cac nguyen to thuoc nhom 7

1
Ch ng ươ
5
NHÓM VII
2
NHÓM VIIA
HALOGEN
3
NHÓM VIIA (HALOGEN)
Đặc điểm chung

Gồm các nguyên tố: flo(F), clo(Cl), brom(Br),
iot(I) và atatin(At),
được gọi chung là halogen.

4
NHÓM VIIA (HALOGEN)
F Cl Br I At
Số thứ tự 9 17 35 53 85
Electron hóa trị 2s
2
2p
5
3s
2
3p
5
4s
2
4p
5

5s
2
5p
5
6s
2
6p
5
Bán kính ngtử (Å) 0,64 0,99 1,14 1,33 1,40
N.lượng ion hóa I
1

(eV)
17,42 13,01 11,84 10,45 9,50
Ái lực electron (eV) 3,58 3,81 3,56 3,29 -
Độ âm điện 3,98 3,16 2,96 2,66 2,20
Đặc điểm chung
5
NHÓM VIIA (HALOGEN)
Đặc điểm chung

Cấu hình electron hóa trị: ns
2
np
5

⇒ dễ nhận electron tạo thành ion X
-
hoặc dễ
tạo 1 liên kết cộng hóa trị X.


Tính chất hóa học đặc trưng: oxi hóa

F chỉ có số oxi hóa duy nhất: -1

Cl, Br, I có các số oxi hóa: -1, +1, +2, +3, +4,
+5, +6, +7
6
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất vật lý

Điều kiện thường: F
2
– khí vàng nhạt; Cl
2
– khí
vàng lục; Br
2
– lỏng đỏ nâu, dễ bay hơi; I
2
– rắn tím
đen, có ánh kim, dễ thăng hoa. Phân tử 2 nguyên
tử, mùi xốc, rất độc.

Độ hòa tan trong nước và dung môi khác nhau: F
2

tác dụng mạnh với nước; Cl
2
,

Br
2
,

I
2
có độ tan trong
nước ở 20
0
C: 0,73%-3,6%-0,03%.

I
2
dễ tan trong I
-
: I
2
+ I
-
= I
3
-
(nâu)

X
2
dễ tan trong dung môi không phân cực: CS
2
,

C
6
H
6
, ete, rượu hữu cơ …

I
2
nhuốm màu hồ tinh bột.
7
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
X
2
là những phi kim điển hình, có tính oxy hoá mạnh
nhất so với các phi kim khác.
Mức độ oxy hoá giảm dần từ F
2
đến I
2
, phù hợp với
chiều giảm độ âm điện, thế lực cực chuẩn và năng
lượng phân ly X
2
→ 2X (độ âm điện lớn và năng
lượng phân ly nhỏ thì hoạt động oxy hoá càng
mạnh).
•
So sánh F
2

và Cl
2
: χ
F
= 3,98 > χ
Cl
= 3,16;E
ply
<E
ply

nên F
2
oxy hoá mạnh hơn Cl
2

•
Với Cl
2
, Br
2
, I
2
thì độ âm điện quyết định chủ yếu
tính oxy hoá nên tính oxy hoá giảm từ Cl
2
đến I
2

mặc dù năng lượng phân ly I

2
là nhỏ nhất.
2
F
2
Cl
8
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Halogen tác dụng với kim loại:
Các X
2
có khả năng phản ứng mãnh liệt với một
số kim loại, đặc biệt là F
2
và Cl
2
, chúng oxi
hoá kim loại đến số oxi hoá cao nhất.

F
2
+ 2Na = 2NaF 
3Cl
2
+ 2Fe 2FeCl
3

3I
2

+ 2Al
đun nóng
2AlI
3

 →
> C
0
250
9
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Halogen tác dụng với phi kim:
3F
2
+ N
2

phóng điện
2NF
3

3Cl
2
+ 2P
đỏ
= 2PCl
3

3Br

2
+ S + 4H
2
O = H
2
SO
4
+ 6HBr
5I
2
+ 2P
đỏ
+ 8H
2
O = 2H
3
PO
4
+ 10HI
10
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Halogen phản ứng với H
2
:

F
2
phản ứng mạnh liệt nhất với hiđro, phản ứng gây nổ và
sinh nhiệt lớn ngay nhiệt độ thấp (-252

0
C) và trong tối.
F
2
+ H
2
= 2HF ∆ H
s
0
= -128 kcal/mol.

Cl
2
phản ứng gây nổ khi được chiếu ánh sáng giàu tia tử
ngoại ở nhiệt độ thường, hoặc khi đun nóng.
Cl
2
+ H
2
= 2HCl ∆H
s
0
= - 44,0 kcal/mol

Br
2
phản ứng với H
2
ở nhiệt độ 350
0

C, không gây nổ
Br
2
+ H
2
= 2HBr ∆H
s
0
= - 24 kcal/mol

I
2
chỉ phản ứng với H
2
khi đun nóng mạnh đến 500
0
C với xúc
tác Pt:
I
2
+ H
2
 2HI ∆H
s
0
= 12,0 kcal/mol
11
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Halogen phản ứng với nước:


F
2
phản ứng mãnh liệt ngay điều kiện thường, giải
phóng khí oxi:
2F
2
+ 2H
2
O = 4HF + O
2
ϕ
0
= +2,06 V

Cl
2
, Br
2
: phản ứng được với nước nhưng cho sản
phẩm khác.
X
2
+ 2H
2
O  HX + HOX + H
2
O

