



Preview text:
CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
C¸c nguyªn tè F, Cl, Br, I, At Ch−¬ng II CÊu h×nh vμ sè oxi ho¸
- CÊu h×nh electron ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n lμ: ns2np5, c¸c nguyªn C¸c nguyªn tè nhãm VIIA
tè nμy ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n cã 1 e ®éc th©n (tãm t¾t)
- Cßn thiÕu 1e ®Ó b·o hoμ líp ngoμi cïng, nªn chóng dÔ dμng
kÕt hîp thªm 1e vμ thÓ hiÖn tÝnh oxy ho¸ m¹nh theo s¬ ®å: X + 2e → 2X- 2
- T¹o mét liªn kÕt céng ho¸ trÞ: X vμ HX 2
- TÝnh chÊt cña halogen vμ hîp chÊt t−¬ng ®èi gièng nhau vμ
biÕn ®æi ®Òu ®Æn trong nhãm
- Trong hÇu hÕt c¸c hîp chÊt halogen cã sè oxi ho¸ -1 0 +1 +3 +5 +7
-1. F cã ®é ©m ®iÖn lín nhÊt, ë chu kú II kh«ng cã
ocbitan trèng nªn chØ cã duy nhÊt sè oxi ho¸ -1.
C¸c nguyªn tè Cl, Br, I cßn cã c¸c sè oxi ho¸
d−¬ng tõ +1 ®Õn +7; cã 5 ocbitan trèng nd, cã HX X Cl O HClO HClO HClO 2 2 2 3 4
thªm 3 tr¹ng th¸i céng ho¸ trÞ øng víi sè electron OF Br O HBrO HBrO HBrO 2 2 2 3 4 ®éc th©n lμ 3, 5,7. O F HClO HIO HIO HIO 2 2 2 3 4
- Sè oxi ho¸ cña c¸c halogen HBrO I O 2 5 HIO TÝnh chÊt lý häc TÝnh chÊt ho¸ häc - ë ®iÒu kiÖn th−êng 1. TÝnh oxi ho¸
Flo vμ Clo - khÝ, kh«ng mμu (F), vμng lôc (Cl)
TÝnh ®Æc tr−ng cña halogen Br«m - láng mμu n©u ®á
Tõ F, Cl, Br, I tÝnh oxi ho¸ gi¶m dÇn, thÓ hiÖn ë Ièt - r¾n mμu tÝm sÉm
ph¶n øng halogen m¹nh ®Èy ®−îc halogen yÕu
- C¸c halogen Ýt tan trong n−íc trõ Flo ph©n huû h¬n nh−:
hoμn toμn trong n−íc ë nhiÖt ®é th−êng Cl + 2KBr → 2KCl + Br 2 2
- I dÔ hoμn tan trong dung dÞch KI t¹o thμnh 2 Br + 2KI → 2KBr + I 2 2 KI : I + KI = KI 3 2 3 1
- Flo lμ phi kim ho¹t ®éng nhÊt: ph¶n øng víi hÇu hÕt c¸c ®¬n chÊt,
- Ph¶n øng cña halogen víi n−íc:
nhiÒu hîp chÊt vμ c¸c khÝ hiÕm nh− Kr, Xe, Rn, b«ng thuû tinh;
ph¶n øng x¶y ra rÊt m·nh liÖt:
ë nhiÖt ®é th−êng F oxi ho¸ n−íc theo ph¶n øng: 2F + SiO → SiF + O F +2H O → 4HF + O 2 2 4 2 2 2 2 - Ph¶n øng gi÷a X víi H : 2
Cßn c¸c halogen kh¸c thùc hiÖn ph¶n øng tù oxy X + H → 2HX 2 2
ho¸ khö: X + H O → HX + HXO, tuy nhiªn kh¶ 2 2 F + H = 2HF - næ m¹nh ë t thÊp (-252oC) 2 2
n¨ng ph¶n øng gi¶m tõ Cl ®Õn I 2 2 Cl + H = 2HCl -
chØ næ khi ®un nãng hoÆc d−íi t¸c dông 2 2
- Ph¶n øng víi dung dÞch kiÒm:
cña ¸nh s¸ng giμu tia tö ngo¹i
Cl + 2NaOH → NaCl + NaClO + H O
Br + H = 2HBr - ë t= 200oC vμ trªn 700oC HBr bÞ ph©n ly 2 2 2 2
I + H ⇆ 2HI - t > 200oC míi b¾t ®Çu x¶y ra vμ lu«n thuËn N−íc Javen 2 2 nghÞch.
