8/19/2019 Lý thuyết Halogen

http://slidepdf.com/reader/full/ly-thuyet-halogen 1/4

1

Ch− ¬ng IIC¸c nguyªntè nhãmVIIA

 tãm t¾t

CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häcC¸c nguyªn tè F, Cl, Br, I, At

CÊu h×nhvμ

sè oxi ho¸- CÊu h×nh electron ë tr¹ng th¸i c¬ b¶n lμ: ns2np5, c c nguyªntè nμy ë tr¹ng th i c¬ b¶n cã 1 e ®éc th©n

- Cßn thiÕu 1e ®Ó b·o hoμ líp ngoμi cïng, nªn chóng dÔ dμngkÕt hîp thªm 1e vμ thÓhiÖn tÝnh oxy ho¸ m¹nh theo s¬ ®å:

X2 + 2e → 2X-

- T¹o mét liªn kÕt céng ho¸ trÞ: X2 vμ HX

- TÝnh chÊt cña halogen vμ hîp chÊt t− ¬ng ®èi gièng nhau vμbiÕn ®æi ®Òu ®Æn trong nhãm

- Trong hÇu hÕt c¸c hîp chÊt halogen cã sè oxi ho¸-1. F cã ®é ©m ®iÖn lín nhÊt, ë chu kú II kh«ng cãocbitan trèng nªn chØ cã duy nhÊt sè oxi ho¸ -1.C c nguyªn tè Cl, Br, I cßn cã c¸c sè oxi ho¸d− ¬ng tõ +1 ®Õn +7; cã 5 ocbitan trèng nd, cãthªm 3 tr¹ng th¸i céng ho¸ trÞ øng víi sè electron®éc th©n lμ 3, 5,7.

- Sè oxi ho cña c¸c halogen

HClO4

HBrO4

HIO4

HClO3

HBrO3

HIO3

I2O5

HClO2

HBrO2

HIO2

Cl2O

Br 2O

HClO

HBrO

HIO

X2HX

OF2

O2F2

+7+5+3+10-1

TÝnh chÊt lý häc

- ë ®iÒu kiÖn th− êngFlo vμ Clo - khÝ, kh«ng mμu (F), vμng lôc (Cl)

Br«m - láng mμu n©u ®á

Ièt - r¾n mμu tÝm sÉm

- C¸c halogen Ýt tan trong n− íc trõ Flo ph©n huûhoμn toμn trong n− ícë nhiÖt ®é th− êng

- I2 dÔ hoμn tan trong dung dÞch KI t¹o thμnhKI3: I2 + KI = KI3

TÝnh chÊt ho¸ häc

1. TÝnh oxi ho¸

TÝnh ®Æc tr − ng cña halogen

Tõ F, Cl, Br, I t Ýnh oxi ho gi¶m dÇn, thÓ hiÖn ë ph¶n øng halogen m¹nh ®Èy ®− îc halogen yÕu

h¬n nh− :Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br 2Br 2 + 2KI → 2KBr + I2

8/19/2019 Lý thuyết Halogen

http://slidepdf.com/reader/full/ly-thuyet-halogen 2/4

2

- Flo lμ phi kim ho¹t ®éng nhÊt: ph¶n øng víi hÇu hÕt c¸c ®¬n chÊt,nhiÒu hîp chÊt vμ c c khÝ h iÕm nh−  Kr, Xe, Rn, b«ng thuû tinh;ph¶nøng x¶y ra rÊt m·nh liÖt:

2F2 + SiO2  → SiF4 + O2

- Ph¶nøng gi÷a X víi H2:X2 + H2 → 2HXF2+ H2 = 2HF - næ m¹nh ë t thÊp (-252oC)Cl2 + H2 = 2HCl - chØ nækhi ®un nãng hoÆc d− íi t¸c dông

cña ¸nh s¸ng giμu t ia töngo¹iBr 2 + H2 = 2HBr - ë t= 200oC vμ trªn 700oC HBr bÞ ph©nlyI2 + H2 ⇆ 2HI - t > 200oC míi b¾t ®Çu x¶y ra vμ lu«n thuËn

nghÞch.HF HCl HBr HI

ΔHo, KJ.mol-1 -288,6 -92,3 -35,98 25,9

- Ph¶n øng cña halogen víi n− íc:ë nhiÖt ®é th− êng F oxi ho n− íc theo ph¶n øng:

F2 +2H2O → 4HF + O2

Cßn c¸c halogen kh¸c thùc hiÖn ph¶n øng tù oxyho¸ khö: X2 + H2O → HX + HXO, tuy nhiªn kh¶n¨ng ph¶n øng gi¶mtõ Cl2 ®Õn I2- Ph¶n øng víi dung dÞch kiÒm:

