Phan 2 chuong 2 halogen

Hoá vô cơ
Phần II- các nguyên tố nhóm A
Chơng 2- HALogen


Chơng 2. halogen

I. đặc điểm cấu tạo và lí tính
1. CÊu t¹o:
F: 2p2 2p5
Cl, Br, I: ns2 np5 ndo
Tõ Cl  I, AO tham gia lk lµ ns np nd tạo đợc
nhiều lk hơn F (5, 7).


Chơng 2. halogen

I. đặc điểm cấu tạo và lí tính
2. Số oxi hoá đặc trng:
F lớn nhất F chỉ thể hiện số oxh âm (-I),
không có số oxh (+)
- I: HX vµ muèi halogenua X-.
+ I : HOX (axit hypohalogenơ) và muối OXhypohalogenit).
+ III: HClO2 (axit clorơ)
+ V: HXO3 (axit halogenic) vµ muèi XO3(halogenat)
+ VII: HXO4 (axit pehalogenic) vµ muèi XO4(pehalogenat)


Chơng 2. halogen

I. đặc điểm cấu tạo và lí tính

3. Lí tính:
*) Trạng thái tồn tại: ở đk thờng:
F2
Cl2
I2
Khí không màu
đỏ
Rắn, tím sẫm

Khí màu vàng nhạt

Br2
Lỏng, nâu

(I2 khi đun nóng thăng hoa, tạo ra hơi màu tím).
*) Tính tan:
- Tan Ýt trong nưíc, riªng I2 tan nhiỊu trong dd I- do
t¹o ra I3I 2 + I - = I3 - DD cđa Clo trong nưíc  nưíc clo, cđa br«m là nớc
brôm
- Cl2, Br2, I2 tan dễ trong dung môi hữu cơ: benzen,
rợu
*) I2 làm xanh hồ tinh bét.


Chơng 2. halogen

I. đặc điểm cấu tạo và lí tính
3. LÝ tÝnh:

Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
1. Tính oxi hoá:
0[V]

đặc trng

F2/F-

Cl2/Cl-

Br2/Br-

I2/I-

2,87

1,36

1,07

0,54

1.1. Flo: PK mạnh nhất
- P đợc với hầu hết các đơn chất (trừ N 2), p với cả
khí hiếm (Xe):
2Xe + nF2  2XeFn ( n = 2, 4, 6)
F2 + H2  2HF (næ ë to thÊp); ∆Ho298,s= - 268,6 kJ.mol-1
- P với nhiều hợp chất (cả các hỵp chÊt bỊn: H 2O, SiO2):

2F2

+

SiO2

=

SiF4

+

O2

2F2

+

H 2O

=

4HF

+

O2


Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
1. Tính oxi hoá: đặc trng
1.1. Flo:
Các p của F2 thờng rất mạnh, do:
F lớn nhất khả năng oxi hoá lớn
ã EF - F thấp ( -159 KJ.mol-1) nhng tạo đợc lk rất bền với
các nguyên tố khác: EH- F = - 565 KJ.mol-1; ESi -F = - 596
KJ.mo1-1.
1.2. TÝnh oxi hoá giảm dần từ trên xuống trong nhóm:
Ví dụ 1: Halogen trớc oxh đợc ion halogenua của các
halogen sau:
Cl2 + 2Br-  2Cl- + Br2

Br2

+

2I-

 2Br- + I2

Cl2

+

2I-

 2Cl- + I2

Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
1. Tính oxi hoá:
1.2. Tính oxi hoá giảm dần từ trên xuống trong
nhóm:
X 2  H 2 
 2 HX
VÝ dô 2:

HF

HCl

HBr

ΔH0298
- 268,6
[kJ/mol
]

- 92,31

- 36,23

Đặc
điểm

Nổ khi đun

nóng hoặc
ánh sáng tử
ngoại

Bắt đầu ở
2000C, trên
7000C có p
nghịch

Nổ ở
nhiệt độ
thấp v
trong tối

HI
25,9

Bắt đầu
ở 2000C, là
p thuận
nghịch


Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
2. Tính khử:
-

F2 không thĨ hiƯn

- Từ Cl2I2: tÝnh khư u và ↑:
+ Cl2 chØ thĨ hiƯn tÝnh khư râ ë ph¶n øng tù
oxh - khö:
nguéi

