Nhóm Halogen
Nhóm halogen gồm flo, clo, brom và iot, thường được ký hiệu chung là X
Cấu tạo nguyên tử
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng của X là ns2 np6. Dễ dàng thực hiện quá
trình :
Thể hiện tính oxi hoá mạnh.
- Số oxi hoá: Flo chỉ có số oxi hoá -1, các X khác có các số oxi hoá -1, +1, +3,
+4, +5 và +7.
- Tính phi kim giảm từ F2 ® I2.
Tính chất vật lý
F2, Cl2 là chất khí, Br2 là chất lỏng, I2 là chất rắn. Khí flo màu lục nhạt, khí clo
màu vàng lục, chất lỏng brom màu đỏ nâu, tinh thể iot màu tím đen. Các halogen
đều rất độc.
Tính chất hoá học
1. Phản ứng với H2O: Khí cho halogen tan vào nước thì.
- Flo phân huỷ nước:
- Clo tạo thành hỗn hợp 2 axit:
- Brom cho phản ứng tương tự nhưng tan kém clo.
- Iot tan rất ít.
2. Phản ứng với hiđro: Xảy ra với mức độ khác nhau:
3. Phản ứng mạnh với kim loại
Phản ứng tạo thành hợp chất ở đó kim loại có số oxi hoá cao (nếu kim loại có
nhiều số oxi hoá như Fe, Sn…)
4. Phản ứng với phi kim
Cl2, Br2, I2 không phản ứng trực tiếp với oxi.
5. Phản ứng với dung dịch kiềm.
- Clo tác dụng với dung dịch kiềm loãng và nguội tạo thành nước Javen:
- Clo tác dụng với dung dịch kiềm đặc và nóng tạo thành muối clorat:
- Clo tác dụng với vôi tôi tạo thành clorua vôi:
Nước Javen, clorua vôi là những chất oxi hoá mạnh do Cl+ trong phân tử gây ra.
Chúng được dùng làm chất tẩy màu, sát trùng.
6. Halogen mạnh đẩy halogen yếu khỏi muối.
Ứng dụng và điều chế clo
- Clo được dùng để:
+ Diệt trùng trong nước sinh hoạt ở các thành phố.
+ Tẩy trắng vải sợi, giấy.
+ Sản xuất nước Javen, clorua vôi, axit HCl
+ Sản xuất các hoá chất trong công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt…
- Trong phòng thí nghiệm, clo được điều chế từ axit HCl:
- Trong công nghiệp: clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối
clorua kim loại kiềm. Khi đó clo thoát ra ở anôt theo phương trình.
Hợp chất
1. Hiđro halogenua (HX)
- Đều là chất khí, tan nhiều trong H2O thành những axit mạnh (trừ HF là axit
yếu vì giữa các phân tử có tạo liên kết hiđro), điện li hoàn toàn trong dung dịch:
- Phần lớn các muối clorua tan nhiều trong H2O, trừ một số ít tan như AgCl,
PbCl2, Hg2Cl2, Cu2Cl2,…
- Tính tan của các muối bromua và iođua tương tự muối clorua.
- Cách nhận biết ion Cl- (Br-, I-): Bằng phản ứng tạo muối clorua (bromua…)
kết tủa trắng.
2. Axit hipoclorơ (HClO)
- Là axit yếu, kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch.
- Axit HClO và muối của nó là hipoclorit (như NaClO) đều có tính oxi hoá
mạnh vì có chứa Cl+ :
3. Axit cloric (HClO3)
- Là axit khá mạnh, tan nhiều trong H2O.
- Axit HClO3 và muối clorat (KClO3) có tính oxi hoá mạnh.
4. Axit pecloric (HClO4)
Là axit mạnh, tan nhiều trong H2O, HClO4 có tính oxi hoá mạnh.