Bài học cùng chủ đề
Nguyên tố và đơn chất halogen SVIP
I. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ NHÓM VIIA
Nguyên tố nhóm VIIA có cấu hình tổng quát là ns2np5 nên là các phi kim điển hình.
Các nguyên tố nhóm VIIA (nhóm halogen):
Trong tự nhiên, các nguyên tố halogen thường tồn tại dưới dạng hợp chất.
- Fluorine tồn tại trong CaF2 (quặng fluorite), Na2AlF6 (quặng cryolite) và Ca5(PO4)3F (quặng fluorapatite).
- Chlorine có trong NaCl (muối ăn), các hợp chất chloride (chứa Cl-) tan trong nước, KCl.MgCl2.6H2O (quặng carnallite), NaCl.KCl (quặng sylvinite) và HCl (trong dịch dạ dày).
- Bromine có trong các hợp chất bromide (chứa Br-) trong nước biển, nước sông.
- Iodine tồn tại trong các hợp chất iodide và iodate (chứa I-, IO3-) ở nước biển, nước sông và rong biển.
Câu hỏi:
@205854320428@
II. ĐƠN CHẤT HALOGEN
1. Xu hướng biến đổi một số tính chất vật lí
- Từ F2 đến I2, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng do tương tác van der Waals và khối lượng phân tử tăng.
Một số tính chất vật lí của đơn chất halogen:
Đơn chất | Trạng thái | Màu sắc | tnc (oC) | ts (oC) |
|---|---|---|---|---|
F2 | Khí | Lục nhạt | -219,6 | -188,1 |
Cl2 | Khí | Vàng nhạt | -101,0 | -34,1 |
Br2 | Lỏng | Nâu đỏ | -7,3 | 59,2 |
I2 | Rắn | Tím đen | 113,6 | 185,5 |
Câu hỏi:
@205267234492@
2. Xu hướng tạo liên kết trong các phản ứng hoá học
Các nguyên tố halogen có 7 electron hóa trị nên có xu hướng nhận thêm 1 electron hoặc góp chung electron hóa trị với nguyên tử khác.
Ví dụ: Trong phản ứng tạo thành NaCl, chlorine nhận 1 electron từ nguyên tử sodium.
\(Na\rarr Na^{+}+1e\)
\(Cl_2+2e\rarr2Cl^{-}\)
\(2Na+Cl_2\rarr2NaCl\)
Ví dụ: Phân tử HCl được hình thành từ việc góp chung electron giữa chlorine và hydrogen.
Câu hỏi:
@205854377551@
3. Xu hướng thể hiện tính oxi hoá
Các nguyên tố nhóm halogen có tính oxi hoá mạnh và giảm dần từ fluorine đến iodine.
a. Phản ứng với hydrogen
⚡ THÍ NGHIỆM
- Tạo khí Cl2: Nhỏ HCl đặc vào KMnO4 trong ống nghiệm (1), thu khí Cl2 vào xi lanh trống.
- Tạo thí H2: Chuyển 2 xi lanh sang ống nghiệm (2) chứa kẽm. Nhỏ HCl vào kim loại kẽm, thu khí H2 vào xi lanh có chứa sẵn khí Cl2.
- Ghim ống nghiệm vào nút cao su, sau đó chiếu tia UV vào hỗn hợp khí.
Câu hỏi:
@205854381604@
Hydrogen phản ứng giảm dần từ fluorine đến iodine do độ bền liên kết H-X tăng và tính oxi hóa của halogen tăng dần.
\(H_2+F_2\rarr2HF\)
\(H_2+Cl_2\rarr2HCl\)
\(H_2+Br_2\rarr2HBr\)
\(H_2+I_2\rightleftharpoons2HI\)
b. Phản ứng thế halogen
⚡ THÍ NGHIỆM
Nhỏ vài giọt nước chlorine vào ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch NaBr.
⚡ THÍ NGHIỆM
Nhỏ vài giọt nước bromine loãng vào ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch NaI.
Thêm vài giọt hồ tinh bột.
Câu hỏi:
@205854379913@
Trong dung dịch, halogen có tính oxi hóa mạnh hơn có thể đẩy halogen yếu hơn ra khỏi muối halide.
Ví dụ:
\(Cl_2\left(aq\right)+2NaBr\left(aq\right)\rarr2NaCl\left(aq\right)+Br_2\left(aq\right)\)
c. Phản ứng với nước, với dung dịch sodium hydroxide
- Phản ứng với nước: Fluorine phản ứng mạnh; chlorine và bromine phản ứng thuận nghịch; iodine tan rất ít, gần như không phản ứng.
\(2F_2+2H_2O\rarr O_2+4HF\)
\(Cl_2+H_2O\rightleftharpoons HCl+HClO\)
\(Br_2+H_2O\rightleftharpoons HBr+HBrO\)
⚡ THÍ NGHIỆM (Tính tẩy màu của khí chlorine)
Chuẩn bị thí nghiệm như hình sau. Sau đó, nhỏ vài giọt dung dịch HCl xuống ống nghiệm chứa tinh thể KMnO4.
Câu hỏi:
@205860439676@
- Phản ứng với NaOH: Các halogen (trừ fluorine) vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử. Sản phẩm của phản ứng giữa halogen và NaOH phụ thuộc vào nhiệt độ.
\(Cl_2+2NaOH\rarr NaCl+NaOCl+H_2O\)
- Phản ứng của chlorine với dung dịch kiềm được ứng dụng để sản xuất các chất tẩy rửa, sát trùng, tẩy trắng như calcium hypochlorite (Ca(ClO)2) và calcium oxychloride (CaOCl2) dùng trong ngành dệt, da và xử lí bột giấy.