Cl2

+

2KOH

=

KClO

+

KCl

+

H2O
80-100oC

+

3Cl2
3H2O

+

6KOH

=

KClO3

+

5KCl


Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
2. Tính khử:
+

Từ Br2 I2 tính khử tăng dần :
5Cl

2

+ Br2 + 6H2O = 2HBrO3 + 10HCl

5Cl2 + I2 + 6H2O = 2HIO3

+ 10HCl

HNO3 đặc không oxh đợc Br2, oxh đợc I2
IO3to

I2
4H2O

+ 10HNO3 (®)

=

2HIO3

+

10NO2 +


Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
3. Phản ứng tự oxi ho¸ khư:
X2 + H2O
↔
H+ + Cl- + HOX
(X =
Cl; Br; I)
Mức độ phản ứng giảm dần từ Cl2 - Br2 - I2
Cl2
K

4.10- 4

Br2
7.10-9

I2
2.10-13


Chơng 2. halogen

III. điều chế (đọc sách)
1. F2:
2. Cl2:
- Trong CN: ®pmn dd NaCl:
2NaCl + 2H2O  2NaOH + Cl2 + H2
- Trong PTN:
®un nhĐ
MnO2(r) + 4HCl(®) 
MnCl2 +
Cl2 + H2O
3. Br2:
4. I2:


Chơng 2. halogen

IV. ứng dụng (đọc sách)
Cl2 có ứng dụng rộng rÃi nhất
1. Cl2:

- Điều chế chất vô cơ và hữu cơ: HCl,
clorua vôi, thuốc trừ sâu, chế tạo chất
dẻo, sợi tổng hợp, cao su, ...
- Một lợng lớn để tẩy trắng vải, bột giấy,
khử trùng nớc uống, tẩy độc nưíc th¶i, …


Chơng 2. halogen

IV. ứng dụng (đọc sách)
2. F2: Điều chế một số dẫn xuất HC chứa F
có t/c độc đáo: chất bôi trơn chịu nhiệt
cao, chất dẻo bền, chất lỏng cho máy lạnh
(freon, CFCl3, CF2Cl2).
3. Br2: Chế hoá một số dợc phẩm, thuốc
nhuộm, AgBr trong nhiếp ảnh.
4. I2: Dùng trong y học làm chất sát trùng,
cầm máu, chế tạo một sè dưỵc phÈm.


I2

Thyroid Gland, endocrine gland
found in almost all vertebrate
animals and so called because it is
located in front of and on each side
of the thyroid cartilage of the
larynx. It secretes a hormone that
controls metabolism and growth.

Iodine is medicinally very important
because it is an essential trace
element, present in a hormone of the
thyroid gland that is involved in
growth-controlling and other
metabolic functions. Without iodine,
stunted growth and conditions
such as goiter can result.
result Thus in
areas where iodine is not sufficiently
abundant naturally, iodine-containing
salt serves to make up the deficit. In
medicine, iodine-alcohol solutions
and iodine complexes have been
used as antiseptics and disinfectants.
Radioisotopes of iodine are used in
medical and other fields of research.
More broadly, various iodine
compounds find use in photography,
the making of dyes, and cloudseeding operations. In chemistry,
various iodine compounds serve as
strong oxidizing agents, among other
uses.


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
1. Tính chất lí học
ã Tất cả đều là khí không màu, sốc, độc

ã Tan dễ trong nớc, riêng HF tan không giới
hạn (?).
ã Năng lợng lk:
HF
HCl
HBr HI
EH - X(KJ.mol-1)
-565
-431
-364
-297
ã (D)
1,91
1,03
0,79
0,42


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
2. Tính chất hoá học
a. Tính axit:
ã HF là axit trung bình:
HF + H2O

= 7.10- 4
F- +
HF

H3O+ +
HF2- ;

(HF2- có liên kết hidrô

F- ; K

K=5

H - F F-)

ã Các axit khác đều là axit m¹nh; Tõ HCl HBr - HI : tÝnh axit ↑.


