Bài giảng Hóa vô cơ A - Chương VIII: Các nguyên tố phân nhóm VIIA(X) - Nguyễn Văn Hòa

Chương VIII nvhoa102@gmail.com 1 CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 2 CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) NỘI DUNG NHẬN XÉT CHUNG I. ĐƠN CHẤT II. HỢP CHẤT 1. Các hợp chất X (-1) 2. Các hợp chất có số oxi hóa dương TÀI LIỆU [1] – Tập 2, Chương 8: trang 251 – 277 [2] – Chương 3: trang 34 – 60 [3] – Phần II, Chương 5: trang 331 – 365 [4] – Chapter 17: page 591 – 623 Chương VIII nvhoa102@gmail.com 3 NHẬN XÉT CHUNG - Cấu hình electron hóa trị: ns2np5  X + 1e- = X- (liên kết ion hoặc CHT), thể hiện tính oxi hóa mãnh liệt. - Từ F2 đến I2 tính phi kim, tính oxi hóa giảm. - Từ Cl2 trở đi, tạo các hợp chất số oxi hóa dương từ +1 đến +7. Chúng kém bền, có tính oxi hóa mạnh. - I2 tạo được các ion +1 (vd: ICl, ICN, IClO4); +3 (vd: IPO4, I(CH3COO)3). CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 4 I ĐƠN CHẤT 1 Lý tính - Điều kiện thường tồn tại ở dạng phân tử X2. - Có mùi xốc, khó chịu, rất độc. - Có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp và tăng dần từ F2  I2. Riêng I2 bị thăng hoa. - Halogen tan ít trong nước, và tan nhiều trong dung môi hữu cơ (rượu, ete, benzen, CS2, CCl4 ) - Năng lượng liên kết X-X giảm dần từ Cl2  I2: F2 (450 0C), Cl2 (800 0C); Br2 (600 0C); I2 (400 0C) CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 5 2 Hóa tính - Là những phi kim điển hình, có tính oxihóa mạnh. - Với cùng một nguyên tố phản ứng của halogen xảy ra theo mức độ giảm dần từ F2  I2. Với H2: X2 + H2  2HX Với H2O: F2 + H2O  2HF + O X2 + H2O ⇌ HXO + HX (K = 3.10-4; 4.10-9; 5.10-23) CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 6 Phản ứng đẩy: F2 + 2NaCl  2NaF + Cl2 Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2 Br2 + 2NaI  2NaBr + I2 3 Điều chế Nguyên tắc: Oxi hóa muối X- bằng chất oxihóa mạnh hay điện phân. F2: điện phân nóng chảy hỗn hợp KF + 3HF CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 7 Cl2: - CN: điện phân NaCl nóng chảy hoặc dung dịch có màng ngăn. 2NaCl + 2H 2 O Cl 2 + H 2 + NaOH - PTN: oxi hóa HCl bằng KMnO4, MnO2, KClO3 MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O Br2, I2: - CN: Cl2 + 2X -  X2 + 2Cl - - PTN: 2NaX + MnO2 + 2H2SO4  X2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 8 II HỢP CHẤT 1 Các hợp chất X (-1): HX, X- - Lý tính: • Liên kết H-X bền nhưng giảm dần từ HF  HI. • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng dần từ HCl  HI. • HX tan nhiều trong nước, đặc biệt HCl đặc bốc khói mạnh ngoài không khí. CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 9 - Hóa tính: • Tính axit tăng từ HF  HI HX + H2O ⇌ H3O + + X- Riêng HF: ăn mòn thủy tinh HF lỏng là dung môi ion hóa mạnh: HNO3 + HF  H2NO3 + + F- Axit, 0,1N HF HCl HBr HI , % 9 92,6 93,5 95 Ka 6,6.10 -4 1,3.106 1,0.109 3,2.109 CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 10 • Tính khử tăng từ HF  HI, F-  I-: HF, F-: Không thể hiện tính khử HCl, Cl-: Có tính khử yếu 2KMnO4 + 16HCl  2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O HBr, Br-: Có tính khử trung bình 2HBr + H2SO4,đặc  Br2 + SO2 + 2H2O HI, I-: Có tính khử mạnh 8HI + H2SO4,đặc  4I2 + H2S + 4H2O HI + FeCl3  FeCl2 + I2 + HCl CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 11 - Điều chế HX: HF: CaF2 + H2SO4  CaSO4 + 2HF  HCl: tổng hợp trực tiếp từ H2 và Cl2 (trong CN) hay dùng axit mạnh đẩy (trong PTN): NaCl + H2SO4  NaHSO4 + HCl  2NaCl + NaHSO4  Na2SO4 + 2HCl  HBr: PBr3 + 3H2O  H3PO3 + 3HBr 2P + 3Br2 + 6H2O  2H3PO3 + 6HBr HI: PI3 + 3H2O  H3PO3 + 3HI H2S + I2  S + 2HI CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 12 2 Các hợp chất có số oxi hóa dương Gồm có : +1, +2, +3, +4, +5, + 6, +7 Các hợp chất halogen (+1): HClO, ClO-.... Các hợp chất halogen (+3): HClO2 , ClO2 -.... Các hợp chất halogen (+5): HClO3 , ClO3 -.... Các hợp chất halogen (+7): HClO4 , ClO4 -.... pH = 0 CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 13 Axit HClO HClO2 HClO3 HClO4 Tính axit Ka = 4.10 -8 Ka = 10 -2 Ka  10 1 Ka  10 10 Tính bền Vô cùng kém bền Rất kém bền Cmax = 40% HClO4.H2O Tính oxi hóa Rất mạnh Rất mạnh Mạnh kiểu HNO3 + 3HClđặc Kém hơn HClO3 Muối NaClO+NaCl Ca(ClO)2+CaCl2 KClO3 HClO  HClO4: Tính axit tăng dần; Tính bền tăng dần; Tính oxi hóa giảm dần. CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X) Chương VIII nvhoa102@gmail.com 14 Điều chế - ứng dụng: - Nước javen: NaClO – NaCl - Clorua vôi: (Ca(ClO)2 – CaCl2) hoặc CaOCl2 - Muối bectôle: KClO3 CHƯƠNG VIII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA (X)