Tæng hîp kiÕn thøc ho¸ häc THPT Tæng hîp kiÕn thøc ho¸ häc THPT I / CÊu t¹o nguyªn tö A / TP cÊu t¹o 1 Lớp vỏ Gồm các hạt mang điện âm gọi là electron (hay điện tử) Khối lượng của các electron đều bằn[.]
Tổng hợp kiến thức hoá học THPT I./ Cấu tạo nguyên tử A./ TP cấu tạo Lp v Gm hạt mang điện âm gọi electron (hay điện tử) Khối lượng electron xấp xỉ 1/1840 khối lượng nguyên tử hiđro nguyên tử nhẹ nhất, tức bằng: me = 9,1095.10-31 kg hay 0,00055 đơn vị Cacbon (đv.C) Điện tích electron -1,6.10-19 Culơng Đó điện tích nhỏ nhất, gọi điện tích nguyên tố Hạt nhân Hạt nhân nguyên tử gồm hạt proton nơtron Proton Proton có điện tích điện tích electron ngược dấu tức +1,6.10-19 Culông Như proton electron mang điện tích nguyên tố, có dấu ngược Để thuận tiện, người ta quy ước lấy điện tích nguyên tố làm đơn vị, coi điện tích electron 1- điện tích cảu proton 1+ Nơtron Hạt nơtron khơng mang điện, có khối lượng xấp xỉ khối lượng proton bằng: mp = mn = 1,67.10-27 kg hay xấp xỉ đv.C B./ KÝch thíc, khèi lỵng Kích thước: Nếu hình dung nguyên tử khối cầu có đường kính khoảng 1010 m Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng đơn vị Angxtrom kí hiệu Å 1Å = 10-10 m hay 1Å = 10-8 cm Nguyên tử nhỏ hiđro có bán kính khoảng 0,53 Å Đường kính hạt nhân nguyên tử nhỏ hơn, vào khoảng 10-4 Å, đường kính nguyên tử lớn đường kính hạt nhân khoảng 10.000 lần Ta tưởng tượng phóng đại nguyên tử vàng lên 109 lần (một tỉ lấn !) có đường kính 30 cm nghĩa nguyên tử vừa bóng rổ Trong hạt nhân ngun tử vàng có đường kính nhỏ 0,003 cm nghĩa có kích thước hạt cát nhỏ Bảng - Khối lượng điện tích hạt cấu tạo nên nguyên tử Tên Kí hiệu Khối lượng Electron e me = 9,1095 kg Proton Nơtron p n mp = 1,6726 kg mn = 1,6750 kg Điện tích me 0,549 đv.C mp đv.C mn đv.C -1,602.10-19 C +1,602.10-19 C Đường kính electron proton lại nhỏ nhiều : khoảng 10-7 Å Electron chuyển động xung quanh hạt nhân Giữa electron hạt nhân chân khơng : từ ta thấy nguyên tử có cấu tạo rỗng ! Khối lượng : Khối lượng nguyên tử vào khoảng 10-26 kg Nguyên tử nhẹ hiđro có khối lượng 1,67.10-27 kg Khối lượng nguyên tử cacbon 1,99.10-26 kg Một lượng chất nhỏ chứa số ngun tử lớn tới mức ta khó mà hình dung Ví dụ : Trong gam cacbon có1023 ngun tử cacbon Một lít nước chứa tới khoảng 9.1025 nguyờn t hiro v oxi II./ Hạt nhân nguyên tử - Nguyên tố hoá học A Hạt nhân nguyên tử Điện tích hạt nhân Vì điện tích proton đơn vị điện tích dương (1+) nên hạt nhân có Z proton, điện tích hạt nhân Z+ Thực nghiệm cho biết nguyên tử trung hoà điện nên số proton hạt nhân số electron chuyển động quanh hạt nhân Như vật, nguyên tử: Điện tích hạt nhân = Số proton = Số electron Ví dụ: Điện tích hạt nhân nguyên tử oxi 8+, nguyên tử oxi có proton có electron Biết điện tích hạt nhân nguyên tử (cũng biết số proton số electron) tức nắm chìa khóa để nhận biết nguyên tử Số khối Tổng số hạt proton (kí hiệu Z) tổng số hạt hạt nơtron (kí hiệu N) hạt nhân gọi số khối hạt nhân (kí hiệu A) A=Z+N Ví dụ: Trong hạt nhân nguyên tử clo có 17 proton 18 nơtron, số khối hạt nhân nguyên