Kiểm tra 15'

CHƯƠNG 5: NHÓM HALOGEN

§: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN
I) Vị trí trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Nhóm halogen (nhóm VIIA) gồm 5 nguyên tố: Flo (ô số 9, chu kì 2), clo (ô 17, chu kì 3), brom (ô 35, chu kì 4), iot (ô 53, chu kì 5) và atatin (ô 85, chu kì 6).
Atatin là nguyên tố phóng xạ, không gặp trong tự nhiên, nó được điều chế nhân tạo bằng các phản ứng hạt nhân.
II) Cấu hình electron nguyên tử và cấu tạo phân tử của các nguyên tố trong nhóm halogen
Halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng, có dạng ns2 np5.
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử các halogen đều có 1 electron độc thân.

↑↓
↓↑
↑

↑↓


Lớp electron ngoài dùng của flo là lớp thứ hai nên không có phân lớp d. Nguyên tử clo, brom, iot có phân lớp d nên khi được kích thích thì 1, 2 hoặc 3 electron có thể chuyển đến những obitan d còn trống:

↑





↑↓
↑
↑

↑↓


↑
↑




↑
↑
↑

↑↓


↑
↑
↑



↑
↑
↑

↑


Do đó, ở trạng thái kích thích, nguyên tử Cl, Br, I có thể có 3, 5 hoặc 7 electron độc thân
Điều này giải thích trong hợp chất: Cl, Br, I có nhiều trạng thái số oxi hóa nhưng F chỉ có 1 mức số oxi hóa duy nhất.
Đơn chất halogen không phải là những nguyên tử riêng lẻ mà là những phân tử X2 liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không cực.
Năng lượng liên kết X-X của phân tử X2 không lớn (từ 151 đến 243kJ/mol) nên các phân tử halogen tương đối dễ tách thành hai nguyên tử.
III) Khái quát về tính chất vật lí của halogen
Từ flo đến iot:
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.
Độ âm điện tương đối lớn và giảm dần.
IV)Khái quát về tính chất hóa học của halogen
Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất oxi hóa mạnh. Khả năng oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot.
F có độ âm điện lớn nhất nên trong tất cả các hợp chất nó chỉ có số oxi hóa – 1 nhưng Cl, Br, I ngoài số oxi hóa – 1 còn có thêm các số oxi hóa +1, +3, +5, +7.
§: FLO
I) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên
Flo là chất khí màu lục nhạt, rất độc.
Do Flo là phi kim điển hình, tính oxi hóa rất mạnh nên trong tự nhiên flo chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. như CaF2 hoặc Na3AlF6 (criolit).
II) Tính chất hóa học
Flo có độ âm điện (χ) lớn nhất nên là phi kim mạnh nhất.
F2 oxi hóa được tất cả các kim loại tạo muối florua
Ca + F2
CaF2
2Fe + 3F2
2FeF3
F2 oxi hóa được hầu hết các phi kim
S + 3F2
SF6
F2↑ + H2↑
2HF↑; ∆H = – 288,6kJ (Phản ứng gây nổ ngay ở nhiệt độ rất thấp – 250oC và trong bóng tối)
2P + 5F2
2PF5
F2 tác dụng dễ dàng với H2O
2F2 + 2H2O
4HF + O2
Lưu ý : axit flohiđric là axit yếu nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh nên được dùng để khắc chữ lên thủy tinh (thành phần chính của thủy tinh là SiO2). Vì vậy, người ta đựng axit HF trong các chai lọ bằng chất dẻo chứ không đựng trong chai lọ thủy tinh. SiO2 + 4HF
SiF4 + 2H2O
Silic tetraflorua
III) Ứng dụng
Sản xuất chất dẻo như floroten (-CF2-CFCl-)n, teflon (-CH2-CF2-)n
NaF dùng làm thuốc chống sâu răng.
Flo được dùng làm chất oxi hóa cho nhiên liệu lỏng dùng trong tên lửa.
Trước đây freon CF2Cl2 (viết tắt CFC) được dùng làm chất sinh hàn trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ nhưng từ năm 1996 đã bị cấm sử dụng do phá hủy tầng ozon.
IV) Sản xuất flo trong công nghiệp
Vì flo có tính oxi hóa mạnh nhất nên phương pháp duy nhất để điều chế flo là dùng dòng điện để oxi hóa ion F- trong florua nóng chảy (phương pháp điện phân). Trong công nghiệp, người ta điện phân hỗn hợp chất lỏng KF và HF (tonc 70oC)
2HF
H2↑ + F2