Nhóm Halogen Là Gì? Gồm Những Nguyên Tốt Nào và Tính Chất Ra Sao

Nhóm halogen bao gồm những nguyên tố nào và chúng nằm ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học? Tính chất hóa học của các nguyên tố halogen là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu tính chất của nhóm halogen với nội dung bên dưới nha.

Vị trí của nhóm Halogen

Vị trí của nhóm halogenVị trí của nhóm halogen (Nguồn: Internet)

Nhóm halogen là gì?

Nhóm halogen còn thường được gọi là các nguyên tố halogen (tiếng latinh được hiểu là sinh ra muối). Nhóm halogen bao gồm các nguyên tố flo (F), Br (brom), clo (Cl), iot (I) và attain (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 các nhóm nguyên tố phóng xạ. Nhóm nguyên tố halogen bao gồm các nguyên tố phi kim phản ứng tạo thành các hợp chất có tính axit mạnh với hiđro từ đó các muối đơn giản có thể được tạo ra (Theo Wikipedia)

Vị trí của nhóm halogen

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

Những Món Đồ Cực Kỳ Cần Thiết Cho Mẹ và Bé Yêu Đang MIỄN PHÍ Vận Chuyển và Giảm Tới 50%

Khăn Che Bé Bú Đa Năng

Mua Ngay

Yếm Ăn Dặm Chống Thấm

Mua Ngay

Đai Đi Xe Máy Cho Bé

Mua Ngay

Dép Tập Đi Chống Ngã

Mua Ngay

Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố Halogen

Các nguyên tố nhóm Halogen có 7 electron ở lớp electron ngoài cùng và được phân thành 2 phân lớp. Phân lớp s có 2 electron và phân lớp p có 5 electron. Do đó, cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố Halogen có công thức tổng quát là: ns2np5.

Nguyên tử của các nguyên tố Halogen thiếu 1 electron nữa là có thể đạt cấu hình electron bền như khí hiếm. Vì thế, ở trạng thái tự do, 2 nguyên tử Halogen sẽ góp chung 1 đôi electron để tạo nên phân tử có liên kết cộng hóa trị không cực.

Liên kết của phân tử X2 không được bền, dễ bị tách thành 2 nguyên tử X. Trong các phản ứng hoá học, các nguyên tử này lại rất hoạt động, dễ thu thêm 1 electron nên tính chất hoá học cơ bản của các nguyên tố nhóm Halogen là tính oxi hoá mạnh.

  Lý Thuyết Anken: Khái Niệm, Danh Pháp Và Phản Ứng Đặc Trưng Của Anken

Sự biến đổi tính chất trong nhóm Halogen

Sự biến đổi về tính chất vật lý của nhóm Halogen
Sự biến đổi về tính chất vật lý của nhóm Halogen (Nguồn: Internet)

Sự biến đổi về tính chất vật lý

Xét các nguyên tố nhóm Halogen theo thứ tự từ Flo đến Iot:

  • Trạng thái tồn tại từ thể khí sang thể lỏng và thể rắn.
  • Màu sắc đậm dần.
  • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các nguyên tố tăng dần.

Sự biến đổi về độ âm điện

Nhóm Halogen có độ âm điện tương đối lớn. Độ âm điện giảm dần từ Flo đến Iot.

Flo có độ âm điện lớn nhất nên ở tất cả các hợp chất, Flo chỉ có số oxi hóa là -1. Những nguyên tố khác trong nhóm Halogen ngoài số oxi hóa -1 thì còn có +1, +3, +5, +7.

Sự biến đổi về tính chất hóa học

  • Các nguyên tố nhóm Halogen có lớp electron ngoài cấu tạo tương tự nhau nên các đơn chất của halogen giống nhau về tính chất hóa học những như thành phần và tính chất của các hợp chất được tạo thành bởi chúng.
  • Các nguyên tố nhóm Halogen là những phi kim điển hình, từ Flo đến Iot, tính oxi hóa giảm dần.
  • Các đơn chất halogen oxi hóa được các kim loại tạo thành muối halogenua, oxi hoá khí hiđro tạo thành hợp chất khí không màu hiđro halogenua. Những chất khí này có thể tan trong nước tạo thành dung dịch axit halogenhiđric.