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
b. Tính khử:
HF không có; HX khác đều có tính khử và tính
khử
ã HCl chỉ bị khử bởi chất oxi hoá mạnh: KMnO 4, MnO2:
MnO2 +

4HCl

2KMnO4

+ 16HCl



MnCl2 +

Cl2 +

2H2O

 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O

ã H2SO4 đặc không oxh đợc HCl nhng oxh đợc HBr
và HI:
H2SO4(đ) + 2HBr SO2 + Br2 + 2H2O
H2SO4(đ) + 8HI H2S + 4I2 + 4H2O
ã Fe3+ không oxh HCl và HBr nhng oxh đợc HI:
2FeCl3 + 2HI = I2 + 2FeCl2 + 2HCl


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
c. Phản ứng riêng của HF (ăn mòn thuỷ tinh):
4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O
SiF4 +


6HF +

2HF d
SiO2

=
=

H2[SiF6]
H2[SiF6] + 2H2O

 øng dơng: kh¾c thuû tinh.


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
3. ứng dụng: (đọc sách)
- HF: khắc thuỷ tinh
- HCl: tẩy gỉ KL, chế tạo các clorua KL, điều
chế vinyl clorua, hợp chất thông dụng
trong phòng TN.
4. Điều chế: (đọc sách)
- HCl:
to
H2 + Cl2  2HCl
- HBr, HI: PX3 + 3HOH  HPO3 + 3HX (X:
Br, I)
- HF:
CaF2 + H2SO4(®)  CaSO4 +
2HF


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất HX (-I)
5. Muối Halogenua
- Muối Cl-, Br-, I- : ®a sè dƠ tan, mét sè tan
ít thông dụng: AgX, PbX2, CuX, Hg2X2
- Muối F-: đa sè Ýt tan, mét sè dÔ tan: KF,
AgF, CuF, Hg2F2
* Lu ý: Muối của KLK hầu hết tan (LiF và
CsI Ýt tan)


Chơng 2. halogen

IV. Hợp chất (-I)
5. Các khoáng quan trọng:


CaF2

FLUORITE, "The Most Colorful Mineral in the World"

Department of Inorganic Chemistry - HUT


Na3AlF6
Cryolite

, mineral, sodium aluminum fluoride (Na3AlF6). Cryolite has

a hardness of 2.5 and a specific gravity of about 3. It crystallizes in the monoclinic

system (see Crystal). It is colorless and ranges from transparent to translucent. It
has a waxy appearance, making it almost invisible when powdered and suspended
in water. Cryolite was found in abundance only at Ivigut, Greenland. However, that
deposit has been exhausted since 1987. The mineral is still found in small
quantities in Colorado, USA; Sallent, Huesca Province, Spain; Miask, Urals, USSR;
and Montreal, Quebec, Canada. It is used chiefly as a solvent of alumina in the
electrolytic preparation of aluminum. Because of its scarcity, this mineral has been
replaced in industrial processes by artificially produced sodium aluminum fluoride.
Department of Inorganic Chemistry - HUT


Ca5(PO4)F
Apatite

(Greek apate, “deception”), mineral so named because it resembles

various other minerals for which it might be mistaken. It consists chiefly of phosphate of
lime. Apatite is a distinct mineral of composition Ca5(PO4)3F in which some or all of the
fluorine may be replaced by chlorine (chlorapatite). The mineral crystallizes in the
hexagonal system (see Crystal) and has a hardness of 5 and a specific gravity of 3.2.
When pure, apatite is colorless and transparent, but it may exhibit various degrees of
color and opacity. These mineral phosphates of lime were often used in the preparation
of fertilizers, but they have been replaced by phosphate rock.
Department of Inorganic Chemistry - HUT