CHUYÊN ĐỀ 5- NHÓM HALOGEN - LÝ THUYẾT

CHUYÊN :Ề NHÓM HALOGENA. TÓM LÝ THUY TẮ Ế1. trí, o, tính ch nhóm halogen ủa. trí trong ng tu hoànị Nhóm halogen có các nguyên ố9 (flo), 17 Cl (clo), 35 Br (brom), 53 (iot), 85 At (atatin lànguyên phóng thu nhóm VIIA trong ng tu hoànố b. nguyên tấ Gi ng nhau electron ngoài cùng nguyên các halogen có electron và có hình nsớ 2np (n làs th chu kì), trong đó có electron thân, do đó chúng có xu ng nh thêm 1ố ướ ậelectron hình electron ng nh khí hi m.ể ượ ế● Khác nhau flo iot, bán kính nguyên tăng n, hút nhân các electron pừ ớngoài cùng gi n, do đó tính phi kim gi n.ả flo electron ngoài cùng không có phân nên không có tr ng thái kích thích, do đóỞ ạflo ch có oxi hóa –1. các halogen khác (Cl, Br, I) có phân còn tr ng nên có cácỉ ốtr ng thái kích thích Các electron phân np và ns có th “nh y” sang phân nd oạ ạra các hình electron có 3, ho electron thân. Vì ngoài oxi hóa –1 nh flo,ấ ưcác halogen khác còn có các oxi hóa +1, +3, 5, +7 (Trong các ch các nguyên tố ốcó âm đi n).ộ ơc. phân tấ Phân các halogen có ng Xử ạ2 trong phân Xử2 hai nguyên liên nhau ngử ằliên ng hóa tr không c.ế ựd. Tính ch tấ F2 là ch khí màu nh t, Clấ ạ2 là ch khí khí màu vàng c, Brấ ụ2 là ch ng màu nâu ,ấ ỏI2 là tinh th màu đen tím.ể Các halogen là các phi kim đi hình, chúng có tính oxi hóa nh (gi I).ể ếX 1e (X Cl Br Tính tan mu AgF AgClủ AgBr AgI tan nhi tr ng vàng nh vàng mề 2. Clo Trong nhiên Clo có ng ị3517 Cl (75%) và 71 Cl (25%) ClM 35,5 Phân tử Cl2 có liên ng hóa tr kém n, nên Clộ ề2 dàng tham gia ph ng, Clễ ứ2là ch oxi hóa nh.ộ ạCl2 2e 2Cl -a. Tác ng kim lo iụ Clo tác ng ượ các kim lo (có tầ kh màu ph ng)ể mu iạ ốclorua.Cl2 2Na ot¾¾® 2NaCl3Cl2 2Fe ot¾¾® 2FeCl3Cl2 Cu ot¾¾® CuCl2b. Tác ng hiđro (c có nhi ho có ánh sáng)ầ ặH2 Cl2as¾¾® 2HCl Khí hiđro clorua không có tính axit (không làm màu quỳ tím khô), khi hoà tan khí HClổvào thành dung ch axit.ướ ịc. Tác ng ch có tính khụ ửCl2 2FeCl2 ot¾¾® 2FeCl3Cl2­ H2 S­ ot¾¾® 2HCl S4Cl2 H2 4H2 8HCl H2 SO4Cl2 SO2 2H2 2HCl H2 SO4Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 (HBr)Cl2 2NaI 2NaCl I2 (HI)5Cl2 Br2 6H2 2HBrO3 10HCld. Tác ng ướ Khi hoà tan vào c, ph clo tác ng :ướ ướCl2 H2 € HCl HClO (Axit hipoclor )ơ clo có tính tr ng và di khu do có ch oxi hóa nh là ướ 1H Cl O+e. Tác ng dung ch ki (NaOH, KOH...)ụ Gia-venạ ướCl2 2NaOH ¾¾ ¾¾®ot thöôøng NaCl NaClO H2 Dung ch ch ng th NaCl và NaClO là Gia-venị ướNh xét Khi tham tham gia ph ng Hả ớ2 kim lo và các ch kh clo đóng vai trò là ch oxiạ ấhóa ch clorua (Clạ -). Khi tham tham gia ph ng Hả ớ2 và dung ch ki m, clo đóng vai trò là ch oxiị ấhóa là ch kh .