Tớnh chất húa học điển hỡnh của halogen là oxi hoỏ mạnh. Hoạt tớnh đú giảm dần từ F2 đến I2. Tuy cú ỏi lực electron bộ hơn clo nhưng flo cú năng lượng liờn kết bộ hơn nờn vẫn hoạt động hơn clo.
Trong cỏc halogen, flo cú hoạt tớnh hoỏ học lớn nhất, nú cú thể tỏc dụng hầu hết nguyờn tố (trừ N2) ở nhiệt độ thường hay nhiệt độ cao. Flo cũng phản ứng với nhiều hợp chất khỏc và phỏ huỷ chỳng tạo ra florua.
Clo tỏc dụng hầu hết nguyờn tố (trừ O, N, C và Ir). Brom tỏc dụng với số nguyờn tố giống như clo, nhưng cỏc phản ứng xảy ra kộm mónh liệt hơn. Iot chỉ tỏc dụng trực tiếp với một số nguyờn tố ớt hơn.
Với cựng một nguyờn tố, phản ứng của cỏc halogen xảy ra theo mức độ mónh liệt giảm dần từ flo đến iot.
III.1.1. Tỏc dụng phi kim III.1.1. 1 . Với Hidro
Phản ứng Điều kiện Đặc điểm ∆H0
Nhiệt độ Xỳc tỏc
F2 + H2 → 2HF - 2520C Nổ mạnh, dõy chuyền - 288,6
Cl2+H2 → 2HCl đun núng Cú thể nổ - 92,3
Br2 +H2→ 2HBr 200-3000C Pt - 36,0
I2 + H2 → 2HI 300-4000C Pt Thuận nghịch, khú + 25,9
III.1.1. 2 . Với cỏc phi kim khỏc
- Flo: Hoỏ hợp trực tiếp với hầu hết phi kim (trừ N2), He, Ne và Ar tạo ra hợp chất cộng hoỏ trị ứng với bậc oxi hoỏ cao của nguyờn tố phi kim đú.
S + 3F2→ SF6
2P + 5F2 → 2PF5
- Clo, brom, iot
PCl3 + Cl2 → PCl5 (rắn) III.1.2. Tỏc dụng với kim loại III.1.2.1. Flo
- Cỏc kim loại kiềm, kiểm thổ phản ứng xảy ra mónh liệt.
- Cỏc kim loại: Al , Zn, Cr, Ni, Sn, Pb, AG phản ứng mạnh khi đun núng. - Cỏc kim loại Cu, Au, họ Pt phản ứng với flo khi đun núng mạnh.
Sản phẩm tạo thành là cỏc florua kim loại ứng với bậc oxi hoỏ cao của kim loại đú. 2Fe + 3F2 → 2FeF3.
- Chỳ ý rằng một số kim loại cú phản ứng bề mặt khi tỏc dụng với flo. Vớ dụ Cu, Ni khi phản ứng flo đó tạo ra một lớp CuF2 và NiF2 rắn chắc cho che phủ bề mặt kim loại nờn khụng bị flo ăn mũn.
III.1.2. 2 . Clo, brom, iot
Hầu hết cỏc kim loại đều hoỏ hợp với halogen tạo ra halogen ion hoặc halogenua cộng hoỏ trị.
Với clo phản ứng xảy ra mạnh hơn so với brụm, trong khi đú với iot cần phải đun núng ở nhiệt độ cao. Sản phẩm tạo thành ứng với bậc oxi hoỏ cao của kim loại đú.
III.1.3. Phản ứng hoỏn vị
Một halogen hoạt động cú thể tỏc dụng với muối halogen giải phúng ra halogen kộm hoạt động hơn.
Flo cú khả năng dời chỗ cỏc halogen khỏc ra khởi cỏc hợp chất ion hoặc hợp chất cộng hoỏ trị. Khi Flo tỏc dụng với KCl rắn, lanh tạo ra Cl2 và KF, với KBr tạo ra BF3và với KI tạo ra IF5.
Clo đẩy brụm từ brụmua, iot từ iodua. Khi cho brụm tỏc dụng với dung dịch KI tạo ion phức KI3 đồng thời cú cả kết tủa màu tớm đen của iot.
III.1.4. Phản ứng với cỏc hợp chất - Với NH3
Clo phản ứng mónh liệt với NH3 đặc khi cú ỏnh sỏng đỏ xỳc tỏc 2NH3 (đặc)+ 4Cl2 → N2 + 6HCl
6NH3+ 6HCl → 6NH4Cl.
Brom phản ứng tương tự. 8NH3 + 3Br2 → N2 + 6NH4Cl - Với H2S
Khi cho hiđro sunfua hỗn hợp với clo hoặc hơi brụm hoặc cho đi qua dung dịch chứa brom hay iot, sẽ cú S kết tủa.
III.1.5. Phản ứng với dung dịch bazơ - Với dung dịch NaOH loóng, lạnh
X2 + NaOH → NaX + NaOX + H2O (X = Cl, Br, I)
- Với dung dịch kiềm đặc núng 3Cl2 + 6NaOH (đặc) to
= 5NaCl + NaClO3 + 3H2O Brom và iot phản ứng cũng xảy ra như trờn.
3Br2 +6NaOH (đặc) to
= 5NaBr + NaBrO3 + 3H2O
- Phản ứng cũng xảy ra tương tự với cỏc dung dịch hiđroxit kim loại nhúm IA khỏc và cỏc kim loại nhúm IIA (Ca, Sr, Ba).
2Cl2 + 2Ba(OH)2 → BaCl2 + Ba(OCl)2 + 2H2O 6Cl2 + 6Ca(OH)2 → 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O III.1.6. Phản ứng với cỏc hợp chất của kim loại
2Fe2+ + Cl2 → Fe3++ 2Cl-
2Fe2++ Br2 → Fe3+ + 2Br-.
- Nước clo, brụm cũng oxi hoỏ dung dịch K4[Fe(CN)6] thành K3 [Fe(CN)6] 2K4[Fe(CN)6] + Cl2 →2K3[Fe(CN)6] + 2KCl
- Clo, brom và iot đều oxi hoỏ hợp chất Sn2+→Sn4+
Sn2+ + I2 → Sn4+ + 2I-
III.1.7. Tớnh khử
Khả năng khử thể hiện ở flo; clo thể hiện khuynh hướng tự oxi húa-tự khử; từ brom đến iot, tớnh khử tăng.
5Cl2 + Br2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl
5HOCl + 2At + H2O → 2HAtO3 + 5HCl
III.2. Ứng dụng
- Flo: Dựng để điều chế freon (CF2Cl2) dựng trong cỏc thiết bị làm lạnh; điều chế cỏc polime bền với húa chất, vớ dụ teflon.
- Clo: Tẩy trắng vải, bột giấy, diệt trựng nước sinh hoạt, tổng hợp axit clo hiđric và cụng nghiệp húa chất.
- Brom: thờm vào etxăng chạy động cơ.
- Iot: sử dụng trong dược phẩm và phõn tớch húa học.