Các phương trình điều chế một số nguyên tố trong nhóm halogen

Mỗi nguyên tử trong nhóm nguyên tố halogen có cách điều chế khác nhau. Một số phương trình điều chế tiêu biểu từng nguyên tố là:

Điều chế Flo

Phương pháp duy nhất để sản xuất flo trong công nghiệp là điện phân hỗn hợp KF và HF (hỗn hợp ở thể lỏng), cực dương bằng graphit (than chì) và cực âm bằng thép đặc biệt hoặc đồng. ở cực âm có khí H2 và cực dương có khí F2 thoát ra.

2HF (điện phân nóng chảy+KF) ­→ H2 + F2

Điều chế Clo

Để điều chế clo trong phòng thí nghiệm, người ta sẽ cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh (có thể là MnO2 rắn hoặc KMnO4 rắn). Trường hợp điều chế clo từ MnO2 cần xúc tác là nhiệt độ còn với KMnO4 có thể đun nóng hoặc không. Khí clo thu được dễ lần với khí hidro clorua và hơi nước do vậy để điều chế khí clo nguyên chất, chúng ta sẽ tiếp tục dẫn nó qua bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa axit sunfuric đặc để giữ hơi nước.

Điều chế clo trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: chụp màn hình SGK Hóa học 10))

MnO2 + 4HCl → MnCl­2 + Cl2 + 2H2O

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O

Trong công nghiệp, người ta điều chế khí clo bằng cách điện phân nóng chảy muối natri clorua hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn

2NaCl → 2Na + Cl2

2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

Điều chế Brom

Trong công nghiệp, brom được sản xuất từ nước biển. Sau khi tách Nacl ra khỏi nước biển, dung dịch còn lại có hòa tan NaBr. Tiếp tục dùng khí clo oxi hóa NaBr để sản xuất Br2.

2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2

Điều chế iot

Trong công nghiệp, iot sẽ được điều chế từ rong biển.

Cho tác dụng dung dịch với chất oxi hoá để oxi hoá I- thành I2

2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2

Ứng dụng của nhóm halogen trong đời sống

Nhóm halogen có nhiều nguyên tố khác nhau và mỗi nguyên tố lại có những ứng dụng nhất ddinhgj trong đời sống. Dưới đây là ứng dụng của một số nguyên tố halogen Monkey tổng hợp để bạn tham khảo:

Ứng dụng clo trong tẩy trắng quần áo. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Nguyên tố Ứng dụng
Clo Clo được sử dụng để diệt trùng nước sinh hoạt.

Một lượng lớn clo được dùng để sản xuất các chất hữu cơ. Những dung môi cacbon như tetraclorua, dicloetan được sử dụng rộng rãi để chiết chất béo, khử dầu mỡ trên kim loại. Một số chất hữu cơ còn được dùng để làm thuốc diệt côn trùng. Từ các sản phẩm hữu cơ chứa clo người ta sản xuất được nhiều loại chất dẻo như cao su tổng hợp, nhựa PVC, sợi tổng hợp…

Clo cũng được sử dụng trong sản xuất thuốc tẩy trắng, sát trùng như nước Giaven, clorua vôi, các hóa chất vô cơ…

Flo Điều chế một số dẫn xuất hidrocacbon chứa flo. Đó là những sản phẩm trung gian để sản xuất ra chất dẻo để bảo vệ.

Flo dùng trong công nghiệp hạt nhân.

Dùng NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng.

Brom Được sử dụng để sản xuất một số dẫn xuất hidrocacbon trong công nghiệp dược phẩm.

Một lượng lớn brom cũng được dùng để sản xuất bạc bromua để tráng phim.

Hợp chất brom được sử dụng nhiều trong công nghiệp dầu mỏ, hóa chất nông nghiệp, phẩm nhuộm…

Iot Iot phần lớn được dùng để sản xuất dược phẩm.

Dung dịch 5% iot được sử dụng làm thuốc sát trùng vết thương.

