Tiêu đề CHƯƠNG 7 NGUYÊN TỐ NHÓM HALOGEN-GV.pdf ✅

2 CĐ1: Nguyên tố và đơn chất halogen CĐ2: Hydrogen halide và muối halide CĐ4: Ôn tập chƣơng 7 CĐ1 NGUYÊN TỐ VÀ ĐƠN CHẤT HALOGEN PHẦN A - CÁC CHUYÊN ĐỀ BÀI GIẢNG KIẾN THỨC CẦN NHỚ A. Khái quát về nhóm halogen ♦ Vị trí: Nhóm halogen thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn, bao gồm các nguyên tố: fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), astatine (At) và tennessine (Ts). At và Ts là các nguyên tố phóng xạ. ♦ Trạng thái tự nhiên: Trong tự nhiên, halogen chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là muối halide. Fluorine Chlorine Bromine Iodine CaF2: quặng fluorite Na3AlF6: quặng cryolite. Ca5F(PO4)3: quặng fluorapatite. Đá quý chứa CaF2 NaCl trong mỏ muối. NaCl.KCl: sylvinite. HCl trong dịch vị dạ dày. Đá muối himalaya Hợp chất bromide (chứa Br- ) có trong nước biển, nước sông. Nước biển Hợp chất iodide, iodate (chứa I- , IO3 - ) có trong nước biển, nước sông, rong biển. Rong biển ♦ Cấu tạo nguyên tử, phân tử: - Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố halogen có dạng: ns 2 np 5 ⇒ Halogen đều là các phi kim, có 7 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ nhận thêm hoặc góp chung 1 electron để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất. ⇒ Trong các hợp chất F chỉ có SOH -1; các nguyên tố khác ngoài SOH -1 còn có các SOH +1, +3, +5, +7. - Phân tử halogen (X2) hình thành do hai nguyên tử halogen góp chung 1 electron. Công thức electron → Công thức Lewis → Công thức cấu tạo - Từ F → Cl → Br → I: Tính phi kim, độ âm điện của các nguyên tố giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần. B. Đơn chất halogen I. Tính chất vật lí Đơn chất (X2) Trạng thái Màu sắc Nhiệt độ nóng chảy (oC) Nhiệt độ sôi (oC) Fluorine (F2) Khí Lục nhạt -220 -188 Chlorine (Cl2) Khí Vàng lục -101 -34 Bromine (Br2) Lỏng Nâu đỏ -7 59 Iodine (I2) Rắn Tím đen 114 185
3 KIẾN THỨC CẦN NHỚ - Từ F2 đến I2 trạng thái chuyển từ khí → lỏng → rắn, màu sắc đậm dần, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần. I2 có khả năng thăng hoa (chuyển từ rắn sang khí không qua trạng thái lỏng). - Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các đơn chất halogen tăng dần từ F2 đến I2 là do khối lượng phân tử tăng, tương tác Van der Waals giữa các phân tử tăng. - Ở điều kiện thường, các halogen ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ như ancohol, benzene. Các đơn chất F2, Cl2, Br2 có độc tính cao. II. Tính chất hóa học - Các halogen đều có tính oxi hóa. Tính oxi hóa giảm dần: F2 → Cl2 → Br2 → I2  Tác dụng với kim loại: + Với F2, Cl2, Br2 Muối (KL có hóa trị cao) + Với I2 Muối (KL có hóa trị thấp)  Tác dụng với H2. H2 + F2 → 2HF H2 + Cl2 2HCl H2 + Br2 2HBr H2 + I2 2HI Bóng tối Ánh sáng Nhiệt độ cao Nhiệt độ cao, xúc tác ⇒ Khả năng phản ứng với H2 của các halogen giảm dần từ F2 đến I2.  Tác dụng với nƣớc - F2 phản ứng mãnh liệt với nước: 2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑ - Cl2, Br2, I2 phản ứng chậm với nước mức độ giảm dần từ Cl2 đến I2. Cl2 + H2O HCl + HClO (hydrochloric acid) (hypochlorous acid) HClO sinh ra có tính oxi hóa mạnh nên chlorine trong nước có khả năng diệt khuẩn, tẩy màu dùng để khử trùng nước sinh hoạt.  Tác dụng với dung dịch kiềm (pƣ tự oxi hóa – khử) - Ở điều kiện thường: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O Dung dịch hỗn hợp NaCl, NaClO (sodium hypochlorite) được gọi là nước Javel có tính oxi hóa mạnh được dùng làm chất tẩy màu và sát trùng. 