tử clo là: 17 + 18 = 35 Khối lượng nguyên tử Khối lượng nguyên tử tổng khối lượng proton, nơtron electron có ngun tử Nhưng khối lượng electron nhỏ so với khối lượng proton nơtron nên khối lượng nguyên tử coi khối lượng proton nơtron hạt nhân nguyên tử Ví dụ: Hạt nhân ngun tử nhơm có 13 proton 14 nơtron, xung quanh hạt nhân có 13 electron Xác định khối lượng nguyên tử nhôm Khối lượng nguyên tử nhôm coi khối lượng 13 proton 14 nơtron Khối lượng proton nơtron xấp xỉ đv.C Vậy khối lượng nguyên tử nhôm 27 đv.C Như vậy, hạt nhân nhỏ so với nguyên tử lại tập trung tồn lng ca nguyờn t B Nguyên tố hoá học Định nghĩa Tất nguyên tử có điện tích hạt nhân thuộc nguyên tố hoá học Như vậy, nguyên tử ngun tố hố học có số proton số electron Ví dụ : Tất nguyên tử có điện tích hạt nhân 17+ thuộc nguyên tố clo Các nguyên tử nguyên tố clo có 17 proton 17 electron Cho đến nay, người ta biết 92 nguyên tố tự nhiên khoảng 17 nguyên tố nhân tạo (tổng số khoảng 109 nguyên tố) Các nguyên tố nhân tạo chưa phát thấy Trái Đất hay nơi khác vũ trụ mà điều chế phòng thí nghiệm Tính chất ngun tố hố học tính chất tất nguyên tử ngun tố Số hiệu ngun tử Điện tích hạt nhân nguyên tử nguyên tố gọi số hiệu nguyên tử nguyên tố Số hiệu nguyên tử đặc trưng cho nguyên tố hoá học thường kí hiệu Z Ví dụ : Số hiệu nguyên tử nguyên tố urani 92 Vậy : điện tích hạt nhân nguyên tử urani 92+ ; có 92 proton hạt nhân 92 electron ngồi lớp vỏ Kí hiệu ngun tử Để đặc trưng đầy đủ cho nguyên tố hố học, bên cạnh kí hiệu thường dùng, người ta ghi dẫn sau A Z X X : kí hiệu nguyên tố Z : số hiệu nguyên tử A : số khối A = Z + N C Đồng vị Khi nghiờn cu cỏc nguyờn t nguyên tố hoá học, người ta thấy hạt nhân nguyên tử đó, số proton số khối khác số nơtron khác Người gọi nguyên tử có số proton khác số nơtron đồng vị Chẳng hạn oxi có ba đồng vị : Cả ba đồng vị có proton hạt nhân số nơtron 8, 9, 10 Hầu hết nguyên tố hoá học hỗn hợp nhiều đồng vị, có vài ngun tố có đồng vị Ngồi đồng vị tồn tự nhiên (khoảng 300), người ta điều chế đồng vị nhân tạo (khoảng 1000) Cịn nhiều đồng vị có ứng dụng quan trọn việc sử dụng lượng hạt nhân nguyên tử đồng vị hiđro (gọi đơteri) đồng vị urani (gọi urani 235) Các đồng vị ngun tố có tính chất hố học giống III Vỏ nguyên tử A Sự CĐ electron Mẫu hành tinh nguyên tử Rơzơfo Bo Các electron quay với tốc độ lớn quỹ đạo xunh quanh hạt nhân: a) Nguyên tử hiđrô ; b) Nguyên tử oxi Lúc đầu người ta cho electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử theo quỹ đạo hình trịn hay bầu dục quỹ đạo hành tinh chuyển động xung quanh Mặt trời - mẫu hành tinh nguyên tử Rơzơfo-Bo (Rutherford-Bohr) Mẫu Rơzơfo-Bo có ảnh hưởng lớn đến phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử, tỏ khơng đầy đủ để giải thích tính chất nguyên tử Nguyên tử hiđro Electron chuyển động Về sau, nhờ cơng trình nghiên cứu nhiều nhà bác học người ta nhanh khu biết chuyển động electron nguyên tử không theo vực xung quanh hạt quỹ đạo xác định nhân tạo thành đám mây electron Electron phân tử mang điện, lại chuyển động nhanh (tốc độ hành nghìn km/s) khu vực xung quanh hạt nhân tạo thành đám mây electron Mật độ điện tích đám mây khơng đều, khu vực có mật độ điện tích lớn khu vực khả có mặt electron lớn Người ta gọi khu vực obitan nguyên tử Chẳng hạn ngun tử hiđrơ, electron có mặt khắp nơi vùng bao quanh hạt nhân tạo thành đám mây electron, mật độ điện tích đám mây electron lớn bên hình cầu có đường kính 1Å (hạt nhân tâm) Ở khu vực đó, khả có mặt electron lớn (tới 90%) Ta tưởng tượng giây ta chụp 1000 ảnh nguyên tử hiđro 900 ảnh electron có mặt khu vực Vị nguyên tử, electron lại có khu vực tồn ưu tiên mình? Đó nguyên tử, electron có lượng riêng B Lớp electron Trong nguyên tử, hạt nhân mang điện tích dương hút electron mang điện tích trái dấu Muốn tách electron khỏi vỏ nguyên tử cần cung cấp lượng cho Thực nghiện chứng tỏ electron liên kết với hạt nhân chặt chẽ Những electron gần hạt nhân liên kết với chặt chẽ Người ta nói: chúng mức lượng thấp Ngược lại, electron xa hạt nhân có mức lượng cao ; chúng dễ bị tách khỏi nguyên tử electron khác Chính electron quy định tính chất hố học nguyên tố Tuỳ theo mức lượng cao hay thấp mà electron phân bố theo lớp electron (hay mức lượng) Các electron có mức lượng gần thuộc lớp Các lớp electron từ đánh số n = 1, 2, 3, 4, kí hiệu dãy chữ lớn: K, L, M, N C Phân lớp electron (hay phân mức lượng) Mỗi lớp electron lại phân chia thành phân lớp electron Các electron phân lớp có mức lượng Các phân lớp kí hiệu chữ thường s, p, d, f Số phân lớp số thứ tự lớp Lớp thứ có phân lớp, phân lớp 1s Lớp thứ có phân lớp, phân lớp 2s phân lớp 2p Lớp thứ có phân lớp, phân lớp 3s, 3p phân lớp 3d, v.v Các electron phân lớp s gọi electron s ; phân lớp p, gọi electron p, v.v D Số electron tối đa phân lớp, lớp Từ số electron tối đa obitan, ta suy số electron tối đa phân lớp lớp - Phân lớp s có obitan nên có tối đa electron Phân lớp p có obitan nên có tối đa electron Phân lớp d có tối đa 10 electron phân lớp f có 14 electron - Lớp thứ có phân lớp s nên có tối đa electron Lớp thứ có phân lớp s phân lớp p nên có tối đa electron Lớp thứ có phân lớp s, p, d, nên có tối đa 18 electron Từ suy lớp thứ có tối đa 32 electron v.v Một lớp chứa đủ số electron tối đa gọi lớp electron bão hào Số electron tối đa lớp phân lớp (từ n = đến n = 3) Số thứ tự lớp Số electron tối đa lớp n = (lớp K) n = (lớp L) n = (lớp M) 18 E Cấu Số electron phân bố vào phân lớp 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 trúc electron nguyên tử nguyên tố Nguyên lí vững bền : Trong nguyên tử, electron chiếm mức lượng từ thấp đến cao Càng xa hạt nhân, lớp phân lớp electron nõi chung có mức lượng cao Cụ thể mức lượng lớp tăng theo thứ tự từ đến phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f Sau thứ tự xếp phân lớp theo chiều tăng mức lượng xác định thực nghiệm : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s v.v Dựa vào nguyên lí vững bền, đồng thời ý đến số electron tối đa phân lớp, ta viết sơ đồ phân bố electron nguyên tử nguyên tố náo biêt số hiệu nguyên tử Z ngun tố Ví dụ: - Ngun