Muối iot có thể giúp phòng bệnh bướu cổ.

Bài tập về nhóm halogen SGK Hóa học 10 kèm lời giải

Dựa vào những kiến thức lý thuyết về nhóm halogen ở trên, bạn có thể tự tin làm các bài tập trong SGK để củng cố kiến thức.

Bài tập 1 (SGK Hóa học 10, trang 96)

Kim loại nào sau đây tác dụng với dung dịch HCl loãng và tác dụng với khí Cl2 cho cùng loại muối clorua kim loại?

  1. Fe
  2. Zn
  3. Cu
  4. Ag

Gợi ý đáp án:

  • Kim loại Zn tác dụng với dung dịch HCl loãng và với khí clo cho cùng loại muối clorua kim loại.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2.

Zn + Cl2 → ZnCl2.

  • Kim loại sắt tác dụng với dung dịch HCl loãng và khí clo cho 2 loại muối clorua khác nhau là FeCl2 và FeCl3.

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Ag, Cu không tác dụng với dung dịch HCl.

Bài tập 2 (SGK Hóa học 10, trang 96)

Đặc điểm nào dưới đây không phải là đặc điểm chung của các nguyên tố halogen (F, Cl, Br, I)?

  1. Nguyên tử chỉ có khả năng thu thêm 1e.
  2. Tạo ra với hidro hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực.
  3. Có số oxi hóa – 1 trong mọi hợp chất.
  4. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử có 7 electron.

Gợi ý đáp án:

Đáp án là: C. Trong tất cả các hợp chất F chỉ có số oxi hóa -1 do F có độ âm điện lớn nhất. Các nguyên tố halogen khác ngoài số oxi hóa -1 còn có các số oxi hóa +1; +3; +5; +7

Bài tập 3 (SGK Hóa học 10, trang 96)

Đặc điểm nào dưới đây là đặc điểm chung của các đơn chất halogen (F2, Cl2, Br2, I2):

  1. Ở điều kiện thường là chất khí.
  2. Có tính oxi hóa mạnh.
  3. Vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
  4. Tác dụng mạnh với nước

Gợi ý đáp án:

Đáp án đúng là B. Nhóm halogen có tính oxi hóa mạnh.

Bài 4 (trang 96 SGK Hóa 10):

So sánh những nguyên tố halogen về các mặt sau:

  1. a) Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phân tử.
  2. b) Tính chất vật lí.
  3. c) Tính chất hóa học.

Gợi ý đáp án:

So sánh những nguyên tố halogen:

Đặc điểm so sánh Giống nhau Khác nhau
Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phân tử Số lớp electron ngoài cùng có 7e. Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử halogen đều có 1 electron độc thân.

Phân tử 2 nguyên tử, liên kết cộng hóa trị không cực.

Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2np5

Bán kính nguyên tử tăng dần từ flo đến iot.

Lớp ngoài cùng của nguyên tố flo là lớp thứ 2 nên không có phân lớp d. Nguyên tử clo, brom và iot có phân lớp d còn trống.

Ở trạng thái kích thích, nguyên tử clo, brom hoặc iot có thể có 3, 5 hoặc electron độc thân.

Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot

Tính chất vật lý Trong nhóm halogen, tính chất vật lí biến đổi có quy luật: Trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi … Trạng thái và màu sắc: Đi từ flo đến iot, trạng thái tập hợp từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn, có màu sắc đậm dần.

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Tăng dần từ flo đến iot.

Tính tan trong nước: Flo không tan trong nước. Các nguyên tố thuộc nhóm halogen còn lại tan rất ít trong nước, chủ yếu tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.

 

Tính chất hóa học Giống nhau về tính chất hóa học của đơn chất cũng như về thành phần và tính chất của các hợp chất.

Oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo muối halogenua

Khả năng oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot.

Phản ứng với kim loại, với hidro, với nước của các halogen cũng có khác nhau.

Mong rằng với những thông tin tổng hợp trên đây bạn đã hiểu hơn về nhóm halogen là gì cùng những tính chất và ứng dụng điển hình của chúng.

5/5 - (3 votes)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *