Title Chuyên đề 9. Nhóm Halogen.doc ✅

Trang 1 CHUYÊN ĐỀ 9 NHÓM HALOGEN A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO I. NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ  Nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn gồm  5 nguyên tố : Flo (ô số  9 , chu kì 2 ), clo (ô số 17 , chu kì 3 ), brom(ô số 35 , chu kì 4 ), iot (ô số 53 , chu kì 5 ) và atatin (ô số 85 , chu kì 6 ). Atatin không gặp trong tự nhiên. Nó được điều chế nhân tạo bằng các phản ứng hạt nhân. Atatin được nghiên cứu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ. Như  vậy, nhóm halogen được nghiên cứu ở đây bao gồm flo, clo, brom và iot II. CẤU HÌNH ELECTRON VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA CÁC  NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM HALOGEN Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử các halogen là 25nsnp ( n là số thứ tự của lớp ngoài cùng). ............ Từ flo đến iot, số lớp electron tăng dần và electron lớp ngoài cùng càng xa hạt nhân hơn.  Ở trạng thái cơ bản, các nguyên tử halogen đều có một electron độc thân. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử flo là lớp thứ hai nên không có phân lớp d . Nguyên tử clo, brom và iot có phân lớp d còn trống, khi được kích thích 1, 2 hoặc  3 electron có thể chuyển đến những obitan còn trống :  Như vậy, ở trạng thái kích thích, nguyên tử clo, brom hoặc iot có thể có 3, 5 hoặc 7 electron độc thân. Điều này giải thích khả năng tồn tại các trạng thái oxi hoá của clo, brom, iot.
Trang 2 Đơn chất halogen không phải là những nguyên tử riêng rẽ mà là những phân tử: Hai nguyên tử halogen X kết hợp với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành phân tử 2X .  Công thức electron Công thức cấu tạo Năng lượng liên kết XX của phân tử 2X , không lớn (từ 151 đến 243 kJ/mol)  nên các phân tử halogen tương đối dễ tách thành hai nguyên tử. III. KHÁI QUÁT VỀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC HALOGEN 1. Tính chất vật lí  Ở điều kiện thường: Flo là chất khí, màu lục nhạt; clo là chất khí, màu vàng lục; brom là chất lỏng, màu nâu đỏ; iot là chất rắn, màu đen tím.  Flo không tan trong nước vì nó phân huỷ nước rất mạnh. Các halogen khác tan tương đối ít trong nước và tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ. 2. Tính chất hoá học  Nhóm halogen với  7 electron ở lớp ngoài cùng và độ âm điện lớn, nguyên tử halogen X dễ dàng lấy một electron tạo ra X có cấu hình khí trơ bền vững.  01 2526 X1eX nsnpnsnp    Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất oxi hoá xi hoá mạnh. Khả năng oxi hoá giảm dần tử flo đến iot. Trong các hợp chất, flo luôn có số oxi hoá 1 , các halogen khác ngoài số oxi hoá 1 còn có các số oxi hoá 1, 3, 5, 7 . Ở dạng đơn chất, các halogen tồn tại dưới dạng phân tử 2X . Có bậc oxi hóa trung gian là 0 . Nên nó vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.  2.1. Tính oxi hóa mạnh  2X 2.1e 2X a) Tác dụng với kim loại  muối halogenua  2n2MnX2MX ( n : là hóa trị cao nhất của kim loại M ) - 2F : Oxi hóa được tất cả các kim loại.  22Ca F CaF (Caxiflorua)  - 2Cl : Oxi hóa được hầu hết các kim loại, phản ứng cần đun nóng.  0 23 t 2Fe 3Cl 2FeCl (Sắt III clorua)  0 t 22Cu Cl CuCl (Đồng II clorua) - 2Br : Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng cần đun nóng. 
Trang 3 0 23 t 2Fe 3Br 2FeBr (Sắt III bromua) - 2I : Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc khi có mặt của chất xúc tác. 2HO 232A1 3I 2AlI (Nhôm iotua) b) Tác dụng với phi kim  Các halogen tác dụng được với hầu hết các phi kim trừ 22N, O, C (kim cương).  0 t 232P3Cl2PCl (Photpho triclorua) 0 t 252P5Cl2PCl (Photpho pentaclorua) 0 t 2222SClSCl 26S3FSF c) Tác dụng với hiđro  khí hiđrohalogenua.  22X H 2HX Khả năng phản ứng giảm dần từ 22F I - 2F : Phản ứng ngay trong bóng tối, ở 00 t252C , gây nổ mạnh.  0 250C 22FH2HF - 2Cl : Phản ứng cần chiếu sáng, nổ mạnh.  as 22Cl2HHCl - 2Br : Cần nhiệt độ cao.  0 300C 22Br2rHHB - 2I : Cần nhiệt độ cao, phản ứng không hoàn. 0 450 2 C 2H2IIH    Chú ý: Khí HX tan trong nước tạo ra dung dịch axit HX , đều là các dung dịch axit mạnh (trừ HF ). d) Tác dụng với hợp chất có tính khử  22FHS2HFS 222FHOHFO 22ClHS2HClS 2233FeCl3Cl2FeCl 22Cl2NaBr2NaClBr 22Cl2Nal2NaClI 22BrH2HBr 22Br2Nal2NaBrI 22IHS2HIS 223224INaSOHONaSO2HI Chú ý: - Halogen có tính ôxi hóa mạnh hơn đẩy được halogen có tính oxi hóa yếu hơn ra khỏi dung dịch muối (trừ 2F ). Thí dụ:  22Cl 2NaBr 2NaCl Br 
Trang 4 Nếu NaBr hết, 2Cl còn  22235ClBr6HO2HBrO10HCl Mà xảy ra phản ứng: 222FHO2HFO - Nước clo, brom có tính oxi hóa rất mạnh  22243ClS4HO6HClHSO 22224ClSO2HO2HClHSO 222244ClHS4HO8HClHSO 22224BrSO2HO2HBrHSO (phản ứng nhận biết khí 2SO ).  22BrHS2HBrS 2.2. Tính khử Theo dãy: 2222FClBrI tính khử tăng dần. - 2Cl : Khử được 2F .  22ClF2ClF – 2Br : Khử được 2Cl .  22235Cl6HOBr10HCl2HBrO - 2I : Khử được 2Cl , 2Br . 22235Cl6HOI10HCl2HIO 22235Br6HOI10HCl2HIO 2.3. Tính tự oxi hóa - khử. a) Với 2.HO - 2Cl : Phản ứng không hoàn toàn ở nhiệt độ thường  22ClHOHClHClO  (axit hipoclorơ) - 2Br : Phản ứng ở nhiệt độ thường, chậm hơn clo.  22BrHOHBrHBrO  (axit hipobromo) - 2I : Hầu như không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch iotua kim loại kiềm:  23KIIKI hoặc: 23III b) Với dung dịch bazơ  22 Nöôùc Gia -ven Cl2NaOHNaClNaClOHO  70C 2323Cl6NaOH5NaClNaClO3HO 0 2222 30 ClCa(OH)CaOClHOC (cloruavôi) 2323Br6NaOH5NaBrNaBrO3HO 2323I6NaOH5NaINaIO3HO Chú ý: Nước Gia - ven, clorua vôi đều là chất oxi hóa mạnh, tác nhân oxi hóa là 1Cl. Chúng có tính tẩy màu và sát trùng.