tử hiđro : Z = 1, có electron Electron chiếm phân mức lượng thấp 1s - Nguyên tử heli : Z = 2, có electron Cả electron chiếm phân mức 1s Như vậy, nguyên tử hiđro nguyên tử heli có lớp electron, lớp K - Nguyên tử liti : Z = 3, có electron Hai electron đầu chiếm phân mức 1s : phân mức 1s nhận tối đa electron nên electron thứ chiếm phân mức 2s Như nguyên tử liti có lớp electron, lớp K gồm electron lớp L, electron v.v Cấu hình electron Muốn biểu diễn phân bố electron theo lớp phân lớp, người ta dùng cấu hình electron ghi theo cách sau: - Lớp electron ghi chữ số - Phân lớp ghi chữ thường s, p, d - Số electron ghi số phía bên phải chữ phân lớp, phân lớp khơng có electron khơng ghi Ví dụ: Cấu hinh electron nguyên tử 1H, 2He, 3Li, 13Al ghi sau: 1H : 1s 2He : 1s 3Li : 1s 2s 2 13Al : 1s 2s 2p 3s 3p Ngoài cách viết cấu hình electron trên, muốn biểu diễn phân bố electron theo cac obitan, người ta làm sau : Kí hiệu obitan vng, electron mũi tên, electron ghép đơi kí hiệu hai mũi tên ngược chiều Sau sơ đồ phân bố electron vào obitan nguyên tử 10 nguyên tố IV HÖ thèng tuần hoàn nguyên tố hoá học Bng tun hon A - Số thứ tự Trong bảng tuần hoàn, số thứ tự nguyên tố số hiệu nguyên tử ngun tố Đó điện tích hạt nhân, số proton số electron ngun tử ngun tố Ví dụ : Urani chiếm 92 hệ thống tuần hồn, số hiệu nguyên tử urani 92, điện tích hạt nhân 92+ hạt nhân có 92 proton lớp vỏ nguyên tử có 92 electron B - Chu kì Bảng tuần hồn (dạng bảng ngắn) gồm 10 hàng ngang, ứng với chu kì Các chu kì 1, 2, (chu kì chưa đầy đủ) gồm hàng Các chu kì cịn lại gồm hàng Chu kì gồm nguyên tố mà nguyên tử chúng có số lớp electron Số thứ tự chu kì (đánh số từ đến 7) số lớp electron Chu kì Gồm nguyên tố hiđro (Z = 1) heli (Z = 2) Nguyên tử hai nguyên tố có lớp electron : lớp K Chu kì Gồm nguyên tố liti (Z = 3) tận neon (Z = 10) Nguyên tử nguyên tố có lớp electron : lớp K (gồm electron) lớp L Số electron lớp L tăng dần từ đến Z tăng từ đến 10 Lớp electron đạt tới kiến trúc bền vững nguyên tử nguyên tố neon Z 10 Kí hiệu ngun tố Số electron lớp ngồi Li Be B C N O F Ne Chu kì Gồm nguyên tố natri (Z = 11) tận agon (Z = 18) Nguyên tử nguyên tố có lớp electron : lớp K (gồm electron), lớp L (gồm electron) lớp M Số electron lớp M tăng dần từ đến Z tăng từ 11 đến 18 Lớp electron lớp đạt tới kiến trúc bền vững nguyên tử nguyên tố agon Chu kì Gồm 18 nguyên tố kim loại kiềm kali (Z = 19) tận khí kripton (Z = 36) Chu kì Cùng gồm 18 nguyên tố kim loại kiềm rubiđi (Z = 37) tận khí xenon (Z = 54) Chu kì Gồm 32 nguyên tố kim loại kiềm xesi (Z = 55) tận khí rađon (Z = 86) Chu kì Chưa đầy đủ Hiện chu kì có 22 ngun tố Các chu kì 1, 2, gọi chu kì nhỏ Mỗi chu kì nhỏ hàng Các chu kì 4, 5, gọi chu kì lớn Mỗi chu kì lớn (hàng dài) cắt thành hàng : hàng 10 nguyên tố hàng nguyên tố Nhận xét Chu kì mở đầu kim loại kiềm tận khí Trong chu kì, số electron lớp ngồi tăng từ đến 8, hóa trị cao nguyên tố hợp chất với oxi tăng tương ứng từ đến (trừ khí có 8e ngồi cùng, khơng tham gia phản ứng) C - Nhóm phân nhóm Nhóm Bảng tuần hồn gồm cột, cột