Sơ đồ tư duy khái quát về Halogen

Vị trí nhóm Halogen trong bảng tuần hoàn:

Gồm các nguyên tố flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và atatin (At).

Atatin không gặp trong tự nhiên, nó được điều chế nhân tạo trong các lò phản ứng hạt nhân nên được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ.

Halogen thuộc nhóm VIIA, đứng ở cuối các chu kì và ngay trước các nguyên tố khí hiếm.

Cấu hình electron của nguyên tử, cấu tạo phân tử

Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố Halogen đều có 7 electron, được chia thành 2 phân lớp: phân lớp s có 2 electron, phân lớp p có 5 electron (ns2np5).

Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chỉ còn thiếu 1 electron để đạt được cấu hình electron bền nên khi ở trạng thái tự do 2 nguyên tử Halogen góp chung 1 đôi electron để tạo ra phân tử có liên kết cộng hóa trị không cực.
X + X ( X X , hay X - X hoặc X2

Liên kết của phân tử X2 không bền lắm nên dễ bị tách thành 2 nguyên tử X. Trong phản ứng hóa học, các nguyên tử này rất hoạt động vì dễ thu thêm 1 electron.


->Tính chất hóa học cơ bản của các Halogen là tính oxi hóa mạnh.

Sự biến đổi tính chất

Từ flo đến iot ta thấy:
Trạng thái tập hợp: Từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn.
Màu sắc: Đậm dần.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Tăng dần.

Sự biến đổi độ âm điện:
Độ âm điện tương đối lớn.
Đi từ flo đến iot độ âm điện giảm dần.
Flo có độ âm điện lớn nhất nên trong tất cả các hợp chất chỉ có số oxi hóa -1 còn các nguyên tố Halogen khác, ngoài số oxi hóa -1 còn có các số oxi hóa +1,+3,+5,+7.

Sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất:

Vì lớp electron ngoài cùng có cấu tạo tương đương nên các đơn chất Halogen giống nhau về tính chất hóa học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất chúng tạo ra.

Các đơn chất Halogen oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo ra muối halogenua, oxi hóa khí hiddro tạo ra những hợp chất khí không màu hiddro halogenua, những chất khí này tan trong nước tạo ra dung dịch axit halogenhiđric.

CLO

Tính chất vật lí

Ở Điều Kiện Thường:
Là chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, rất độc.
Nặng gấp 2,5 lần không khí.
Tan trong nước tạo nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ ( benzene, etanol, hexan, …)

Tính chất hóa học

Độ âm điện lớn thứ ba (sau Flo và Oxi)
-> trong hợp chất có oxi , clo có số oxi hóa : +1, +3, +5, +7. Trong hợp chất không có oxi , clo có số oxi hóa -1.
->Clo có 7e lớp ngoài cùng, trong các phản ứng clo hường có tính oxi hoá mạnh, ngoài ra còn có tính khử

Tác dụng với kim loại

nCl2 + 2R → 2RCln ( muối clorua)
Vd: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3( Sắt (III) clorua)

Tác dụng với hidro( đk: t°/askt)

Cl2 + H2 2HCl ( khí Hiđro Clorua) link:
Hòa tan khí Hidro clorua vào nước thu được dung dịch axit Clohiđrictext

Tác dụng với nước

Cl2 + H2O HCl + HClO ( axit hipocloro)
LƯU Ý: Clo tan trong nước tạo thành nước clo có màu vàng lục vì clo phản ứng 1 phần với nước. HClO là axit có tính oxi hóa mạnh nên nước clo có tính tẩy màu và diệt trùng.

Trạng thái tự nhiên

Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là NaCl( trong nước biển(clo chiếm 2%) và muối mỏ), khoáng cacnalit(KCl.MgCl2.6H2O), HCl( trong dịch vị dạ dày người và động vật).

Clo có 2 đồng vị bền: Cl (75,77%) và Cl (24,23%) → nguyên tử khối TRUNG BÌNH là 35,5

Ứng dụng:Diệt trùng nước sinh hoạt và nước bể bơi. Tẩy trắng vải, sợi , giấy.
Sản xuất các hóa chất hữu cơ: dung môi( cacbon tetraclorua, chloroform,…), chiết chất béo, khử dầu mỡ trên kim loại(dicloetan), thuốc diệt côn trùng, chất dẻo, cao su tổng hợp….


