desplazamiento inverso del cloro por el bromo tanto en disoluciones como en cloruros metálicos igneos en una atmósfera de vapor de bromo; es decir, se produce una distribución del metal (según la doctrina de Berthollet) entre los halógenos, aunque la mayor parte aún se une con el cloro, lo que demuestra su mayor afinidad por los metales en comparación con la del bromo y el yodo.72 Este último, sin embargo, a veces se comporta con respecto a los óxidos metálicos exactamente de la misma manera que el cloro. Gay-Lussac, al calentar carbonato de potasio al rojo en vapor de yodo, obtuvo (como con el cloro) un desprendimiento de oxígeno y anhídrido carbónico, K2CO3 + I2 = 2KI + CO2 + O; solo que las reacciones entre los halógenos y el oxígeno son más fácilmente reversibles con el bromo y el yodo que con el cloro. Así, a temperatura de rojo, el oxígeno desplaza al yodo del yoduro de bario. El yoduro de aluminio arde en una corriente de oxígeno (Deville y Troost), y existe una relación similar, aunque no tan claramente marcada, para el cloruro de aluminio, lo que demuestra que los halógenos tienen una afinidad claramente menor por aquellos metales que solo forman bases débiles. Esto es aún más evidente en el caso de los no metales, que forman ácidos y desprenden mucho más calor con el oxígeno que con los halógenos (Nota 15). Pero en todos estos casos la afinidad (y la cantidad de calor desprendido) del yodo y del bromo es menor que la del cloro, probablemente debido a que sus pesos atómicos son mayores. La menor reserva de energía en el yodo y el bromo se observa aún más claramente en la relación de los halógenos con el hidrógeno. En estado gaseoso, todos ellos entran con mayor o menor facilidad en combinación directa con el hidrógeno gaseoso —por ejemplo, en presencia de platino esponjoso— para formar ácidos halogenados, HX; pero estos últimos distan mucho de ser igualmente estables: el cloruro de hidrógeno es el más estable, el yoduro de hidrógeno el menos estable, y el bromuro de hidrógeno ocupa una posición intermedia. Se requiere una temperatura muy alta para descomponer el cloruro de hidrógeno incluso parcialmente, mientras que el yoduro de hidrógeno se descompone por la luz incluso a temperatura ordinaria y muy fácilmente al calor rojo. De ahí que la reacción I2 + H2 = HI