3. Giáo dục tình cảm, thái độ
2.1.3. Một sốn ội dung mới và khó
1. Những nội dung mới của chương “Nhóm Halogen” sách giáo khoa lớp 10 nâng cao là:
- Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng của các halogen ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích giải thích khả năng tồn tại các trạng thái oxi hóa của clo, brom, iot.
- Khái niệm năng lượng liên kết: Năng lượng liên kết là năng lượng ít nhất cần để phá vỡ liên kết giữa 2 nguyên tử trong phân tử.
- Clo tác dụng với dung dịch kiềm, tác dụng với các chất khử khác (FeCl2, SO2, …).
- Tính khử của các halogen tăng dần từ flo đến iot, flo không thể hiện tính khử, clo thể hiện tính khử yếu, brom và iot thể hiện tính khử rõ rệt.
- Trong phân tử HCl, clo có số oxi hóa -1 HCl (ở thể khí và trong dung dịch) thể hiện tính khử.
- Tính khử của các hiđro halogenua tăng dần từ HF đến HI, HF không thể hiện tính khử, HCl có tính khử yếu, HBr có tính khử rõ rệt và HI có tính khử
- Sự biến đổi tính chất (tính bền, tính axit, khả năng oxi hóa) trong dãy axit có oxi của clo.
- Nước Gia-ven, clorua vôi và kali clorat có tính oxi hóa mạnh là do số
oxi hóa của nguyên tử clo trong phân tử.
- Một số hợp chất của flo (OF2); brom (HBrO, HBrO3, HBrO4, AgBr); iot (AgI, PbI2).
2. Sách giáo khoa ban cơ bản không chứng minh tính oxi hóa mạnh của clo; không giới thiệu về các oxit và các axit có oxi của clo; flo, brom và iot được phân bố trong một bài trong khi sách giáo khoa nâng cao chia thành 3 bài riêng biệt.
3. Một số lưu ý về nội dung sách giáo khoa nâng cao:
- Sách giáo khoa ban cơ bản giải thích F có số oxi hóa -1 trong các hợp chất là do F có độ âm điện lớn nhất nên trong các hợp chất F chỉ thu electron của nguyên tử liên kết với nó; sách giáo khoa nâng cao giải thích sâu hơn đó là do F không có AO d trống nên các electron không chuyển lên trạng thái kích thích. Đối với các halogen khác như Cl, Br, I ngoài số oxi hóa -1 còn có số oxi hóa +1, +3, +5, +7, thì sách giáo khoa ban cơ bản giải thích là do bên cạnh Cl, Br, I còn có nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như oxi nên đôi electron góp chung chuyển sang O; sách giáo khoa nâng cao giải thích là do Cl, Br, I có AO d trống, khi được kích thích các electron ghép đôi chuyển lên các AO d trống tạo ra 3, 5 hoặc 7 electron độc thân.
- Giải thích sự giống nhau về tính chất của các halogen và các hợp chất của chúng dựa vào cấu tạo tương tự nhau của lớp electron ngoài cùng của các nguyên tử halogen. Sự khác nhau định tính về tính chất của các halogen là do khoảng cách khác nhau từ hạt nhân đến lớp electron hoá trị.
- Giải thích sự thay đổi về tính chất vật lý của halogen cần chú ý đến khả
năng tạo liên kết cộng hoá trị không cực trong phân tửđơn chất và lý thuyết về cấu tạo nguyên tửđể lý giải sựđột biến về năng lượng liên kết giữa clo và flo. Nếu dựa vào sự phụ thuộc của độ bền liên kết vào khoảng cách giữa 2 hạt nhân thì học sinh dựđoán phân tử F2 bền hơn Cl2. Thực tế giá trị năng lượng liên kết mâu thuẫn, điểm bất thường gây ngạc nhiên là phân tử Cl2 này bền quá mức (Elk = 239,4kJ/mol) vì
trong phân tử Cl2, ngoài liên kết bằng đôi electron dùng chung giữa 2 nguyên tử, còn có các liên kết cho - nhận giữa chúng, ở F2 không có liên kết cho – nhận này vì nguyên tử chỉ có 4AO hóa trị, nguyên tử Cl còn có 5 AO-d trống. Khả năng tạo liên kết cho - nhận giảm khi bán kính nguyên tử tăng.
- Cần giải thích cho học sinh vì sao phản ứng của Cl2 với H2O thuận nghịch:
Cl2 + H2O HCl + HClO
Chính do HClO là chất oxi hoá mạnh, nó oxi hoá HCl đến Cl2.
- Tính tẩy màu của clo ẩm chính là do tính oxi hoá mạnh của axit hipoclorơ HCl+1O, cụ thể là tính oxi hoá mạnh của hipoclorit (ClO- ).
Tính tẩy màu của nước Javen chính là do tính oxi hoá mạnh của muối natri hipoclorit (NaCl+1 O), cũng là do tính oxi hoá mạnh của hipoclorit (ClO-).
Không nên giải thích là các chất trên không bền, dễ phân huỷ tạo thành oxi nguyên tử và oxi nguyên tử là nguyên nhân gây nên tính oxi hoá mạnh của HClO và NaClO.
- Trong các nhà máy giấy, nhà máy sợi người ta điều chế nước Javen để
dùng ngay, vì nước Javen không để được lâu do có phản ứng với CO2 trong không khí:
NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HclO và: 2HClO as 2HCl + O2
Trong dung dịch, axit hipoclorơ phân huỷ theo 3 hướng sau : 2HClO → 2HCl + O2 (1)
2HClO → H2O + Cl2O (2) 2HClO → 2HCl + HClO3 (3)
Khi có mặt một số chất xúc tác, chất khử, hoặc dưới tác dụng trực tiếp của ánh sáng mặt trời xảy ra theo phản ứng (1). Khi có chất hút nước, phản ứng xảy ra theo (2). Khi đun nóng phản ứng xảy ra theo (3).
Cl2 + 2NaOH to thuong NaCl + NaClO + H2O 3Cl2+ 6NaOH to 5NaCl + NaClO3 +3H2O
- Clorua vôi là hỗn hợp CaCl2, Ca(ClO)2và CaOCl2. Để đơn giản ta coi clorua vôi là muối hỗn tạp CaOCl2.