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:

2p

2

5
2p

Cl, Br, I: ns

2

5
o
np nd

Tõ Cl  I, AO tham gia lk là ns np nd tạo đợc nhiỊu lk σ h¬n 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 OX

-

hypohalogenit).

+ III: HClO2 (axit clorơ)
+ V: HXO3 (axit halogenic) vµ muèi XO3 (halogenat)
+ VII: HXO4 (axit pehalogenic) vµ muèi XO 4 (pehalogenat)


Chơng 2. halogen

I. đặc điểm cấu tạo và lí tính
3. Lí tính:
*) Trạng thái tồn tại: ở đk thờng:
F2
Khí không màu

Cl2

Khí màu vàng nhạt

Br2
Lỏng, nâu đỏ

Rắn, tím sẫm

(I2 khi đun nóng thăng hoa, tạo ra hơi màu tím).
*)

Tính tan:
- Tan Ýt trong nưíc, riªng I 2 tan nhiỊu trong dd I do t¹o ra I3
I2 + I = I3
- DD của Clo trong nớc nớc clo, của brôm là nưíc br«m …
- Cl2, Br2, I2 tan dƠ trong dung môi hữu cơ: benzen, rợu

*) I2 làm xanh hồ tinh bét.

I2


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: đặc trng
F2/F
0
[V]

-

Cl2/Cl

2,87

-

1,36

Br2/Br

-

1,07

1.1. Flo: PK mạnh nhất
- P đợc với hầu hết các đơn chất (trừ N 2), p với c¶ khÝ hiÕm (Xe):
2Xe

+

nF2

→

2XeFn ( n = 2, 4, 6)

F2 + H2  2HF (næ ë t

o

o
-1
thÊp); ∆H 298,s= - 268,6 kJ.mol

- P với nhiều hợp chất (cả các hợp chÊt bÒn: H 2O, SiO2):
2F2

+

SiO2

=

SiF4

2F2

+

H2O

=

4HF

+
+

O2
O2

I2/I
0,54


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:

ã

F lớn nhất khả năng oxi hoá lớn

ã

-1
EF - F thấp ( -159 KJ.mol ) nhng tạo đợc lk rất bền với các nguyên tố khác: E H- F =
-1
-1

- 565 KJ.mol ; ESi -F = - 596 KJ.mo1 .

1.2. Tính oxi hoá giảm dần từ trên xuống trong nhóm:
Ví dụ 1: Halogen trớc oxh đợc ion halogenua cđa c¸c halogen sau:
Cl2

+

2Br

Br2

+

2I

Cl2

+

2I

-

-

 2Cl

-

 2Br
 2Cl

-

-

+ Br2
+ I2
+ 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:

0
ΔH 298

HF

HCl

HBr

- 268,6

- 92,31

- 36,23

Nỉ ë nhiƯt ®é

Nỉ khi ®un nãng

thÊp và trong tối

HI
25,9

[kJ/mol]
Đặc điểm

0
Bắt đầu ở 200 C,

hoặc ánh sáng tử

0
Bắt đầu ở 200 C,
0
trên 700 C có p

ngoại

nghịch

nghịch

là p thuận


Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
2. Tính khử:
- F

2 kh«ng 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

+

H 2O

oC
80-100

3Cl2

+

6KOH

=

KClO3

+

5KCl

+

3H2O

Chơng 2. halogen

II. tính chất hoá học
2. Tính khử:
+ Từ Br

2 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 → IO3

t

I2

+ 10HNO3 (®)

-

o

=

2HIO3

+

10NO2

+

4H2O


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

Br2
-4

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:
MnO2(r) + 4HCl(®)

3. Br2:
4. I2:

®un nhĐ



MnCl2 + Cl2 + H2O


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 n
ưíc th¶i, …

Chơng 2. halogen

IV. ứng dụng (đọc sách)
2. F2: Điều chế mét sè dÉn xuÊt HC chøa F cã t/c ®éc đáo: chất bôi trơn
chịu nhiệt cao, chất dẻo bền, chất lỏng cho máy lạnh (freon, CFCl3,
CF2Cl2).
3. Br2:
4. I2:

Chế hoá một số dợc phẩm, thuốc nhuộm, AgBr trong nhiếp ảnh.
Dùng trong y học làm chất sát trùng, cầm máu, chế tạo mét sè dưỵc

phÈm.


Thyroid Gland, endocrine gland found in almost all
vertebrate animals and so called because it is located in

I2

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.

front of and on each side of the thyroid cartilage of the

Without iodine, stunted growth and conditions such as

larynx. It secretes a hormone that controls metabolism and

goiter can result. Thus in areas where iodine is not sufficiently

growth.

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 cloud-seeding
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

ã

à (D)

-1

)

-565
1,91

-431
1,03

-364
0,79

-297
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
F

+

+

+

H2O



H3O

HF



HF2 ;

(HF2 có liên kết hidrô

+

F

-4
; K = 7.10

K=5

H-FF )

ã Các axit khác đều là axit mạnh; Từ 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: KMnO4, MnO2:
MnO2

+

2KMnO4

ã

4HCl



+ 16HCl

MnCl2

+

Cl2

+

2H2O

2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O

H2SO4 đặc không oxh đợc HCl nhng oxh đợc HBr và HI:
H2SO4(đ) + 2HBr  SO2 + Br2 + 2H2O
H2SO4(®) + 8HI H2S + 4I2 + 4H2O

ã

3+
Fe
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

+

2HF d

6HF +

SiO2

=

=

SiF4
=

+

2H2O

H2[SiF6]

H2[SiF6] + 2H2O

øng dơng: kh¾c thủ 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:

t
H2 + Cl2

- HBr, HI:
- HF:

o



2HCl

PX3 + 3HOH  HPO3 + 3HX (X: Br, I)
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 Ýt th«ng dơng: AgX, PbX2, CuX,
Hg2X2

-

Mi F : ®a sè Ýt tan, mét sè dƠ tan: KF, AgF, CuF, Hg2F2

* Lu ý: Mi cđa KLK hÇu hÕt tan (LiF vµ CsI Ýt tan)

Chơng 2. halogen

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


FLUORITE, "The Most Colorful Mineral in the World"

CaF2

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
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

Department of Inorganic Chemistry - HUT