ừ ử3. Flo Là ch oxi hóa nh, tham gia ph ng các ch và ch oấ ạh ch florua (F -).a. Tác ng kim lo iụ F2 Ca CaF2F2 2Ag 2AgFb. Tác ng hiđro Ph ng ra nh các halogen khác, Hả ợ2 và F2 nh ngay trong bóngổ ạt nhi 252 oC. F2 H2 2HFKhí HF tan vào dung ch HF. Dung ch HF là axit u, nh ng có tính ch ướ cặbi là hòa tan SiOệ ượ2 (SiO2 có trong thành ph th tinh)ầ ủ4HF SiO2 ot¾¾® 2H2 SiF4 (S ăn mòn th tinh dung ch HF ngự ượ ứd ng trong kĩ thu kh trên kính nh tranh, kh ch ).ụ ữc. Tác ng ướ Khí flo qua nóng làm cháy ướ ướ ố2F2 2H2 4HF O2 Ph ng này gi thích vì sao Fả ả2 không Clẩ2 Br2 I2 ra kh dung ch mu ho axitỏ ặtrong khi flo có tính oxi hóa nh n.ạ ơ4. Brom và Iot Là các ch oxi hóa clo.ấ ơa. Tác ng kim lo ạBr2 2Na ot¾¾® 2NaBr3Br2 2Al ot¾¾® 2AlBr3 3Br2 2Fe ot¾¾® 2FeBr3 I2 2Na ot¾¾® 2NaI3I2 2Al o2H t¾¾ ¾® 2AlI3I2 Fe ot¾¾® FeI2 tác ng iot ch ra ch (II) iotua.ắ ắb. Tác ng hiđro ớH2 Br2 ot¾¾® 2HBr H2 I2 ot¾¾®¬ ¾¾ 2HI ho ng gi Cl Br Các khí HBr, HI tan vào dung ch axit, nh axit tăng :ướ ừHF HCl HBr HI (HF là axit u, axit còn là axit nh).ế HF HI tính kh tăng n, ch có th oxi hóa Fừ ng dòng đi n, trong khi đó các ionằ ệâm khác nh Clư -, Br -, oxi hóa khi tác ng ch oxi hóa nh.ề ạc. Tác ng ướBr2 H2 € HBr HBrO Iot nh không ph ng c. ướd. Tác ng các ch có tính khụ ửBr2 2FeBr2 ot¾¾® 2FeBr3Br2 H2 ot¾¾® 2HBr S4Br2 H2 4H2 8HBr H2 SO4Br2 SO2 2H2 2HBr H2 SO4Br2 2NaI 2NaBr I2 Iot không có các ph ng trên.ả ứ5. Axit HCl, HBr, HI Dung ch axit HCl, HBr, HI có tính ch hoá axit nh Làm quỳầ ạtím hóa tác ng kim lo ng tr gi phóng Hỏ ướ ả2 tác ng baz oxit bazụ ơt thành mu và c, tác ng mu i. ướ ốa. Tác ng kim lo Dung ch HCl, HBr, HI tác ng kim lo ng tr trong dãy Bêkêtôp mu iụ ướ ố(trong đó kim lo có hóa tr th p) và gi phóng khí hiđroạ ảFe 2HCl ot¾¾® FeCl2 H2 (HBr, HI )2Al 6HCl ot¾¾® 2AlCl3 3H2 (HBr, HI )Cu, Ag HCl, HBr, HI Không có ph ng raả ảb. Tác ng baz oxit baz mu và cụ ướNaOH HCl NaCl H2 O(HBr, HI )CuO 2HCl ot¾¾® CuCl2 H2 O(HBr, HI )Fe2 O3 6HCl ot¾¾® 2FeCl3 3H2 (HBr )Fe3 O4 8HCl ot¾¾® 2FeCl3 FeCl2 4H2 (HBr )● Trong HI ch ứ-I có tính kh nh nên khi HI ph các ch có oxiử ốhóa +3, 83+ thì ra ph ng oxi hóa kh ửFe2 O3 6HI ot¾¾® 2FeI2 I2 3H2 OFe3 O4 8HI ot¾¾® 3FeI2 I2 4H2 Oc. Tác ng mu (theo đi ki ph ng trao i)ề ổCaCO3 2HCl CaCl2 H2 CO2AgNO3 HCl AgCl HNO3 (dùng nh bi clorua)ể Ngoài tính ch tr ng là axit nh, dung ch axit HCl còn th hi vai trò ch tấ ấkh khi tác ng ch oxi hoá nh nh KMnOử ư4 MnO2 …… 4HCl MnO2 ot¾¾® MnCl2 Cl2 2H2 O2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2 O4HCl PbO2 ot¾¾® PbCl2 Cl2 2H2 O14HCl K2 Cr2 O7 2KCl 2CrCl3 3Cl2 7H2 6. Mu cloruaố Ch ion âm clorua (Clứ -) và các ion ng kim lo i, NHươ ạ4 nh NHư4 Cl, NaCl, ZnCl2 ,CuCl2 AlCl3NaCl dùng ăn, xu Clể ấ2 NaOH, axit HClKCl phân kali ZnCl2 khi hàn, ch ng ỗBaCl2 ch cấ ộCaCl2 ch ch ng ẩAlCl3 ch xúc tácấ7. Nh bi mu halogenuaậ Dùng Ag (AgNO3 nh bi các halogenua.ể ốAg Cl  AgCl (tr ng)ắ(2AgCl as¾¾® 2Ag Cl2 )Ag Br  AgBr (vàng nh t)ạAg  AgI (vàng m)ậ I2 tinh xanh lam8. ch ch oxi cloợ Trong các ch ch oxi clo, clo có oxi hóa ng, đi ch gián ti p.