2Cl + Ca(OH) → CaCl + Ca(ClO) + 2H O 2 2 2 2 2 HF HCl HBr HI Clorua v«i
ΔHo, KJ.mol-1 -288,6 -92,3 -35,98 25,9 2. TÝnh khö
3. C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ
Kh«ng ®Æc tr−ng ®èi víi halogen, tÝnh khö t¨ng - §iÒu chÕ Cl : 2
dÇn tõ trªn xuèng trong nhãm (trõ F) tõ Cl ®Õn I
* Trong phßng thÝ nghiÖm: MnO , KMnO , K Cr O 2 2. 2 4 2 2 7 (Br , I ) t¸c dông víi HCl ®Æc 2 2 VÝ dô:
MnO + 4HCl → MnCl + Cl + 2H O 2 2 2 2
2KMnO + 16HCl → 2MnCl + 5Cl + 2KCl + 8H O Cl + 2KI → 2KCl + I 4 2 2 2 2 2 * Trong c«ng nghiÖp:
5Cl + I + 6H O → 2HIO + 10HCl 2 2 2 3 ®pnc Cl + 2KBr → 2KCl + Br 2 2 2NaCl → 2Na + Cl2 5Cl + Br + 6H O → 2HBrO + 10HCl 2 2 2 3 ®pdd
Axit HNO còng cã thÓ oxi ho¸ I thμnh axit Io®ic 3 2
2NaCl + 2H O → 2NaOH + Cl + H 2 2 2 I + HNO (l) → HIO + NO + H O 2 3 3 2 - §iÒu chÕ Br vμ I : 4. øng dông 2 2 Cl + 2NaBr → 2NaCl + Br
+ Clo ®−îc øng dông réng r·i nhÊt ®Ó tæng hîp 2 2
chÊt dung m«i h÷u c¬ nh− CCl , thuèc trõ s©u, Cl + 2KI
→ 2KCl + I , dïng l−îng Cl nghiªm ngÆt 4 2 2 2
diÖt cá, chÊt dÎo, cao su, sîi tæng hîp, c¸c
V× nÕu d− Cl : 5Cl + I + 6H O → 2HIO + 10HCl
chÊt tÈy tr¾ng, tÈy trïng n−íc… 2 2 2 2 3 NÕu thiÕu Cl : I + I- → I -
+ F dïng ®Ó ®iÒu chÕ c¸c t¸c nh©n lμm l¹nh 2 2 3 2 nh− freon CF Cl vμ CFCl - §iÒu chÕ F : 2 2 3 2
+ Br dïng ®Ó chÕ ho¸ mét sè d−îc phÈm,
Ph−¬ng ph¸p duy nhÊt ®Ó ®iÒu chÕ F lμ ®iÖn ph©n nãng 2
thuèc nhuém, AgBr dïng trong nhiÕp ¶nh
ch¶y muèi florua (F cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh nhÊt)
+ I dïng trong y tÕ lμm thuèc s¸t trïng, cÇm 2
m¸u, chÕ t¹o mét sè d−îc phÈm 2 Hîp chÊt cña halogen
1.Hîp chÊt halogenua: HF, HCl, HBr, HI TÝnh chÊt ho¸ häc - TÝnh chÊt lý häc
- TÝnh axÝt khi hoμ tan trong n−íc: HF lμ axit trung b×nh
+ ë ®iÒu kiÖn th−êng ®Òu lμ c¸c chÊt khÝ kh«ng mμu, cã
yÕu, HCl, HBr, HI lμ c¸c axit m¹nh
mïi sèc. HF cã nhiÖt ®é s«i vμ nhiÖt ®é nãng ch¶y cao
+ Tõ HF ®Õn HI n¨ng l−îng liªn kÕt H-X gi¶m dÇn vμ
bÊt th−êng so víi c¸c halogenua kh¸c. §i tõ HCl ®Õn HI -
®ã lμ nguyªn nh©n chñ yÕu lμm t¨ng kh¶ n¨ng ph©n ly
t vμ t t¨ng dÇn theo kÝch th−íc vμ khèi l−îng ph©n tö s nc
H+ cña HX, tøc lμ lμm t¨ng tÝnh axit. HF HCl HBr HI HF HCl HF HI t , oC 19,5 -84,9 -66,7 -35,8 S T , oC -83 -114,2 -88 -50,8 E , KJ.mol-1 565 431 364 297 nc H-X
+ C¸c halogenua cã kh¶ n¨ng hoμ tan trong n−íc rÊt
TÝnh axit cña HF gi¶m mét c¸ch ®ét ngét so víi c¸c HX kh¸c lμ nhiÒu.
do hiÖn t−îng liªn hîp gi÷a c¸c ph©n tö HF g©y ra do liªn kÕt HF HCl HBr HI hydro : nHF → (HF) (n= 2÷6) n α ,% 9 92,6 93,5 95 (0,1N)
- Trõ HF, c¸c HX ®Òu cã tÝnh khö vμ tÝnh khö
- Riªng HF cã tÝnh ®Æc biÖt kh¸c: t¨ng dÇn tõ HCl, HBr, HI
6HF + SiO → H [SiF ] + 2H O, dïng HF ®Ó kh¾c
+ VÝ dô: HCl bÞ oxi ho¸ bëi c¸c chÊt oxy ho¸ 2 2 6 2 lªn thuû tinh
m¹nh nh−: KMnO , MnO (xem ph¶n øng 4 2
®iÒu chÕ Cl ), nh−ng kh«ng bÞ oxi ho¸ bëi - §iÒu chÕ: 2
H SO ®Æc, cßn HBr vμ HI ph¶n øng theo c¸c 2 4
CaF (r) + H SO (®)→ CaSO + 2HF(k) ph−¬ng tr×nh sau: 2 2 4 4 2HBr + H SO → SO + Br + 2H O to 2 4 2 2 2 8HI + H SO → H S + 4I + 4H O H (k) + Cl (k) → 2HCl(k) 2 4 2 2 2 2 2
+ HI cßn bÞ oxi ho¸ bëi Fe3+:
PX + 3HOH → H PO + 3HX (HBr, HI) 3 3 4
2FeCl + 2HI → 2FeCl + I + 2HCl 3 2 2 Hîp chÊt chøa oxi * Hîp chÊt chøa oxi HXO3
* C¸c hîp chÊt HXO lμ ph©n tö cã gãc HOX = 109o, ®Òu kh«ng bÒn
- HClO , HBrO vμ HIO ®Òu lμ c¸c axit m¹nh vμ
- Axit hipoflor¬ t¹o ra khi khÝ F ®i qua n−íc ë 0oC, ë t th−êng ®· ph©n huû 3 3 3 2 thμnh HF vμ O :
tÝnh axit gi¶m dÇn theo d·y trªn. 2 2HFO = 2HF + O2
+ HClO vμ HBrO kÐm bÒn vμ chØ tån t¹i trong
- Axit hipoclor¬ HClO ®−îc t¹o ra do ph¶n øng thuû ph©n cña Cl trong 3 3 2 n−íc:
dung dÞch lo·ng, HIO ®−îc t¸ch ra d−íi d¹ng 3 Cl + HOH ⇆ HCl + HClO 2 tinh thÓ
+ DÔ bÞ ph©n huû theo c¸c ph−¬ng tr×nh sau: as
+ §−îc t¹o ra do sù ph©n huû cña c¸c hîp chÊt víi 2HClO → 2HCl + O
sè oxi ho¸ +1 trong m«i tr−êng kiÒm: 2 to 3XO- ⇄ 2X- + XO - 3HClO → 2HCl + HClO 3 3
- §Òu lμ c¸c axit yÕu, tÝnh axit gi¶m dÇn: K (HClO) = 3,4.10-8; K (HBrO)= a a
Ph¶n øng nμy t¨ng dÇn tõ Cl ®Õn I: ®èi víi ClO- 2.10-9; K (HlO) = 1.10-11 a
x¶y ra ë t= 80oC, BrO- ë 0oC cßn ®èi víi IO- ph¶n
- Muèi cña axit hipoclor¬ bÒn h¬n lμ hipoclorit, t¹o ra do ph¶n øng:
Cl + 2NaOH → NaCl + NaClO+ 2H O
øng ph©n huû x¶y ra ë t thÊp h¬n n÷a 2 2
Trong m«i tr−êng kiÒm, bÞ ph©n huû theo ph¶n øng: 3XO- ⇆ 2X- + XO -3 (X= Cl, Br, I) 3
ClO -, BrO -, IO - ®Òu cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh vμ 3 3 3 §iÒu chÕ muèi KClO
gi¶m dÇn trong m«i tr−êng trung tÝnh vμ m«i 3 + Trong c«ng nghiÖp KClO tr−êng kiÒm
3 ®−îc ®iÒu chÕ b»ng ®iÖn ph©n
dung dÞch KCl kh«ng mμng ng¨n ë 80oC
ClO - + 6e + 6H+ → Cl- + 3H O ®p 3 2 KCl + H − + 2O → KOH + Cl2 + H2 o 0,059 [ClO ][H ]6 ε Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O − − = ε + lg 3 ClO /Cl KClO ⇄ KClO 3 6 [Cl− ] 3 + KCl
KClO3 ®−îc t¸ch ra b»ng c¸ch lμm l¹nh NhiÖt ph©n muèi KClO3
2KClO3(r) →2KCl + 3O2(k) ë t= 250oC cã mÆt xóc t¸c MnO2 4KClO → 3
3KClO4 + KCl ®un nãng kh«ng cã mÆt xóc t¸c 4