nhóm Nhóm đánh số chữ số La Mã từ I đến VIII Nguyên tử ngun tố nhóm có số electron hố trị (và số thứ tự nhóm) Như nhóm gồm ngun tố có hố trị cao oxi (và số thứ tự nhóm) Phân nhóm Mỗi nhóm lại chia thành hai phân nhóm : phân nhóm phân nhóm phụ Phân nhóm gồm ngun tố thuộc chu kì nhỏ chu kì lớn Phân nhóm phụ gồm ngun tố thuộc chu kì lớn Ví dụ : Nhóm VII gồm hai phân nhóm : phân nhóm phân nhóm halogen, phân nhóm phụ phân nhóm mangan Nguyên tử nguyên tố phân nhóm có số electron ngồi nhau, có tính chất hố học giống Nguyên tử nguyên tố thuộc phân nhóm có số electron lớp ngồi số thứ tự nhóm D - Giới thiệu vài phân nhóm Phân nhóm nhóm VIII Cịn gọi nhóm khí hiếm, gồm nguyên tố sau : Z 10 18 36 54 Tên Heli Neon Agon Kripton Xenon Kí hiệu He Ne Ar Kr Xe Electron lớp 1s2 - 2s2 2p6 - 3s2 3p6 - 4s2 4p6 - 5s2 5p6 Trừ heli ra, nguyên tử tất nguyên tố nhóm có lớp ngồi gồm electron (cả electron ghép đơi) : cấu hình electron bền vững Thực tế cho thấy ngun tố khí khơng tham gia vào phản ứng hố học (vì cịn gọi khí trơ) Dưới dạng đơn chất, phân tử khí gồm có ngun tử trạng thái khí điều kiện thường Phân nhóm nhóm I Cịn gọi nhóm kim loại kiềm, gồm nguyên tố sau : Z 11 19 37 55 Tên Liti Natri Kali Rubiđi Xesi Kí hiệu Li Na K Rb Cs Electron lớp - 2s1 - 3s1 - 4s1 - 5s1 - 6s1 Nguyên tử tất kim loại kiềm có electron lớp ngồi So với vỏ ngun tử khí gần bảng tuần hồn, ngun tử kim loại kiềm có dư electron Vì phản ứng hố học, kim loại kiềm có khuynh hướng nhường electron để đạt tới cấu hình electron khí Do đó, hợp chất, kim loại kiềm có hố trị 1+ Ở dạng đơn chất, kim loại điển hình - Tác dụng mạnh với oxi tạo thành oxit bazơ tan nước, ví dụ Li2O, Na2O v.v - Tác dụng mạnh với nước nhiệt độ thường tạo thành hiđro hiđroxit kiềm mạnh : NaOH, KOH v.v - Tác dụng với phi kim khác tạo thành muối : NaCl, K2S Phân nhóm nhóm VII Cịn gọi nhóm halogen, gồm nguyên tố sau : Z Tên Flo Kí hiệu F Electron lớp - 2s2 2p5 17 35 53 Clo Brom Iot - 3s2 3p5 - 4s2 4p5 - 5s2 5p5 Cl Br I Nguyên tử nguyên tố halogen có electron lớp ngồi So với ngun tử khí gần bảng tuần hồn ngun tử halogen cịn electron Vì vậy, phản ứng hố học, halogen có khuynh hướng thu thêm electron để đạt tới cấu hình electron bền vững khí Do hợp chất với kim loại, halogen có hoá trị 1- Ở dạng đơn chất, halogen gồm phân tử hai nguyên tử : F2, Cl2, I2 Đó phi kim điển hình : - Tác dụng mạnh với kim loại cho muối KBr, MgCl2 - Tác dụng với hiđro tạo hợp chất khí HF, HCl, HBr, HI Trong dung dịch nước, axit - Hiđroxit halogen axit, ví dụ : HClO, HClO3 Nhận xét biến đổi cấu trúc electron nguyên tử nguyên tố bảng tuần hoàn Khi xếp nguyên tố theo chiều tăng điện tích hạt nhân sau số nguyên tố, cấu trúc electron nguyên tử lặp lặp lại, ta nói : chúng biến đổi cách tuần hoàn Chẳng hạn, từ nguyên tố có Z = đến Z = 10, số electron lớp tăng từ đến Đến nguyên tố từ Z = 11 đễn Z = 18, số electron lớp lại tăng từ đến tiếp tục lặp lại chu kì sau Như vậy, số electron lớp ngồi nguyên tử nguyên tố biến thiên tuần hồn điện tích hạt nhân tăng dần Ta biết rằng, cấu trúc