Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 PhÇn II c¸c nguyªn tè nhãm A ChƯ¬ng 2 HALogen Ho¸ v« c¬ I ®Æc ®iÓm cÊu t¹o vµ lÝ tÝnh CÊu t¹o F 2p2 2p5 Cl, Br, I ns2 np5 ndo Tõ Cl I, AO tham gia lk lµ ns np nd t¹o ®ưîc nhiÒu lk h¬n.
Hoá vô Phần II- nguyên tố nhóm A Chơng 2- HALogen Chơng halogen I đặc điểm cấu tạo lí tính Cấu tạo: F: 2p2 2p5 Cl, Br, I: ns2 np5 ndo Tõ Cl I, AO tham gia lk ns np nd tạo đợc nhiều lk F (5, 7) Chơng halogen I đặc điểm cấu tạo lí tính Số oxi hoá đặc trng: F lớn F thể số oxh âm (-I), không cã sè oxh (+) - I: HX vµ muèi halogenua X- + I : HOX (axit hypohalogenơ) muối OXhypohalogenit) + III: HClO2 (axit clor¬) + V: HXO3 (axit halogenic) vµ muèi XO3(halogenat) + VII: HXO4 (axit pehalogenic) vµ muèi XO4(pehalogenat) Chơng halogen I đặc điểm cấu tạo lí tính Lí tính: *) Trạng thái tồn tại: đk thờng: F2 Cl2 I2 Khí không màu đỏ Rắn, tím sẫm Khí màu vàng nhạt Br2 Lỏng, nâu (I2 đun nóng thăng hoa, tạo màu tÝm) *) TÝnh tan: - Tan Ýt nưíc, riªng I2 tan nhiỊu dd I- t¹o I3I + I - = I3 - DD cña Clo nớc nớc clo, brôm nớc brôm … - Cl2, Br2, I2 tan dƠ dung m«i hữu cơ: benzen, rợu *) I2 làm xanh hồ tinh bột Chơng halogen I đặc điểm cấu tạo lí tính Lí tính: Chơng halogen II tÝnh chÊt ho¸ häc TÝnh oxi ho¸: ε0[V] ®Ỉc trưng F2/F- Cl2/Cl- Br2/Br- I2/I- 2,87 1,36 1,07 0,54 1.1 Flo: PK mạnh - P đợc với hầu hết đơn chất (trừ N 2), p với khÝ hiÕm (Xe): 2Xe + nF2 2XeFn ( n = 2, 4, 6) F2 + H2 2HF (næ ë to thÊp); ∆Ho298,s= - 268,6 kJ.mol-1 - Pư víi nhiều hợp chất (cả hợp chất bền: H 2O, SiO2): 2F2 + SiO2 = SiF4 + O2 2F2 + H 2O = 4HF + O2 ChƯ¬ng halogen II tính chất hoá học Tính oxi hoá: đặc trng 1.1 Flo: Các p F2 thờng mạnh, do: F lớn khả oxi hoá lớn ã EF - F thấp ( -159 KJ.mol-1) nhng tạo đợc lk bền với nguyên tố kh¸c: EH- F = - 565 KJ.mol-1; ESi -F = - 596 KJ.mo1-1 1.2 Tính oxi hoá giảm dần từ trªn xng nhãm: VÝ dơ 1: Halogen trưíc oxh đợc ion halogenua halogen sau: Cl2 + 2Br- 2Cl- + Br2 Br2 + 2I- 2Br- + I2 Cl2 + 2I- 2Cl- + I2 ChƯ¬ng halogen II tÝnh chÊt ho¸ häc TÝnh oxi ho¸: 1.2 Tính oxi hoá giảm dần từ xuống nhãm: X H HX VÝ dô 2: HF HCl HBr ΔH0298 - 268,6 [kJ/mol ] - 92,31 - 36,23 Đặc điểm Nổ đun nóng ánh sáng tử ngoại Bắt đầu 2000C, 7000C có p nghịch Nổ nhiệt độ thấp v tối HI 25,9 Bắt đầu 2000C, p thuận nghịch Chơng halogen II tính chất hoá häc TÝnh khư: - F2 kh«ng thĨ hiƯn - Từ Cl2I2: tÝnh khö yÕu ↑: + Cl2 chØ thĨ hiƯn tÝnh khư râ ë ph¶n øng tù oxh - khö: nguéi Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O 80-100oC + 3Cl2 3H2O + 6KOH = KClO3 + 5KCl Chơng halogen II tính chất hoá học TÝnh khö: + Tõ Br2 I2 tÝnh khö tăng dần : 5Cl + Br2 + 6H2O = 2HBrO3 + 10HCl 5Cl2 + I2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl HNO3 đặc không oxh đợc Br2, oxh đợc