Nguyên tố Nhóm 7a (HALOGEN)

PHÂN NHÓM 7A (HALOGEN)
Nguyên tố

Điện tích hạt nhân

Cấu hình electron

Chu kì

Flo

9

[He]2s22p5

2

Clo

17

[Ne]3s23p5

3

Brom

35

[Ar]3d104s24p5

4

Iot

53

[Kr]4d105s25p5

5

Astatin

85

[Xe]4f145d106s26p5

6
1


F

Cl

Br

I

I1 (kJ/mol)

1681 1251

1139

1008

A1(kJ/mol)

328

349

325

295

Độ âm điện

4

3

2.8

2.5

Bán kính nguyên tử CHT (pm)

72

100

114

133

Trạng thái oxi hóa

- 1; 0 - 1; 0; +1; +3; +5; +7
2


1. Đơn chất (X2)

/>
3


Đơn d (X – X)
Tnc (oC) Ts (oC)
chất (pm)

Hphân li
(kJ/mol)

Tphân hủy (oC)

F2

143

- 218,6 - 188,1

158,8

450

Cl2

199

- 101,0 - 34,0

242,6

800

Br2

228

- 7, 25

59,5

192,8

600

I2

266

113,6

185,2

151,1

400
4


Tính chất hóa học:
- Tính oxi hóa: tính OXH giảm dần từ F2 đến I2
F2 oxi hóa H2O:
2F2 + 2H2O  4HF + O2
F2 oxi hóa SiO2:
2F2 + SiO2  SiF4 + O2
X2 phản ứng với H2O:
X2 + H2O  HX + HXO
-Tính khử: thể hiện ở Cl2, Br2 và I2

Cl

Br

I

Eo(HOX, H+/X2)

1,63

1,6

1,45

Eo (HXO2, H+/X2)

1,63

-

-

Eo (XO3-, H+/X2)

1,47

1,52

1,19

Eo (XO4-, H+/X2)

1,39

-

5

I2 +


I

⇌


I3

Sự đổi màu của dung dịch hồ tính bột khi thêm
dung dịch I3

6


2. Hợp chất ở trạng thái số oxh (-1)
Năng lượng liên kết
(kJ/mol)
Độ dài liên kết (Ao )
Nhiệt độ nóng chảy
(oC)
Nhiệt độ sôi (oC)
Độ phân li trong
dung dịch 0,1N (%)

HF
565

HCl
431

HBr
364

HI
297

0,92
- 83

1,27
- 114,2

1,41
- 88

1,60
- 50,8

19,5
9

-84,9
92,6

- 66,7
93,5

- 35,8
95

7


HF + H2O  H3O+ + F-

Ka = 6,8.10-4

HF + F-  HF2HF: hòa tan nhiều hợp chất và kim loại
nhờ khả năng tạo phức tốt của FSiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O

(SiO2 + 6HF  H2[SiF6] + 2H2O)

8


- Dẫn xuất của hydracid: khi thay H bằng nguyên
tố có độ âm điện nhỏ hơn X. Bản chất liên kết trong
hợp chất thay đổi tùy thuộc vào khả năng phân cực
của hợp phần dương.
- Tính khử của X- tăng dần từ F- đến IEo (F2/2F)
=
2,87 V
Eo (Cl2/2Cl)
=
1,36 V
Eo (Br2/2Br)

=
1,09 V
Eo (I2/2I)
=
0,53 V
9


3. Hợp chất ở số oxh dương
Cl

Br

I

+ 1 HClO (5.10-8)

HBrO (Ka = 2,5.10-9) HIO (2,3.10-11)

+ 3 HClO2 (1,1.10-2)

HBrO2

HIO2

+ 5 HClO3

HBrO3

HIO3 (1,6.10-1)

+ 7 HClO4(101,6)

HBrO4

H5IO6 (Ka1 = 5,1.10-4)

10


2HClO + 2H+ + 2e  Cl2 + 2H2O
2HBrO + 2H+ + 2e  Br2 + 2H2O
2HIO + 2H+ + 2e  I2 + 2H2O

Eo = 1,63 V
Eo = 1,59 V
Eo = 1,45 V

2ClO3- + 12H+ + 10e  Cl2 + 6H2O
2BrO3- + 12H+ + 10e  Br2 + 6H2O
2IO3- + 12H+ + 10e  I2 + 6H2O

Eo = 1,47 V
Eo = 1,52 V
Eo = 1,20 V

ClO4- + 2H+ + 2e  ClO3- + H2O
BrO4- + 2H+ + 2e  BrO3- + H2O
H5IO6 + H+ + 2e  IO3- + 3H2O

Eo = 1,23 V
Eo = 1,763 V
Eo = 1,64 V
11


Giản đồ Latimer của Cl
- Môi trường acid (pH = 0)

- Môi trường kiềm (pH = 14)

12


Chiều dài liên kết Cl - O (Å)

Acid
hypoclorơ

1,69

Acid clorơ

1,64

Ion clorate

1,57

Ion

perclorate

1,45

13


Bài tập
Từ các giá trị thế khử chuẩn (Eo) hãy cho biết có phản
ứng xảy ra không khi trộn lẫn các dung dịch sau:

a.Sục Cl2 vào dung dịch Na2SO3
b.I2 vào dung dịch Na2SO3

c.Dung dịch H2S và I2
d.Dung dịch H2S và Cl2

14