electron nguyên tử nguyên tố, đặc biệt số electron lớp định tính chất hố học ngun tố Vì vậy, biến đổi tuần hồnơsoos electron lớp ngồi nguyên tử nguyên tố điện tích hạt nhân tăng dần nguyên nhân biến đổi tuần hồn tính chất ngun tố Đó nội dung định luật tuần hồn Menđelêep Ph©n nhãm chÝnh nhãm IVA Các Halogen Nhóm halogen gồm flo, clo, brom, iot atatin nguyên tố đứng cuối chu kì, trước khí Chúng tạo thành phân nhóm nhóm VII hệ thống tuần ngun tố hố học (Atatin thực tế khơng gặp thiên nhiên Nó điều chế nhân tạo thực phản ứng hạt nhân Do vậy, atatin xem xét chủ yếu nhóm nguyên tố phóng xạ) Một số tính chất halogen Flo Clo Brom Iot - Trạng thái vật lí điều kiện Khí màu lục Khí màu vàng Lỏng, màu đỏ, Tinh thể màu thường nhạt lục nâu tím - Nhiệt độ nóng chảy, oC - 219,6 - 101,0 - 7,3 113,6 - Nhiệt độ sôi oC - 188,1 - 34,1 59,2 185,5 - Cấu hình electron lớp ngồi ngun tử 2s2 2p5 3s2 3p5 4s2 4p5 5s2 5p5 - Độ âm điện 4,0 3,0 2,8 2,6 Do lớp electron có cấu tạo tương tự nên halogen giống tính chất hố học thành phần tính chất hợp chất chúng tạo thành Nhận thêm electron để tạo lớp bền vững khuynh hướng đặc trưng halogen Trong hợp chất với hiđro kim loại, halogen ln thể số oxi hố -1 Dung dịch nước hợp chất halogen với hiđro axit : HF - axit flohiđric, HCl - axit clohiđric, HBr - axit bromhiđric, HI - axit iothiđric Giữa halogen có khác nhau, điều đặc biệt rõ flo hợp chất Ví dụ : flo ln có số oxi hố -1 hợp chất, halogen khác thể số oxi hoá tử -1 đến +7 Trong HF axit yếu axit HCl, HBr, HI lại axit mạnh, AgF tan nhiều nước, hợp chất AgCl, AgBr AgI chất tan Căn vào độ âm điện nguyên tố ta suy rằng, tính oxi hố halogen giảm từ flo đến iot Clo tự nhiên - Tính chất vật lí clo Do hoạt động hoá học mạnh nên clo tồn tự nhiên dạng hợp chất, chủ yếu muối clorua Natri clorua (muối ăn) có nhiều nước biển, đại dương, hồ Cũng thấy natri clorua dạng rắn, tạo thành vỉa lớn rải rác vỏ Trái Đất gọi muối mỏ Một vài hợp chất khác clo phổ biến tự nhiên, ví dụ kali clorua thành phần chất khoáng cacnalit KCl.MgCl2.6H2O Clo chiếm 0,05% khối lượng vỏ Trái Đất Clo chất khí màu vàng lục, xốc, nặng gấp hai lần rưỡi khơng khí Ở 20oC, thể tích nước hồ tan 2,3 thể tích clo Clo tan nhiều dung môi hữu Clo độc Một lượng nhỏ gây kích thích mạnh đường hơ hấp viêm niêm mạc Hít phải nhiều clo bị ngạt chết Trong tự nhiên, tồn hai đồng vị clo : Tính chất hố học clo Để tạo lớp ngồi bền vững, hai nguyên tử clo liên kết với đơi electron góp chung, tạo thành phân tử Cl2 có liên kết cộng hố trị khơng phân cực : Lớp nguyên tử clo có electron (s2 p5) electron cặp đôi, electron độc thân Khi hai nguyên tử clo lại gần nhau, electron độc thân trở nên cặp đôi Như phân tử clo, nguyên tử clo có lớp ngồi bền vững với electron, có cặp electron thuộc hai nguyên tử, không bị lệch nguyên tử Nhận thêm electron tính chất đặc trưng - tính oxi hố clo Tính chất thể đặc biệt rõ phản ứng với kim loại với hiđro Tác dụng với kim loại Clo tác dụng trực tiếp với hầu hết kim loại, phản ứng xảy nhanh, toả nhiều nhiệt Natri nóng chảy, cháy clo với