I2 IO3to I2 4H2O + 10HNO3 (®) = 2HIO3 + 10NO2 + Chơng halogen IV Hợp chất (-I) C¸c kho¸ng quan träng: CaF2 FLUORITE, "The Most Colorful Mineral in the World" Department of Inorganic Chemistry - HUT Na3AlF6 Cryolite , mineral, sodium aluminum fluoride (Na3AlF6) Cryolite has a hardness of 2.5 and a specific gravity of about It crystallizes in the monoclinic system (see Crystal) It is colorless and ranges from transparent to translucent It has a waxy appearance, making it almost invisible when powdered and suspended in water Cryolite was found in abundance only at Ivigut, Greenland However, that deposit has been exhausted since 1987 The mineral is still found in small quantities in Colorado, USA; Sallent, Huesca Province, Spain; Miask, Urals, USSR; and Montreal, Quebec, Canada It is used chiefly as a solvent of alumina in the electrolytic preparation of aluminum Because of its scarcity, this mineral has been replaced in industrial processes by artificially produced sodium aluminum fluoride Department of Inorganic Chemistry - HUT Ca5(PO4)F Apatite (Greek apate, “deception”), mineral so named because it resembles various other minerals for which it might be mistaken It consists chiefly of phosphate of lime Apatite is a distinct mineral of composition Ca5(PO4)3F in which some or all of the fluorine may be replaced by chlorine (chlorapatite) The mineral crystallizes in the hexagonal system (see Crystal) and has a hardness of and a specific gravity of 3.2 When pure, apatite is colorless and transparent, but it may exhibit various degrees of color and opacity These mineral phosphates of lime were often used in the preparation of fertilizers, but they have been replaced by phosphate rock Department of Inorganic Chemistry - HUT Chơng halogen V hợp chất (+I) - Hợp chất quan trọng Cl2 - Hợp chất Br2 I2 bền ứng dụng Chơng halogen V hợp chất (+I) HClO (axit hypoclorơ) - Điều chế: Cl2 + H2O ↔ HClO + HCl - KÐm bÒn, dd bị phân huỷ (chỉ tồn dd loÃng): to + 3HClO O2 2HCl as(xt) + HClO3 ; 2HClO 2HCl - TÝnh axÝt rÊt yÕu: HClO ↔ H+ + ClO- ; Ka = 5.10- < K a(CH3COOH) - TÝnh oxh m¹nh: HClO/Cl2 = 1,63V; HClO/Cl- = 1,49V - Trong thùc tÕ thưêng sư dơng tÝnh oxh cđa Cl(+I) dới dạng muối: nớc Javen Clorua vôi ? Chơng halogen V hợp chất (+I) Nớc Javen: NaClO NaCl nớc a) Điều chế: - Trong phßng TN: Cl2 + 2NaOH (nguéi) = NaClO + NaCl + H2O - Trong CN: ®pdd NaCl 15-20%, to thưêng, kh«ng m/n: 2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 + 2NaOH Cl2 + 2NaOH NaOCl + NaCl + H2O Chơng halogen V hợp chất (+I) Nớc Javen: NaClO vµ NaCl nưíc b) TÝnh chÊt: Na+1-O- 2-Cl+1 ThĨ hiƯn tÝnh oxh bÊt kú MT nµo cã Cl+1: - Oxh S2- SO42-: 4NaClO + PbS↓(®en) PbSO4(trắng) + NaCl - Oxh HCl đặc Cl2: NaClO + HCl(®) NaCl + Cl2 + H2O - Oxh H2O2 O2: NaClO + H2O2 NaCl + O2 + H2O c) ứng dụng: tẩy trắng tẩy uế (sát trùng) Chơng halogen V hợp chất (+I) Clorua vôi: CaOCl2 - Là chất bột màu trắng - Điều chế: 30 C Cl2(k) + Ca(OH)2(dạng huyền phù) = CaOCl2 + H 2O - TÝnh chÊt: cã tÝnh oxh m¹nh (gièng nưíc Javen) cã Cl+1 - øng dụng: tẩy trắng, tẩy uế (sát trùng) đ/c khí Cl2 theo pư: o CaOCl2 + 2HCl CaCl2 + Cl2 + H2O Chơng halogen vi hợp chất (+v) Đặc điểm chung: XO3- (X= Cl, Br, I) - Cã tÝnh oxh m¹nh: XO3- + 5e + H2O 6H+ X2 + - Trong dd, HXO3 axit mạnh - Các muối XO3- bền axit Chơng halogen vi hợp chất (+v) Muối Clorat: a.Điều chế: đpdd KCl 2% to = 80oC 2KCl Cl2 Cl2 KClO3 + + KOH 2H2O 80oC ®pdd = KClO3 2KOH + + KCl H2 + + H 2O Vì sKClO3 < sKCl làm nguội tách dạng tinh thể Chơng halogen vi hợp chÊt (+v) Muèi Clorat: KClO3 b TÝnh oxi ho¸: - Trong MT axit: m¹nh : VÝ dơ: ClO3- + 5Cl- + 6H+ 3Cl2 + 3H2O ClO3- + 6I- + 6H+ 3I2 + Cl- + 3H2O - Trong MT TT, kiềm: tính oxh yếu, không oxh đ ợc Cl-, Br-, ILu ý: C¸c halogenat kh¸c (IO3-) cịng chØ thĨ hiƯn tÝnh oxh râ MT axit: IO3- 5I- + 6H+ 3I2 + 3H2O ChƯ¬ng halogen vi hỵp chÊt (+v) Mi Clorat: KClO3 c TÝnh bỊn: KClO3(r) nung nóng bị phân huỷ: t o cao KClO3 (r ) 3KClO4 KCl KClO3 (r ) KCl 3O2 Z MnO2 250o C Chơng halogen vi hợp chất (+v) Muèi Clorat: KClO3 d øng dông: Trong y học, dùng làm thuốc sát trùng da Hỗn hợp (KClO3 + P+S+C) dễ bị cháy nổ va chạm mạnh KClO3 đợc dùng làm ngòi nổ, diêm, pháo hoa: - Đầu que diêm: ~ 50% KClO3 - Pháo hoa đỏ: 4g KClO3+11g S+2g C +35g Sr(NO3)2 Pháo hoa xanh lục: 9g KClO3+10g S+2g C+31g Ba(NO3)2 Chơng halogen vii hợp chất (+vii) HXO4 axit pehalogenic (đọc sách) HClO4 axit pecloric ã ã ã ã Trong dung dịch bền, trạng thái khan (lỏng), bền Là axit mạnh Tính oxi hoá yếu (trong dung dịch) bền Trạng thái khan bền nên có tính oxi hoá mạnh HBrO4 : bền HIO4 axit peiodic ã Trong dd thờng tồn dạng H5IO6 ã (HO)5IO: axit parapeiodic, trạng thái rắn tinh thể không màu, dễ tan nớc Khi đun nóng H5IO6(r) nớc thành HIO4 ã Axit HIO4 (metapeiodic) cã tÝnh axit u v× dd chun thµnh H5IO6: H5IO6 H4IO4- + H2 O ↔ H3O+ ↔ IO4- + H2 O + H4IO4- K = 5.10- K = 2,5.10-2 ... (Xe): 2Xe + nF2 2XeFn ( n = 2, 4, 6) F2 + H2 2HF (næ ë to thÊp); ∆Ho298,s= - 26 8,6 kJ.mol-1 - P với nhiều hợp chất (cả hỵp chÊt bỊn: H 2O, SiO2): 2F2 + SiO2 = SiF4 + O2 2F2 + H 2O = 4HF + O2... KJ.mo1-1 1 .2 TÝnh oxi hoá giảm dần từ xuống nhóm: Ví dụ 1: Halogen trớc oxh đợc ion halogenua halogen sau: Cl2 + 2Br- 2Cl- + Br2 Br2 + 2I- 2Br- + I2 Cl2 + 2I- 2Cl- + I2 Chơng halogen II... dần từ Cl2 - Br2 - I2 Cl2 K 4.10- Br2 7.10-9 I2 2. 10-13 ChƯ¬ng halogen III điều chế (đọc sách) F2: Cl2: - Trong CN: ®pmn dd NaCl: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 - Trong PTN: ®un nhĐ MnO2(r) +