Bài 21 Nhóm halogen I Trạng thái tự nhiên Nhóm VIIA (nhóm halogen) trong bảng tuần hoàn gồm sáu nguyên tố fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), astatine (At) và tennessine (Ts) Bốn ng[.]
Bài 21: Nhóm halogen I Trạng thái tự nhiên Nhóm VIIA (nhóm halogen) bảng tuần hồn gồm sáu ngun tố: fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), astatine (At) tennessine (Ts) Bốn nguyên tố F, Cl, Br I tồn tự nhiên, At Ts nguyên tố phóng xạ Trong tự nhiên, halogen tồn dạng hợp chất, phần lớn dạng muối halide Ví dụ: Trong thể người, nguyên tố chlorine có máu dịch dày (ở dạng ion Cl), nguyên tố iodine có tuyến giáp (ở dạng hợp chất hữu cơ), Rong biển chứa nguyên tố iodine II Cấu tạo nguyên tử, phân tử - Cấu tạo nguyên tử Các nguyên tử halogen có electron lớp cùng, dễ nhận thêm electron để đạt cấu hình electron bền khí gần nhất: ns2np5 + 1e ns2np6 Do vậy, số oxi hóa đặc trưng halogen hợp chất –1 Chú ý: Khi liên kết với nguyên tố có độ âm điện lớn, halogen có số oxi hóa dương: +1, +3, +5, +7 (trừ fluorine có độ âm điện lớn nhất, nên fluorine ln có số oxi hóa –1 hợp chất) - Cấu tạo phân tử Ở điều kiện thường, đơn chất halogen tồn dạng phân tử hai nguyên tử, kí hiệu chung X2, liên kết hóa học phân tử X2 liên kết cộng hóa trị khơng phân cực Ví dụ: F2, Cl2, Br2, I2 III Tính chất vật lí Trạng thái tồn tại, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy (tnc), nhiệt độ sơi (ts) halogen: Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng từ F2 đến I2 do: - Tương tác van der Waals phân tử tăng - Khối lượng phân tử tăng Ở điều kiện thường, halogen tan nước tan nhiều dung môi hữu alcohol, benzene Trong y học, dung dịch iodine loãng ethanol dùng làm thuốc sát trùng Bromine gây bỏng sâu tiếp xúc với da Hít thở khơng khí có chứa halogen với nồng độ vượt ngưỡng cho phép làm tổn hại niêm mạc tế bào đường hơ hấp, gây co thắt phế quản, khó thở IV Tính chất hóa học Halogen phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh, tính oxi hóa giảm dần từ fluorine đến iodine Tác dụng với kim loại Các halogen phản ứng trực tiếp với nhiều kim loại, tạo muối halide Ví dụ: 0 0 1 3 1 t Na Cl2 Na Cl o t 2Fe 3Cl2 2FeCl3 o Tác dụng với hydrogen Các halogen phản ứng với hydrogen, tạo thành hydrogen halide Nhận xét: Mức độ phản ứng halogen với hydrogen giảm dần từ fluorine đến iodine, phù hợp với tính oxi hóa halogen giảm dần từ F2 đến I2 Tác dụng với nước F2 phản ứng mạnh với nước nhiệt độ thường, giải phóng khí O2: 2F2 + 2H2O 4HF + O2 Các halogen Cl2, Br2 I2 phản ứng chậm với nước mức độ phản ứng giảm dần từ Cl2 đến I2 Ví dụ: Cl2 H2O 1 1 HCl HClO Nhận xét: Số oxi hóa nguyên tố chlorine vừa tăng lên +1, vừa giảm xuống –1 nên Cl2 vừa chất oxi hóa, vừa chất khử Hypochlorous (HClO) có tính oxi hóa mạnh nên chlorine nước có khả diệt khuẩn, tẩy màu ứng dụng khử trùng nước sinh hoạt Tác dụng với dung dịch kiềm Chlorine phản ứng với dung dịch sodium hydroxide điều kiện thường, tạo thành nước Javel (Gia-ven): Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Nước Javel (chứa NaClO (sodium hypochlorite), NaCl phần NaOH dư) dùng làm chất tẩy rửa, khử trùng Chú ý: Khi đun nóng, Cl2 phản ứng với dung dịch potassium hydroxide tạo thành muối chlorate t 3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O o Potassium choratelà chất oxi hóa mạnh, sử dụng chế tạo thuốc nổ, hỗn hợp đầu que diêm, … Tác dụng với dung dịch halide Chlorine oxi hóa ion Br dung dịch muối bromide ion I dung dịch muối iodine; bromine oxi hóa ion I dung dịch muối iodine Ví dụ: Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 Br2 + 2NaI 2NaBr + I2 V Điều chế chlorine Trong phịng thí nghiệm: Cho quặng pyrolusite (MnO2) tác dụng với hydrochloric acid đặc: t MnO2 + 4HCl(đặc) MnCl2 + Cl2 + 2H2O o Ngồi ra, cịn thay MnO2 KMnO4 rắn để điều chế khí Cl2: 2KMnO4 + 16HCl(đặc) → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Trong công nghiệp Chlorine sản xuất nhiệt độ thường cách điện phân dung dịch muối ăn bão hịa, có màng ngăn điện cực: dpdd, comang ngan 2NaCl + 2H2O 2NaCl + H2 + Cl2 ... tế bào đường hô hấp, gây co thắt phế quản, khó thở IV Tính chất hóa học Halogen phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh, tính oxi hóa giảm dần từ fluorine đến iodine Tác dụng với kim loại Các halogen... 1 HCl HClO Nhận xét: Số oxi hóa nguyên tố chlorine vừa tăng lên +1, vừa giảm xuống –1 nên Cl2 vừa chất oxi hóa, vừa chất khử Hypochlorous (HClO) có tính oxi hóa mạnh nên chlorine nước có khả... chất oxi hóa mạnh, sử dụng chế tạo thuốc nổ, hỗn hợp đầu que diêm, … Tác dụng với dung dịch halide Chlorine oxi hóa ion Br dung dịch muối bromide ion I dung dịch muối iodine; bromine oxi hóa ion