Sản xuất các chất tẩy trắng, sát trùng( nước giaven, clorua vôi); các hóa chất vô cơ( HCl, Kali clorat,…)

Điều chế:

Trong phòng thí nghiệm:Cho dung dịch HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh(MnO2, KMnO4, KClO3,…)
4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Trong công nghiệp
Điện phân dung dịch muối ăn bão hòa, trong thùng điện phân có màng ngăn cách 2 điện cực: 2 NaCl + 2H2O 2 NaOH + Cl2 +H2

FLO

Tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên:

Ở điều kiện thường: là chất khí màu lục nhạt, rất độc
Trong tự nhiên, Flo chỉ có ở dạng hợp chất,

Chủ yếu tập trung ở:

  • Các chất khoáng dạng muối florua như CaF2 hoặc Na3AlF6 (criolit)
  • trong hợp chất tạo nên men răng ở người, động vật, lá của một số loài cây

Tính chất hoá học

  • Có độ âm điện lớn nhất nên là phi kim có tính oxi hóa mạnh nhất.
    H2 + F2 ( 2HF
    SiO2 + 4HF ( SiF4 + 2H2O
    2F2 + 2H2O ( 4HF + O2

Thí nghiệm đốt khí Flo

Ứng dụng:

  • Chất dẻo floroten bảo vệ các chi tiết, vật thể bằng kim loại, gốm, sứ, thủy tinh,.. khỏi bị ăn mòn.
  • Chất dẻo Teflon tạo các vòng đệm làm kín chân không, phủ lên dụng cụ nhè bếp(chảo, xoong,…) chống dính.
  • NaF làm thuốc chống sâu răng.
    Sản xuất trong công nghiệp:
  • Điện phân hỗn hợp KF và HF(hỗn hợp ở thể lỏng)

Brom

Tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên:
Ở điều kiện thường: Brom là chất lỏng màu đỏ nâu, dễ bay hơi, hơi Brom độc, rơi vào da gây bỏng nặng, tan trong nước, tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ như etanol, benzene, xăng… dung dịch Brom gọi là nước Brom
Tự nhiên, tồn tại ở dạng hợp chất

Tính chất hóa học:
Oxi hóa kếm flo và clo, nhưng vẫn là chất oxi hóa mạnh, oxi hóa được nhiều kim loại.
3Br2 + 2Al ( 2AlBr3
Br2 +H2 ( 2HBr
Br2 + H2O (( HBr + HbrO

Ứng dụng:

  • Sản xuất một số dẫn xuất của hiđrocacbon như C2H5Br và C2H4Br2 trong công nghiêp dược phẩm.
    2AgBr ( 2Ag + Br2
  • Hợp chất Brom được dung nhiều trong công nghiệp dầu mỏ, hóa chất cho nông nghiệp, phẩm nhuộm và nhưng hóa chất trung gian.

Sản xuất trong công nghiệp:
Sản xuất từ biển, tách NaCl ra khỏi nước biển, dung dịch còn lại hòa tan NaBr. Dùng khí clo oxi hóa NaBr để sản xuất Br2.
Cl2 + 2NaBr

Iốt

Tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên:
Ở điều kiện thương, Iot là chất rắn, dạng tinh thể màu đen tím, ít tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như etanol, benzene, xăng… => Hay dùng xăng hoặc benzene để chiết Iot, Brom khỏi dung dịch nước.
Tự nhiên, tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất là muối Iotua.

Tính chất hóa học:
Có tính oxi hóa yếu hơn Flo, Clo, Brom

Ứng dụng:

  • Sản xuất dược phẩm, dung dịch 5% Iot trong etanol dùng làm thuốc sát trùng
  • Chất tẩy rửa khi được trộn thêm Iot sẽ tẩy sạch các vết bẩn bám trên các thiết bị trong nhà máy chế biến bơ, sữa.
  • Muối Iot dùng để phogf bệnh bướu cổ do thiếu Iot

Sản xuất trong công nghiệp:
Sản xuất Iot từ rong biển

Bài tập nhóm
Thái Ngọc Phương Nhi
Hoàng Ngọc Yên Nhi
Huỳnh Trang Thảo Như
Huỳnh Trang Yến Như
Vương Minh Quân