- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Câu hỏi: Nêu tính chất hóa học cơ bản của các halogen và nhận xét sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất halogen?
Quảng cáo
Trả lời:
- Do lớp e ngoài cùng có cấu hình tương tự nhau ns2np5 nên các đơn chất halogen giống nhau về tính chất hóa học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất do chúng tạo thành.
- Halogen là những phi kim điển hình, có tính oxi hoá mạnh.
- Tính oxi hóa giảm dần từ Flo đến Iot.
Các đơn chất halogen oxi hóa được:
+ Hầu hết các kim loại tạo thành muối halogenua.
+ Tác dụng với H2 tạo thành hợp chất khí không màu hiđrohalogenua [khí này tan trong nước tạo dung dịch axit halogenhiđric].
Quảng cáo
Xem thêm các câu hỏi thường gặp môn Hóa học lớp 10 hay và chi tiết khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
- Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 6 có đáp án
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k10: fb.com/groups/hoctap2k10/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài 500 Công thức, Định Lí, Định nghĩa Toán, Vật Lí, Hóa học, Sinh học được biên soạn bám sát nội dung chương trình học các cấp.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
a. khái niệm
– Halogen [theo tiếng Latinh có nghĩa là sinh ra muối] là những nguyên tố thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn hóa học, người ta thường gọi là nhóm Halogen hay các nguyên tố halogen. Nhóm này bao gồm các nguyên tố là Flo [F], Clo [Cl], Brôm [Br], Iốt [I], Astatin [ký hiệu At, đây là nguyên tố phóng xạ, hiếm gặp tự nhiên trong lớp vỏ Trái Đất], Tennessine[ có ký hiệu là Ts và là nguyên tố mới được phát hiện].
– Do chất Astatin là nguyên tố phóng xạ nên được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ và Tennessinel là nguyên tố mới đang được nghiên cứu làm rõ vì vậy ở đây chúng ta chủ yếu sẽ tìm hiểu về flo, clo, brôm và Iốt.
b. Cấu tạo phân tử
– Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen đều có 7 electron, được phân thành hai phân lớp [phân lớp s có 2 electron, phân lớp p có 5 electron].
– Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chỉ còn thiếu 1 electron là đạt được cấu hình electron bền như khí hiếm, nên ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen góp chung một đôi electron để tạo ra phân tử có liên kết cộng hoá trị không cực.
– Liên kết của phân tử [X_{2}] không bền lắm, chúng dễ bị tách thành hai nguyên tử X. Trong phản ứng hoá học, các nguyên tử này dễ thu thêm 1 electron, do đó tính chất hoá học cơ bản của các halogen là tính oxi hoá mạnh.
a. Tính chất vật lý
Trong nhóm halogen, tính chất vật lý biến đổi theo quy luật nhất định: từ trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ sôi,… Cụ thể:
– Về trạng thái và màu sắc: chuyển từ khí sang lỏng và rắn với màu sắc đậm dần, Flo ở dạng khí và có màu lục nhạt, Clo trạng thái khí có màu vàng lục, Brom dạng lỏng với màu đỏ nâu và Iốt ở trạng thái rắn có màu đen tím cùng dễ thăng hoa.
– Nhiệt độ nóng chảy cùng nhiệt độ sôi tăng dần từ flo đến iốt.
– Trong nhóm halogen ngoài flo không tan trong nước, các chất còn lại tan tương đối ít và chủ yếu tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.
– Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: Clo chủ yếu ở dạng muối clorua, Flo thường ở trong khoáng vật florit và criolit, Brom chủ yếu trong muối bromua củ kali, natri và magie, iốt có trong mô một số loại rong biển và tuyến giáp con người,….
b. Tính chất hóa học
– Bởi vì lớp e ngoài cùng đã có 7e, vì thế halogen là những phi kim điển hình, nó dễ nhận thêm 1e để thể hiện tính oxi hóa mạnh.
– Tính oxi hóa của nhóm halogen sẽ giảm dần khi đi từ F2 đến I2.
– Trong các hợp chất thì F chỉ có mức oxi hóa -1; bên cạnh đó, các halogen khác ngoài mức oxi hóa -1 còn có mức +1; +3; +5; +7.
– Các nguyên tố halogen phản ứng hầu hết với các kim loại trừ Au và Pt [riêng với F2 có thể phản ứng với tất cả các kiếm loại] để tạo muối halogenua và thường xảy ra ở điều kiện nhiệt độ cao.
