Tính chất hóa học của halogen

Tính chất hóa học của halogen được VnDoc 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.

1. Halogen là gì?

Halogen là những nguyên tố thuộc nhóm VIIA 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).

2. Những tính chất vật lý của halogen

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...

3. Tính chất hóa học cơ bản của halogen

– Các halogen có tính oxi hóa mạnh

– Các halogen có tính oxi hóa mạnh và thực tế cho thấy chúng dễ dàng liên kết ion với các kim loại và oxi hóa các kim loại đến hóa trị cao nhất.

– Các halogen thể hiện những mức độ oxi hóa khác nhau rõ rệt khi đi từ flo đến iot, mỗi halogen đứng sau nó ra khỏi dung dịch muối halogen.

– Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot.

– So sánh tính chất hóa học của halogen.

– Nhận biết các ion F^–, Cl^–, Br^–, I^–

Dùng AgNO₃ làm thuốc thử:

NaF + AgNO₃ → không tác dụng

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

màu trắng

NaBr + AgNO₃ → AgBr ↓ + NaNO₃

màu vàng nhạt

NaI + AgNO₃ → AgI↓ + NaNO₃

màu vàng

4. Tính chất hóa học của các nguyên tố nhóm halogen

4.1. Halogen tác dụng với kim loại

– Các halogen phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt (riêng F₂ phản ứng được với tất cả các kim loại) → muối halogenua. Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

2M + nX₂ → 2MX_n

Muối thu được thường ứng với mức hóa trị cao nhất của kim loại. Riêng phản ứng của Fe với I₂ chỉ tạo sản phẩm là FeI₂.

4.2. Halogen phản ứng với hiđro tạo thành hiđro halogenua

H₂ + X₂ → 2HX

– Các halogen tham gia phản ứng cộng H₂ với điều kiện khác nhau:

+ F₂: phản ứng được ngay cả trong bóng tối.

+ Cl₂: phản ứng khi được chiếu sáng.

+ Br₂: phản ứng xảy ra khi được đun nóng ở nhiệt độ cao.

+ I₂: phản ứng có tính thuận nghịch và phải được đun nóng.

– Điều kiện phản ứng với H2 phức tạp dần khi đi từ F₂ đến I₂ nên phản ứng với H₂ có thể chứng minh tính oxi hóa trong nhóm halogen giảm dần từ F₂ đến I₂.

4.3. Halogen tác dụng với nước

– F₂ tác dụng mãnh liệt với nước:

2H₂O + 2F₂ → 4HF + O₂

⇒ Phản ứng chứng minh F₂ có tính oxi hóa mạnh hơn của O₂.

– Br₂ và Cl₂ có phản ứng thuận nghịch với nước:

– Khi để lâu hoặc bị chiếu sáng thì HClO bị phân hủy: HClO → HCl + O. Vì HClO có chứa ion ClO^– có tính oxi hóa mạnh nên có thể dùng nước Clo để tẩy màu hoặc sát trùng.

– I₂ không phản ứng với nước.

4.4. Halogen phản ứng với dung dịch kiềm

– Nếu dung dịch kiềm loãng nguội:

X₂ + 2NaOH → NaX + NaXO + H₂O

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

→ (nước Javen)

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ dung dịch → CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O

Cl₂ + Ca(OH)₂ bột → CaOCl₂ + H₂O

→ (clorua vôi)

Riêng F₂:

2F₂ + 2NaOH → 2NaF + H₂O + OF₂

– Nếu dung dịch kiềm đặc nóng:

4.5. Halogen tác dụng với dung dịch muối halogenua của halogen có tính oxi hóa yếu hơn

– Phản ứng dưới đây X’ là halogen có tính oxi hóa yếu hơn tính oxi hóa của halogen X.

X₂ + 2NaX’ → 2NaX + X’₂

– Riêng F₂ không có phản ứng trên

– Các cặp oxi hóa – khử của halogen được xếp theo chiều giảm dần tính khử của các ion X^–: I₂/2I^– > Br₂/2Br^– > Cl₂/2Cl^–

– Trong nước:

5Cl₂ + 6H₂O + Br₂ → 10HCl + 2HBrO₃

Đơn chất halogen có tính oxi hóa mạnh nhất: Flo có tính oxi hóa mạnh nhất

4.6. Một số phản ứng khác của Halogen

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

4Cl₂ + H₂S + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

Br₂ + SO₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

I₂ kết hợp với hồ tinh bột → hợp chất màu xanh tím.

* Chú ý: Trong phản ứng với kim loại và với H₂, với dung dung dịch muối của các halogen yếu hơn, halogen là chất oxi hóa. Còn trong phản ứng với nước và dung dịch kiềm, các halogen vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

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

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn nội dung bài Tính chất hóa học của 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.