I

2
không có phản ứng như trên, vì:
ϕ = - 0,28 V < ϕ = 0,815 V
do đó phản ứng : I
2
+ H
2
 4H
+
+ 4I
-
+ O
2
chỉ xảy ra
theo chiều từ phải sang trái nên thực tế I
2
không
phản ứng với H
2
O.
0
2/
2
−
II
0
2/4
22
OHHO
+

+
12
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Phản ứng giữa halogen với halogen:

Giữa các halogen cũng xảy ra các phản ứng ;
5F
2
+ X
2
= 2XF
5
(Cl
2
, Br
2
pư ở 200
0
C, I
2
ở t
0
thường)
Cl
2
+ X
2
= 2XCl (Br
2

pư ở 0
0
C, I
2
ở t
0
thường)
Br
2
+ X
2
= 2BrX (F
2
, Cl
2
pư ở 0
0
C)
Br
2
+ I
2
= 2IBr (pư ở 45
0
C, trong môi trường N
2
)

Halogen có tính oxy hoá mạnh hơn đẩy halogen yếu hơn ra
khỏi muối như: khí F

2
đẩy được clo ra khỏi muối rắn; khí Cl
2

đẩy được brôm và Br
2
đẩy được iot ra khỏi muối của nó.
Cl
2
+ KBr = KCl + Br
2
Tính chất này hoàn toàn phù hợp với thế điện cực chuẩn của
chúng:
ϕ = 2,87V; ϕ = 1,36V; ϕ = 1,07V; ϕ = 0,54V.
0
2/
2
−
FF
0
2/
2
−
ClCl
0
2/
2
−
BrBr
0

2/
2
−
II
13
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Phản ứng của halogen với NH
3
:

Cl
2
, Br
2
oxi hoá mãnh liệt NH
3
ở trạng thái khí
và dung dịch :
2NH
3
+ 3X
2
= N
2
+ 6HX
14
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Phản ứng của halogen với dung dịch kiềm:


Các X
2
có khả năng phản ứng với dung dịch kiềm
tạo hỗn hợp có tính oxi hoá mạnh, có tác dụng tẩy
trắng, khử trùng. Đặc biệt phản ứng của Cl
2
với
dung dịch NaOH được sử dụng nhiều trong thực tế.
Cl
2
+ NaOH = NaCl + NaClO + H
2
O
nước Javen

Nếu đun nóng thì sản phẩm thu được có NaClO
3
:
3Cl
2
+ 6NaOH = 5NaCl + NaClO
3
+ 3H
2
O
15
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Tính chất hóa học
Tính khử ở Br

2
và I
2
:

Br
2
thể hiện tính khử khi phản ứng với chất
oxy hoá mạnh hơn như Cl
2
:
5Cl
2
+ Br
2
+ 6H
2
O = 2HBrO
3
+ 10HCl

I
2
thể hiện tính khử ngay khi phản ứng với
chất oxy hoá không mạnh bằng Cl
2
như HNO
3
3I
2

+ 10HNO
3
= 6HIO
3
+ 10NO + 2H
2
O
16
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Trạng thái thiên nhiên - Đồng vị

Trong tự nhiên halogen không tồn tại ở trạng thái tự do.
Khoáng vật quan trọng nhất của flo là florit CaF
2
, criolit
Na
3
AlF
6
, flo apatit Ca
5
(PO
4
)
4
F. Khoáng vật quan trọng của clo
là muối ăn NaCl, cacnalit KCl.MgCl
2
.6H
2

O và xivin KCl. Brom
có trong hồ nước mặn, nước biển. Iot có trong nước lỗ
khoan dầu khí.

Trong vỏ Quả đất, flo, clo dạng hợp chất chiếm 0,02% tổng
số nguyên tử, dạng hợp chất của brom chiếm 3.10
-5
%, iot
chiếm 4.10
-6
% tổng số nguyên tử.

Flo có một đồng vị trong thiên nhiên là
19
F, còn đồng vị nhân
tạo là
16
F,
17
F,
18
F,
20
F,
21
F.

Clo trong thiên nhiên có 2 đồng vị bền là
35
Cl (75,53%),

37
Cl(24,47%), có 5 đồng vị nhân tạo là
33
Cl,
34
Cl,
36
Cl,
38
Cl,
39
Cl.

Brom trong thiên nhiên có 2 đồng vị bền là
79
Br(50,56%),
82
Br(49,44%).

Iot trong thiên nhiên chỉ có một đồng vị bền là
127
I, còn đồng
vị nhân tạo thì khá nhiều.
17
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Điều chế - Ứng dụng
Flo: được điều chế bằng điện phân muối nóng chảy. Thường
dùng hỗn hợp ơtecti của 3KH + KF nóng chảy ở 70
0
C. Điện

phân hỗn hợp này với cực âm bằng niken, điện cực dương
bằng grafit, có màng ngăn để tránh nổ.
Anot (+) : 2F
-
- 2e
-
= F
2
Catot (-) : H
+
+ 2e
-
= H
2
18
ĐƠN CHẤT HALOGEN
Điều chế - Ứng dụng

Flo được ứng dụng để điều chế frêon là chất
làm lạnh cho máy lạnh (frêon là CFCl
3
,
CF
2
Cl
2
), tuy nhiên frêon thoát ra môi trường
khí quyển thì phá thủng tầng ozon.

Flo còn dùng để điều chế các pôlyme có độ

bền cao.

Flo lỏng được dùng làm chất oxy hoá nhiên
liệu tên lửa ...