2M + nX2 → 2MXn
– Phản ứng với hidro để tạo nên hidro halogenua
H2 + X2 → 2HX
– Trong đó để tạo thành phản ứng mỗi halogen lại có điều kiện khác nhau:
– F2: có thể xảy ra cả trong bóng tối
– Cl2: hoạt động khi được chiếu sáng
– Br2: ở điều kiện được đun nóng ở nhiệt độ cao
– I2: phản ứng mang tính thuận nghịch và cần được đun nóng
– F2 tác dụng mãnh liệt với nước giải phóng oxy
2H2O + 2F2 → 4HF + O2
– Còn Br2 và Cl2 thì có phản ứng thuận nghịch với nước:
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO
– Riêng I2 không có phản ứng với nước
– Nếu dung dịch kiềm loãng nguội:
X2 + 2NaOH → NaX + NaXO + H2O
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
→ [nước Javen]
2Cl2 + 2Ca[OH]2dung dịch → CaCl2 + Ca[ClO]2 + 2H2O
Cl2 + Ca[OH]2 bột → CaOCl2 + H2O
→ [clorua vôi]
– Riêng F2:
2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2
– Nếu dung dịch kiềm đặc nóng:
3X2 + 6KOH → 5KX + KXO3 + 3H2O
– Phản ứng dưới đây X’ là halogen có tính oxi hóa yếu hơn tính oxi hóa của halogen X.
X2 + 2NaX’ → 2NaX + X’2
– Riêng F2 không có phản ứng trên
– Các cặp oxi hóa – khử của halogen được xếp theo chiều giảm dần tính khử của các ion:
X– > I2/2I – > Br2/2Br–> Cl2/2Cl–
– Trong nước:
5Cl2 + 6H2O + Br2 → 10HCl + 2HBrO3
– Đơn chất halogen có tính oxi hóa mạnh nhất : Flo có tính oxi hóa mạnh nhất
*Một số phản ứng khác của Halogen
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4
Br2 + SO2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
I2 kết hợp với hồ tinh bột → hợp chất màu xanh tím.
* Chú ý: Trong phản ứng với kim loại và với H2, với dung dung dịch muối của các halogen yếu hơn, halogen là chất oxi hóa. Còn trong phản ứng với nước và dung dịch kiềm, các halogen vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.
a. Tạo ra đèn halogen
– Đèn halogen là một bóng đèn sợi đốt gồm một dây tóc vonfram được bọc kín trong một bóng đèn nhỏ gọn với một hỗn hợp của một khí trơ, cùng với một lượng nhỏ chất halogen như iốt hoặc brôm.
– Kết hợp của khí halogen cùng sợi vonfram tạo ra phản ứng hóa học chu trình halogen làm bổ sung vonfram cho dây tóc, giúp tăng tuổi thọ và duy trì độ trong suốt của vỏ bóng đèn. Vì vậy, bóng đèn halogen có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn so với đèn chứa khí thông thường có công suất và tuổi thọ hoạt động tương tự, đồng thời cũng tạo ra ánh sáng có hiệu suất chiếu sáng và nhiệt độ màu cao hơn.
b. Ứng dụng Halogen trong điện tử và vật liệu
– Halogen free thường được dùng làm chất chống cháy và được sử dụng trong các thành phần điện tử và vật liệu, vỏ sản phẩm, chất dẻo.
– Lưu ý: Loại chất chống cháy này không thể tái chế, nó sẽ giải phóng các chất có hại trong quá trình đốt cũng như sưởi ấm, nó đe doạ sức khoẻ của con người và môi trường xung quanh.
c. Ứng dụng của halogen trong y học
Những ứng dụng của iốt:
– Thuốc bôi iốt [5% iốt trong nước/êtanol] để khử trùng vết thương hay khử trùng bề mặt chứa nước uống.
– Iốt-123 được dùng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp.
– Iốt-131 giúp điều trị ung thư tuyến giáp và bệnh Grave, cũng dùng trong chụp ảnh tuyến giáp.
a. Điện phân muối halogenua
– Điện phân nóng chảy:
2MXn → 2M + nX2 [M là kim loại kiềm: Na, K; X thường là: Cl, Br, I].
– Điện phân dung dịch muối halogenua của kim loại kiềm có màng ngăn:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
b. Cho HX tác dụng với các chất oxi hóa mạnh [thường gặp: MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, KClO3].
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O
K2Cr2O7 + 14HCl → 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O
KClO3 + 6HCl → 3H2O + KCl + 3Cl2