lửa sáng chói ; tạo thành natri clorua : Bột sắt nóng chảy clo tạo thành khói màu nâu gồm hạt nhỏ sắt (III) clorua : Nung đỏ sợi dây đồng mảnh đưa vào bình đựng khí clo, dây đồng cháy sáng, sản phẩm phản ứng đồng (II) clorua Tác dụng với hiđro Trộn clo với hiđro ống đong lớn thành dầy theo tỉ lệ : thể tích Đậy bình miếng bìa cứng đốt sợi dây magie cạnh ống (hoặc đưa ống ngồi ánh sáng mặt trời) xảy tiếng nổ mạnh phản ứng hiđro clo : Liên kết hiđro với clo liên kết cộng hố trị có cực, electron s nguyên tử hiđro cặp đôi với electron p nguyên tử clo Tác dụng với nước Khi tan nước, phần clo tác dụng với nước : Axit clohiđric axit mạnh Axit hipoclorơ axit yếu, yếu axit cacbonic H2CO3 Axit hipoclorơ có tính oxi hố mạnh Do clo hồn tồn khơ khơng có tính tẩy trắng, clo ẩm lại phân huỷ chát màu nhanh có tạo thành axit hipoclorơ Trong phản ứng với nước, phân tử clo Cl2 vừa chất khử, vừa chất oxi hố, ngun tử clo nhường electron, ngun tử clo nhận electron Ứng dụng điều chế clo Hoà tan vào nước lượng nhỏ clo để diệt trùng nước đưa nước vào mạng ống dẫn thành phố Clo dùng để tẩy trắng vải, giấy điều chế chất dùng để tẩy trắng clorua vôi Trong công nghiệp, lượng lớn clo dùng để chế tạo axit clohiđric, dược phẩm, chất diệt trùng công nghiệp chất màu, chất dẻo, tơ cao su nhân tạo Trong phịng thí nghiệm, clo điều chế phản ứng axit clohiđric đặc với chất oxi hố, ví dụ chất mangan đioxit MnO2 (hình vẽ): Nếu thay MnO2 kali pemanganat KMnO4 phản ứng xảy nhiệt độ thường : 16HCl + 2KMnO4 = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Trong công nghiệp, clo điều chế cách điện phân dung dịch đậm đặc muối ăn nước, clo anơt theo phương trình phản ứng : Do clo khơng phản ứng với sắt nhiệt độ thường khơng có nước nên clo vận chuyển bình thép Phương pháp điều chế hiđro clorua cách cho natri clorua tinh thể tác dụng với axit sunfuric đậm đặc, đun nóng, gọi phương pháp sunfat : Tuỳ theo nhiệt độ đun mà tạo thành NaHSO4 Na2SO4 Một phương pháp khác để điều chế hiđro clorua công nghiệp đốt hiđro clo, goi phương pháp tổng hợp : H2 + Cl2 = 2HCl Dùng nước để hồ tan khí hiđro clorua, tạo thành axit clohiđric Công việc thực tháp hấp thụ : nước phun từ xuống, khí từ lên Trong tháp có ống sứ khơng bị axit ăn mịn để làm tăng diện tích tiếp xúc khí với nước (tương tự tháp hấp thụ SO3 để tạo thành H2SO4 sản xuất axit sunfuric Phương pháp tổng hợp phương pháp chủ yếu công nghiệp điều chế axit clohiđric ... màu vàng Lỏng, màu đỏ, Tinh thể màu thư? ??ng nhạt lục nâu tím - Nhiệt độ nóng chảy, oC - 219,6 - 101,0 - 7,3 113,6 - Nhiệt độ sôi oC - 188,1 - 34,1 59,2 185,5 - Cấu hình electron lớp ngồi nguyên... điều kiện thư? ??ng Phân nhóm nhóm I Cịn gọi nhóm kim loại kiềm, gồm nguyên tố sau : Z 11 19 37 55 Tên Liti Natri Kali Rubiđi Xesi Kí hiệu Li Na K Rb Cs Electron lớp - 2s1 - 3s1 - 4s1 - 5s1 - 6s1 Nguyên... loại, halogen ln thể số oxi hố -1 Dung dịch nước hợp chất halogen với hiđro axit : HF - axit flohiđric, HCl - axit clohiđric, HBr - axit bromhiđric, HI - axit iothiđric Giữa halogen có khác nhau,