HALOGEN HÓA 10 - ĐƠN CHẤT NHÓM HALOGEN (NHÓM VIIA) | Hóa 10 Chân Trời Sáng Tạo

HALOGEN HÓA 10 - ĐƠN CHẤT NHÓM HALOGEN (NHÓM VIIA) | Hóa 10 Chân Trời Sáng Tạo
Nguyên Tố Nhóm Halogen
Tính chất vật lí và tính chất hóa học các đơn chất nhóm VIIA Halogen
I. Vị trí của nhóm halogen trong bảng tuần hoàn
Nhóm halogen gồm những nguyên tố thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học: fluorine (F); chlorine (Cl); bromine (Br); iodine (I); astatine (At) và tennessine (Ts).
Trong đó astatine (At) và tennessine (Ts) là các nguyên tố phóng xạ.
II. Trạng thái tự nhiên của các halogen
Trong tự nhiên, halogen chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Hợp chất chủ yếu của halogen là muối halide.
Ion fluoride được tìm thấy trong các khoáng chất như fluorite (CaF2); fluorapatite (Ca5(PO4)3F) và cryolite (Na3AlF6).
Ion chloride có nhiều trong nước biển, trong quặng halite (NaCl, thường gọi là muối mỏ), sylvite (KCl).
Ion bromide có trong quặng bromargyrite (AgBr);
Ion iodide có trong iodargyrite (AgI);…
III. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen. Đặc điểm cấu tạo phân tử halogen.
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen đều có 7 electron.
Để đạt cấu hình electron bền vững giống khí hiếm, hai nguyên tử halogen góp chung một cặp electron để hình thành phân tử.
Với X là kí hiệu các nguyên tố halogen.
Công thức cấu tạo của phân tử halogen: X – X.
→ Như vậy, đơn chất halogen tồn tại ở dạng phân tử X2, liên kết trong phân tử là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
IV. Tính chất vật lý của các halogen
Các halogen ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực như hexane (C6H14), carbon tetrachloride (CCl4), …
Từ fluorine đến iodine:
Trạng thái tập hợp của đơn chất ở 20oC thay đổi: fluorine và chlorine ở thể khí, bromine ở thể lỏng, iodine ở thể rắn.
Màu sắc đậm dần: fluorine có màu lục nhạt, chlorine có màu vàng lục, bromine có màu nâu đỏ, iodine có màu đen tím.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của đơn chất halogen bị ảnh hưởng bởi tương tác van der Waals giữa các phân tử. Từ fluorine đến iodine, khối lượng phân tử và bán kính nguyên tử tăng, làm tăng tương tác van der Waals, dẫn đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng.
V. Tính chất hóa học của các halogen
Nhận xét chung: Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np5, nên nguyên tử có xu hướng nhận thêm 1 electron hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm tương ứng.
Sơ đồ tổng quát: X + 1e → X-
1. Tác dụng với kim loại
Các halogen phản ứng với kim loại thể hiện các mức độ khác nhau:
Fluorine tác dụng được với tất các các kim loại, ví dụ:
2Ag + F2 → 2AgF
Chlorine tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au, Pt. Ví dụ:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Bromine phản ứng với nhiều kim loại, nhưng khả năng phản ứng yếu so với fluorine và chlorine. Ví dụ:
2Na + Br2 → 2NaBr
Iodine phản ứng với kim loại yếu hơn so với bromine, chlorine và fluorine. Ví dụ:
2Al + 3I2 (H2O) → 2AlI3
2. Tác dụng với hydrogen
Khi tác dụng với hydrogen, fluorine phản ứng nổ mạnh ngay cả trong bóng tối, nhiệt độ rất thấp (-252oC); chlorine phản ứng trong điều kiện chiếu sáng hoặc đun nóng; bromine phản ứng khi đun nóng 200 – 400oC; iodine phản ứng khó khăn hơn, cần đun nóng 350 – 500oC, chất xúc tác Pt và phản ứng xảy ra thuận nghịch.
H2 + F2 → 2HF
H2 + Cl2 (askt) → 2HCl
H2 + Br2 (to) → 2HBr
H2 + I2 (350 − 500 oC , Pt ) ⇄ 2HI
Chú ý:
Fluorine phản ứng mạnh với nước, bốc cháy trong hơi nước nóng.
2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑
Chlorine và bromine tác dụng chậm với nước tạo thành hydrohalic acid và hypohalous acid, khả năng phản ứng của bromine khó khăn hơn.
Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
Br2 + H2O ⇄ HBr + HBrO
Iodine phản ứng rất chậm với nước tạo iodic acid
3I2 + 3H2O ⇄ 5HI + HIO3
3. Tác dụng với dung dịch kiềm
Halogen tác dụng với dung dịch kiềm, sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào nhiệt độ phản ứng.
Ví dụ:
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
3Cl2 + 6NaOH (LỚN HƠN 70oC) → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
Chú ý:
Hỗn hợp dung dịch NaCl và NaClO được gọi là nước Javel, được dùng làm chất tẩy màu và sát trùng.
Phản ứng của chlorine với dung dịch kiềm được dùng để sản xuất các chất tẩy rửa, sát trùng, tẩy trắng trong ngành dệt, da, bột giấy, …
4. Tác dụng với dung dịch muối halide
Nhìn chung, trong dung dịch, các halogen có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ phản ứng với muối halide của halogen có tính oxi hóa yếu hơn để tạo ra các halogen có tính oxi hóa yếu hơn.
Ví dụ:
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2
5. Tính tẩy màu của khí chlorine ẩm
Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
Phản ứng giữa chlorine và nước là thuận nghịch nên tạo ra dung dịch gồm nước, hydrochloric acid (HCl); hypoclorous acid (HClO) cùng chlorine.
Hypoclorous acid (HClO) có tính oxi hóa mạnh có thể phá hủy các hợp chất màu nên khí chlorine ẩm có tính tẩy màu.
VI. Ứng dụng halogen

#halogen ,
#halogenhóa10 ,
#đơnchấthalogen ,
#nhómhalogen ,
#đơnchấtnhómhalogen ,
##halogenhóa10chântrờisáng tạo,