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2ON− íc Javen

2Cl2 + Ca(OH)2→ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2OCloruav«i

2. TÝnh khö Kh«ng ®Æc tr  − ng ®èi víi halogen, t Ýnh khö t ngdÇn tõ trªn xuèng trong nhãm (trõ F) tõ Cl2 ®ÕnI2.(Br 2, I2)VÝ dô:

Cl2 + 2KI → 2KCl + I25Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl

Cl2 + 2KBr    → 2KCl + Br 25Cl2 + Br 2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HClAxit HNO3 còngcã thÓ oxi ho I2 thμnh axit Io®ic

I2 + HNO3(l) → HIO3 + NO + H2O

3. C¸c ph− ¬ng ph¸p ®iÒu chÕ - §iÒuchÕ Cl2:* Trong phßng thÝ nghiÖm: MnO2, KMnO4, K2Cr 2O7t¸c dông víi HCl ®Æc

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O

* Trong c«ng nghiÖp:®pnc

2NaCl → 2Na + Cl2®pdd

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2

- §iÒuchÕ Br 2 vμ I2:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br 2Cl2 + 2KI → 2KCl + I2, dïng l− îng Cl2 nghiªm ngÆt

V×nÕu d− Cl2: 5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl

NÕu thiÕu Cl2: I2 + I- → I3-

- §iÒu chÕ F2:

Ph− ¬ng ph¸p duy nhÊt ®Ó ®iÒu chÕ F lμ ®iÖn ph©n nãngch¶y muèi florua (F cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh nhÊt)

4. øng dông+ Clo ®− îc øng dông réng r·i nhÊt ®Ó tæng hîp

chÊt dung m«i h÷u c¬ nh− CCl4, thuèc trõ s©u,diÖt cá, chÊt dÎo, cao su, sîi tæng hîp, c¸cchÊt tÈy tr¾ng, tÈy trïng n− íc…

+ F2 dïng ®Ó ®iÒu chÕ c c t¸c nh©n lμm l¹nhnh−  freon CF2Cl2 vμ CFCl3

+ Br 2 dïng ®Ó chÕ ho¸ mét sè d− îc phÈm,thuèc nhuém, AgBr dïng trong nhiÕp ¶nh+ I2 dïng trong y tÕ lμm thuèc s t trïng, cÇm

m¸u, chÕ t¹o mét sè d− îc phÈm

8/19/2019 Lý thuyết Halogen

http://slidepdf.com/reader/full/ly-thuyet-halogen 3/4

3

Hîp chÊt cña halogen1.Hîp chÊt halogenua: HF, HCl, HBr, HI- TÝnhchÊt lýhäc+ ë ®iÒu kiÖn th− êng ®Òu lμ c c chÊ t khÝ kh«ng mμu, cã

mïi sèc. HF cã nh iÖt ®é s«i vμ nhiÖt ®é nãng ch¶y caobÊt th− êngso víi c¸c halogenua kh c. §i tõ HCl ®Õn HI -ts vμ tnc t¨ngdÇn theokÝch th− íc vμ khèi l− îng ph©n tö 

HF HCl HBr HItS, oC 19,5 -84,9 -66,7 -35,8Tnc

, oC -83 -114,2 -88 -50,8+ C c halogenua cã kh¶ n¨ng hoμ tan trong n− íc rÊt

nhiÒu.HF HCl HBr HI

α(0,1N),% 9 92,6 93,5 95

TÝnh chÊt ho¸ häc- TÝnh axÝt khi hoμ tan trong n− íc: HF lμ axit trung b×nh

yÕu, HCl, HBr, HI lμ c¸c axit m¹nh+ Tõ HF ®Õn HI n ng l− îng liªn kÕt H-X gi¶m dÇn vμ®ã lμ nguyªn nh©n chñ yÕu lμm t ng kh¶ n ng ph©nlyH+ cña HX, tøc lμ lμm t¨ng tÝnh axit.