ợ ươ ượ ếCl2 Clo (I) oxit Cl2 O7 Clo (VII) oxitHClO Axit hipoclor NaClO Natri hipocloritHClO2 Axit clor NaClO2 Natri cloritHClO3 Axit cloric KClO3 Kali cloratHClO4 Axit pecloric KClO4 Kali peclorat ch ch oxi clo là ch oxi hóa nh.ấ Các axit có oxi clo :ủ HClO HClO2 HClO3 HClO4Chi tăng tính axit và n, chi gi tính oxi hóa.ề ủa. Gia-ven ướ Là NaCl, NaClO và Hỗ ồ2 Gia-ven có tính oxi hóa nh.ướ Trong phòng thí nghi Gia-ven đi ch ng cách khí clo vào dung chệ ướ ượ ịNaOH (KOH) loãng ngu :ộCl2 2NaOH NaCl NaClO H2 O(Cl2 2KOH KCl KClO H2 O)Trong công nghi Giaven đi ch ng ướ ượ đi phân dung ch mu ăn bão hòaệ ốkhông có màng ngăn :2NaCl 2H2 ñpdd khoâng coùmaøng ngaên¾¾ ¾¾® 2NaOH Cl2 H2 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2 NaCl H2 ñpdd khoâng coùmaøng ngaên¾¾ ¾¾® NaClO H2 Gia-ven Dùng làm ch kh trùng c, ch tr ng trong công nghi t,ướ ướ ệgi y... Nh đi quan tr ng nh Gia-ven là không n, không chuy đi xaấ ượ ướ ểđ c.ượb. Kali clorat Công th phân là KClOứ ử3 là ch oxi hóa nh th ng dùng đi ch Oấ ườ ế2 trong phòngthí nghi m, ch thu xu pháo hoa, xu diêm.ệ ấ2KClO3 o2MnO ,t¾¾ ¾¾® 2KCl 3O2 KClO3 đi ch ng cách khí clo vào dung ch ki đã đun nóngượ ượđ 100ế oC3Cl2 6KOH o100¾¾¾®5KCl KClO3 3H2 Oc. Clorua vôi Công th phân là CaOClứ ử2 là mu do ch ng th axit là Clố và ClO CaOCl2 là ch oxi hóa nh, đi ch ng cách clo vào dung ch Ca(OH)ấ ượ ị2đ (S vôi)ặ ữCl2 Ca(OH)2 o30 C¾¾ ¾® CaOCl2 H2 Ca(OH)ế2 loãng thì ph ng ra nh sau :ả 2Ca(OH)2 2Cl2 CaCl2 Ca(OCl)2 2H2 O9. Đi ch Xề ế2 Nguyên là oxi hóa các ch Xắ a. Trong phòng thí nghi mệ Cho HX (X Cl, Br, I) tác ng các ch oxi hóa nh.ậ ạ2KMnO4 16HX  2KX 2MnX2 5X2 8H2 OMnO2 4HX ot¾¾® MnX2 X2 2H2 O● Không th đi ch Fể ế2 ng các ph ng trên do Fằ có tính kh u.ử ếb. Trong công nghi pệ● Đi ch Clề ế2 Dùng ph ng pháp đi phân dung ch NaCl bão hòa có màng ngăn đi ho đi nươ ệphân nóng ch NaCl.ả2NaCl 2H2 ñpdd coùmaøng ngaên¾¾ ¾® H2 2NaOH Cl22NaCl ñpnc¾¾¾® 2Na+ Cl2● Đi ch Fề ế2Đi phân KF 2HF (nhi nóng ch là 70ệ oC)2HF ñpnc¾¾¾® H2 F210. Đi ch HX (X: F, Cl, Br, I)ề ếa. Đi ch HClề Ph ng pháp sunfat :ươ Cho NaCl tinh th vào dung ch Hể ị2 SO4 cậ ặ2NaCl (tt) H2 SO4 ot 450 C>¾¾ ¾® Na2 SO4 2HClNaCl (tt) H2 SO4 ot 250 £¾¾ ¾® NaHSO4 HCl Ph ng pháp ng pươ khí hiđro và khí cloố ợH2 Cl2ot¾¾® 2HCl b. Đi ch HBr, HIề Không dùng ph ng pháp sunfat đi ch HBr và HI vì Brươ và có tính kh nh nênử ạti Hế ị2 SO4 oxi hóa ti :ậ ế2NaBr (tt) H2 SO4 ặot¾¾® Na2 SO4 2HBr2HBr H2 SO4 ặot¾¾® SO2 Br2 2H2 O2NaI (tt) H2 SO4 ặot¾¾® Na2 SO4 2HI8HI H2 SO4 ặot¾¾® H2 S 4I2 4H2 Đi ch HBr ng cách th phân photpho tribromuaề ủPBr3 H2 HBr H3 PO3 Đi ch HI ng cách Hề ằ2 tác ng Iụ ớ2 nhi caoở ộH2 I2 ot¾¾®¬ ¾¾ 2HI c. Đi ch HF HF đi ch ng ph ng pháp sunfatượ ươCaF2(tt) H2 SO4 ặot¾¾® CaSO4 2HF