Đặc điểm chung của các đơn chất halogen

VnDoc xin giới thiệu bài Đặc điểm chung của các đơn chất halogen được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Câu hỏi: Đặc điểm chung của các đơn chất halogen là gì?

1. Vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử
2. Tác dụng mạnh với nước
3. Có tính oxi hóa mạnh
4. Ở điều kiện thường là thể khí

Lời giải:

Đáp án đúng C. Có tính oxi hóa mạnh

A sai vì F₂ chỉ có tính oxi hóa, không có tính khử do độ âm điện lớn không còn khả năng cho e.

B sai vì I₂ hầu như không tác dụng được với nước.

D sai vì ở điều kiện thường chỉ có F₂ và Cl₂ ở thể khí, Br₂ ở thể lỏng, I₂ ở thể rắn.

1. Halogen là gì?

Halogen là những nguyên tố thuộc nhóm VIIA, đứng cuối ở các chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm trong bảng tuần hoàn hóa học, thông thường gọi là nhóm halogen hay các nguyên tố halogen.

Nhóm này gồm các nguyên tố hóa học như: Flo (F), Clo (Cl), Brôm (Br), Iốt (I), Astatin (At là nguyên tố phóng xạ, hiếm gặp tự nhiên trong

lớp vỏ Trái Đất), Tennessine (Ts là nguyên tố mới được phát hiện, ở bài này chúng ta sẽ không đề cập đến các tính chất của Ts).

2. Cấu tạo nguyên tử, cấu tạo phân tử Halogen

- Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen đều

có 7 electron, được phân thành hai phân lớp (phân lớp s có 2 electron, phân lớp p có 5 electron).

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của X là ns²np⁵.

- Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chỉ còn thiếu 1 electron là đạt được cấu hình electron bền như khí hiếm, nên ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen góp chung một đôi electron để tạo ra phân tử có liên kết cộng hoá trị không cực.

X₂ + 2e → 2X

- Liên kết của phân tử X₂ không bền, chúng dễ bị tách thành hai nguyên tử X. Trong phản ứng hoá học, các nguyên tử này dễ thu thêm 1 electron, do đó tính chất hoá học cơ bản của các halogen là tính oxi hoá mạnh.

3. Những tính chất vật lý của halogen

Trong nhóm halogen, tính chất vật lý biến đổi theo quy luật nhất định: từ trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ sôi,... Cụ thể:

- Trạng thái và màu sắc: Chuyển từ khí sang lỏng và rắn với màu sắc đậm dần như sau: Flo ở dạng khí và có màu lục nhạt, Clo trạng thái khí có màu vàng lục, Brom dạng lỏng với màu đỏ nâu và Iốt ở trạng thái rắn có màu đen tím cùng dễ thăng hoa.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: Tăng dần từ flo đến iốt.

- Đặc điểm tan trong nước: Ngoài flo không tan trong nước, các chất còn lại tan tương đối ít và chủ yếu tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.

- Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: Clo chủ yếu ở dạng muối clorua, Flo thường ở trong khoáng vật florit và criolit, Brom chủ yếu trong muối bromua của kali, natri và magie, iốt có trong mô một số loại rong biển và tuyến giáp con người...

4. Tính chất hóa học

Do lớp e ngoài cùng đã có 7 e nên halogen là những phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e để thể hiện tính oxi hóa mạnh.

Tính oxi hóa của các halogen giảm dần khi đi từ Flo đến Iot.

Trong các hợp chất, Flo chỉ có mức oxi hóa -1, các halogen khác ngoài mức oxi hóa -1 còn có mức +1, +3, +5, +7.

5. Một số phản ứng minh họa tính chất của halogen

Tác dụng với kim loại:

- Các nguyên tố halogen phản ứng hầu hết với các kim loại trừ Au và Pt (riêng với F₂ có thể phản ứng với tất cả các kim loại) để tạo muối halogenua và thường xảy ra ở điều kiện nhiệt độ cao.

2M + nX₂ → 2MX_n

- Phản ứng với hidro để tạo nên hidro halogenua

H₂ + X₂ → 2HX

Tác dụng với nước

- F2 tác dụng mãnh liệt với nước giải phóng oxy

2H₂O + 2F₂ → 4HF + O₂

- Còn Br2 và Cl2 thì có phản ứng thuận nghịch với nước:

H₂O + Cl₂ ↔ HCl + HClO

- Riêng I₂ không có phản ứng với nước

Phản ứng với dung dịch kiềm

- Đối với dung dịch kiềm loãng nguội

X₂ + 2NaOH → NaX + NaXO + H₂O

(Vd: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O)

Riêng F₂: 2F₂ + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF₂

- Đối với dung dịch kiềm đặc

3X₂ + 6KOH → 5KX + KXO₃ + 3H₂O

(Vd: 3Cl + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O ở điều kiện 100^oC)

Tác dụng với dung dịch muối halogenua

- Tác dụng với các dung dịch muối halogenua của nhóm halogen có tính oxi hóa yếu hơn trừ F2 không có phản ứng.

X₂ + 2NaX’ → 2NaX + X’₂

(trong đó X’ là halogen có tính oxy hóa yếu hơn tính oxy hóa của halogen X)

- Các cặp oxy hóa khử của nhóm halogen được xếp theo chiều giảm dần tính khử của các ion X^-: I₂/2I^- đến Br₂/2Br^- và cuối cùng là Cl₂/2Cl^-

----------------------------------------

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn nội dung bài Đặc điểm chung của các đơn chất halogen. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.