HF HCl HF HIEH-X, KJ.mol-1 565 431 364 297

TÝnh axit cña HF gi¶m mét c¸ch ®ét ngét so víi c¸c HX kh¸c lμdo hiÖn t− îng liªn hîp gi÷a c c ph©n tö HF g©y ra do l iªn kÕthydro : nHF  → (HF)n (n= 2÷6)

- Trõ  HF, c¸c HX ®Òu cã tÝnh khö vμ tÝnh khö t¨ng dÇn tõ HCl, HBr, HI+ VÝ dô: HCl bÞ oxi ho bëi c¸c chÊt oxy ho¸m¹nh nh− : KMnO4, MnO2 (xem ph¶n øng®iÒu chÕ Cl2), nh− ng kh«ng bÞ oxi ho¸ bëiH2SO4 ®Æc, cßn HBr vμ HI ph¶n øng theo c¸cph− ¬ng tr×nh sau:

2HBr + H2SO4 → SO2 + Br 2 + 2H2O8HI + H2SO4   → H2S + 4I2 + 4H2O

+ HI cßnbÞ oxi ho¸ bëi Fe3+:2FeCl3 + 2HI → 2FeCl2 + I2 + 2HCl

- Riªng HF cã tÝnh ®Æc biÖt kh¸c:

6HF + SiO2→ H2[SiF6] + 2H2O, dïng HF ®Ó kh¾clªn thuû tinh

- §iÒu chÕ:CaF2(r) + H2SO4(®)→ CaSO4 + 2HF(k)

to

H2(k) + Cl2(k) → 2HCl(k)

PX3 + 3HOH → H3PO4 + 3HX (HBr, HI)

Hîp chÊt chøa oxi* C¸chîp chÊt HXO lμ ph©n tö cãgãc HOX = 109o, ®Òukh«ng bÒn- Axithipoflor¬ t¹o ra khi khÝ F2 ®i qua n− í c ë 0oC, ët th− êng ®·ph©nhuû

thμnhHF vμ O2:2HFO = 2HF + O2

- Axi t hipoclor¬ HClO ®− îc t¹o ra do ph¶n øng thuû ph©n cña Cl2 trongn− íc:

Cl2 + HOH⇆ HCl + HClO+ DÔ bÞph©nhuû theo c¸cph− ¬ngtr×nh sau:

as

2HClO → 2HCl + O2to

3HClO → 2HCl + HClO3- §Òu lμ c c axit yÕu, t Ýnhaxit gi¶m dÇn: Ka(HClO) = 3,4.10-8; Ka(HBrO)=

2.10-9; Ka(HlO) = 1.10-11

- Muèi cñaaxithipoclor¬ bÒnh¬n lμ hipoclorit, t¹o rado ph¶nøng:Cl2 + 2NaOH → NaCl+ NaClO+ 2H2O

Trong m«itr − êngkiÒm, bÞ ph©n huûtheoph¶nøng: 3XO-⇆ 2X- + XO3

-

(X= Cl, Br, I)

* Hîp chÊt chøa oxi HXO3

- HClO3, HBrO3 vμ HIO3 ®Òu lμ c c axit m¹nh vμtÝnh axit gi¶m dÇn theo d·y trªn.

+ HClO3 vμ HBrO3 kÐm bÒn vμ chØ tån t¹i trongdung dÞch lo·ng, HIO3 ®− îc t¸ch ra d− íi d¹ngtinh thÓ

+ §− îc t¹o ra do sù ph©n huû cña c¸c hîp chÊt víi

sè oxi ho¸ +1 trong m«i tr − êng kiÒm:3XO-⇄ 2X- + XO3

-

Ph¶n øng nμy t ng dÇn tõ Cl ®Õn I : ®èi víi ClO-

x¶yra ë t= 80oC, BrO- ë 0oC cßn ®èi víi IO- ph¶nøng ph©nhuû x¶y raë t thÊp h¬n n÷a

8/19/2019 Lý thuyết Halogen

http://slidepdf.com/reader/full/ly-thuyet-halogen 4/4

4

ClO3-, BrO3

-, IO3- ®Òu cã t Ýnh oxi ho¸ m¹nh vμ

gi¶m dÇn trong m«i tr  − êng trung tÝnh vμ m«i

tr − êng kiÒmClO3

- + 6e + 6H+ → Cl- + 3H2O

][Cl

]][H[ClOlg

6

0,059εε

6

3o

/ClClO3   −

+−

+=−−

 §iÒu chÕ muèi KClO3

+ Trong c«ng nghiÖp KClO3 ®− 

îc ®iÒu chÕ b»ng ®iÖn ph©ndung dÞch KClkh«ng mμng ng¨n ë 80oC®p

KCl + H2O → KOH + Cl2 + H2

Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OKClO⇄ KClO3 + KCl

KClO3 ®− îct¸ch rab»ng c chlμm l¹nh

NhiÖt ph©n muèi KClO32KClO3(r) →2KCl + 3O2(k) ë t= 250oC cã mÆt xóc t c MnO2

4KClO3 → 3KClO4 + KCl®un nãngkh«ng cã mÆt xóc t¸c