할로젠화(Halogenation)는 유기 화합물이나 무기 화합물에 하나 이상의 할로젠 원소(플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘)를 도입하는 화학 반응을 의미한다. 이 반응을 통해 생성된 화합물은 할로젠화물이라고 불린다.
할로젠화는 크게 치환 반응과 첨가 반응의 형태로 진행된다. 치환 반응은 화합물 내의 기존 원자(주로 수소)가 할로젠 원자로 바뀌는 과정이며, 알칸의 라디칼 할로젠화나 방향족 화합물의 전기 친화적 치환 반응이 대표적이다. 첨가 반응은 알켄이나 알킨과 같은 불포화 탄화수소의 이중 결합 또는 삼중 결합에 할로젠 원자가 결합하는 방식이다.
반응에 참여하는 할로젠 원소의 종류에 따라 플루오린화(Fluorination), 염소화(Chlorination), 브로민화(Bromination), 아이오딘화(Iodination)로 세분화된다. 각 원소에 따라 반응의 격렬함과 조건이 다르며, 일반적으로 플루오린은 반응성이 매우 높아 폭발적으로 반응하는 반면, 아이오딘은 반응성이 낮아 촉매나 특수한 조건이 필요한 경우가 많다.
이 반응은 화학 산업에서 광범위하게 활용된다. 폴리염화비닐(PVC)과 같은 고분자 화합물의 제조, 냉매, 의약품, 농약 및 다양한 중간체 합성을 위한 기초 공정으로 사용된다.
