CHƯƠNG 9 PHI KIM
9.2.1.1. Một số đặc điểm về cấu tạo và cỏc thụng số trạng thỏi vật lý của cỏc nguyờn t ố thuộc phõn nhúm chớnh nhúm VIIA:
Cỏc thụng số Đơn vị F Cl Br I
Lớp e ngoài cựng 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5
Năng lượng ion húa l1 eV 17,42 12,97 11,84 10,45
Áp lực với electron eV 3,45 3,61 3,37 3,08 Độđiện õm 4,0 3,0 2,8 2,6 Bỏn kớnh nguyờn tử A 0,64 0,99 1,14 1,33 Bỏn kớnh ion A 1,33 1,81 1,96 2,2 Nhiệt độ núng chảy oC -219,6 -110,0 -7,3 113,6 Nhiệt độ sụi oC -188,1 -34,1 59,2 185,5 Nhiệt độ phõn ly phõn tử kJ/mol 159 243 192 151 9.2.1.2.Đặc điểm cấu tạo nguyờn tử:
Nguyờn tố Cấu trỳc e Số oxy hoỏ Độõm điện
F [He]2s22p5 -1 4
Cl [Ne]3s23p5 -1, +1, +3, +5, +7 3
Br [Ar]3d104s24p5 -1, +1, +3, +5, +7 2,8
l [Kr]4d105s25p5 -1, +1, +3, +5, +7 2,5
- Đều cú 7e ở lớp ngoài cựng ns2np5 nờn dễ nhận 1e để tạo vỏkhớ trơ bền; số oxy húa õm thấp nhất: -1.
- Khỏc với F, cỏc nguyờn tố Cl, Br và I cũn cú sốoxy húa dương, max: +7, ngoài
ra cũn cú +1, +3 và +5.
9.2.1.3. Đơn chất
Cấu tạo từ cỏc phõn tử 2 nguyờn tử X2 (X2)
- Ởđiều kiện thường Fluor và clor là chất khớ, brom là chất lỏng màu đỏ nõu, iod là chất rắn màu đen tớm (chứng tỏ t0s, t0nctăng dần).
- Độc, cú mựi xốc mạnh và đều khú tan trong nước (do cú m = 0), dễ tan trong cỏc dung mụi hữu cơ như benzen, rượu, ete ...
Húa tớnh:
a) Cỏc halogen là những phi kim điển hỡnh cú tớnh chất đặc trưng là tớnh oxy húa
mạnh (thu 1e X). Từ F2 I2: tớnh oxy húa giảm dần.
- Sự giảm hoạt tớnh oxy húa đú biểu hiện rừ rệt qua phản ứng của chỳng với hydro: X2 + H2 = 2HX
Nếu X = F: Phản ứng nổở nhiệt độ thấp X = Cl: Phản ứng nổkhi đun núng
X = Br: Chỉ xảy ra khi đun núng
X = I: Phản ứng thuận nghịch và phải đun núng mạnh.
- Cỏc halogen đứng trước cú thể đẩy cỏc halogen đứng sau ra khỏi dung dịch muốị Vớ dụ:
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
- Trừ fluor phõn huỷ nước cho oxy, cỏc halogen khỏc tỏc dụng với nước theo phản ứng.
X2 + H2O = HX + HOX
TừClor đến Iod, khảnăng này giảm dần
b) Mặt khỏc trừ fluor, cỏc halogen cũn lại đều thể hiện tớnh khửvà tăng dần trong dóy:
Vớ dụ: I2 + 10HNO3 đặc = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
Điều chế:
Phương phỏp chung là oxy húa muối halogen bằng cỏc chất oxy húa mạnh hoặc bằng điện phõn.
2X- - 2e = X2
Quan trọng nhất là clor; trong cụng nghiệp clo được điều chế bằng phương phỏp điện phõn cú màng ngăn dung dịch NaCl.
Trong phũng thớ nghiệm được điều chế bằng tỏc dụng của acid hydroclord với cỏc chất oxy húa mạnh như KMnO4, MnO2...
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + CL2 + 2H2O