2Cl2 + 2Ca(OH)2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Hay Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O CaOCl2 (calcium oxychloride) có tính oxi hóa mạnh được dùng làm chất tẩy màu và sát trùng. - Khi đun nóng: 3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O Potassium chlorate (KClO3) là chất oxi hóa mạnh dùng để chế tạo thuốc nổ, đầu que diêm, ... - Phản ứng xảy ra tương tự khi thay Cl2 bằng Br2.  Tác dụng với muối halide - Trừ F2, halogen mạnh hơn đẩy halogen yếu ra khỏi dung dịch muối. Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 (dung dịch chuyển sang vàng nâu) Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2 (xuất hiện chất rắn màu tím)  Phản của iodine với hồ tinh bột (tính chất riêng của iodine) - Iodine có khả năng tác dụng với hồ tinh bột tạo thành hợp chất màu xanh đặc trưng ⇒ Phản ứng dùng để nhận biết iodine. III. Điều chế chlorine - Trong PTN: Cho HCl đặc tác dụng với MnO2 t o , KMnO4, KClO3, ... MnO2 + 4HClđặc MnO2 + Cl2 + 2H2O 2KMnO4 + 16HClđặc → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O - Trong CN: Điện phân dung dịch NaCl: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
4 ❖ BÀI TẬP TỰ LUẬN ♦ VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Hãy trả lời các câu hỏi sau: (a) Xác định số oxi hóa của F, Cl trong các chất sau: NaF, F2, HF, KCl, HCl, HClO, NaClO, KClO3. (b) Cho các nguyên tố: Cl, Br, I, F. Sắp xếp các nguyên tố trên theo chiều tăng dần độ âm điện và bán kính nguyên tử. (c) Nhận xét về sự biến đổi màu sắc, trạng thái và tính oxi hóa của các đơn chất F2, Cl2, Br2, I2. (d) So sánh nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của F2, Cl2, Br2, I2. Giải thích. Hƣớng dẫn giải -1 0 -1 -1 -1 +1 +1 +5 (a) NaF, F2, HF, KCl, HCl, HClO, NaClO, KClO3 (b) Tăng dần độ âm điện: I, Br, Cl, F. Tăng dần bán kính nguyên tử: F, Cl, Br, I. (c) Màu sắc đậm dần: F2, Cl2, Br2, I2; trạng thái: Khí (F2, Cl2) → Lỏng (Br2) → Rắn (I2). Tính oxi hóa giảm dần: F2, Cl2, Br2, I2. (d) Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng dần: F2, Cl2, Br2, I2 do khối lượng phân tử và tương tác van der Waals tăng dần. Câu 2. [CD - SGK] Astatine là nguyên tố phóng xạ, được xếp dưới nguyên tố iodine trong nhóm VIIA. Thực tế, các nhà khoa học chỉ thu được đồng vị biến của astatine từ quá trình nghiên cứu về phóng xạ, đồng thời nó chỉ tồn tại khoảng 8 giờ . Dựa vào xu hướng biển đổi một số tính chất của nhóm halogen, hãy dự đoán: (a) Tính oxi hoá của nguyên tử astatine mạnh hơn hay yếu hơn so với nguyên tử iodine? (b) Đơn chất astatine có màu đậm hơn hay nhạt hơn so với đơn chất iodine? Hƣớng dẫn giải (a) Trong nhóm halogen, đi từ F đến I có Tính oxi hóa giảm dần ⇒ Tính oxi hóa của nguyên tử astatine yếu hơn so với nguyên tử iodine (b) Trong nhóm halogen, đi từ F2 đến I2 có màu sắc của các đơn chất đậm dần ⇒ Đơn chất astatine có màu đậm hơn so với đơn chất iodine Câu 3. Nối mỗi chất trong cột A với những tính chất tương ứng của chúng trong cột B. Cột A Cột B (a) Fluorine, F2 (b) Chlorine, Cl2 (c) Bromine, Br2 (d) Iodine, I2 (1) Hầu như không tan trong nước. (2) Chất khí ở điều kiện thường. (3) Chất lỏng ở điều kiện thường. (4) Chất rắn ở điều kiện thường. (5) Là chất oxi hoá khi phản ứng với kim loại.