BÀI 21. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
A. VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
- Gồm các nguyên tố flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và atatin (At). Atatin không gặp trong tự nhiên, là nguyên tố phóng xạ.
- Thuộc nhóm VIIA, đứng ở cuối các chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm.
B. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, CẤU TẠO PHÂN TỬ
- Cấu hình electron dạng tổng quát: ns2np5
- Phân tử halogen có dạng X2.
- Liên kết trong phân tử halogen là liên kết cộng hóa trị không phân cực X – X. Liên kết của phân tử X2 không bền, dễ bị tách thành 2 nguyên tử X.
- Tính chất hoá học cơ bản của các halogen là tính oxi hoá mạnh.
C. SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT
1. Sự biến đổi tính chất vật lí của các đơn chất:
Đi từ flo đến iot ta thấy:
- Trạng thái: chuyển từ thể khí sang thể lỏng và rắn.
- Màu sắc: đậm dần.
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: tăng dần.
2. Sự biến đổi độ âm điện:
- Độ âm điện tương đối lớn.
- Từ flo đến iot độ âm điện giảm dần.
- Flo có độ âm điện lớn nhất nên trong các hợp chất flo chỉ có số oxi hóa -1. Các nguyên tố halogen khác trong hợp chất có các số oxi hóa -1, +1, +3, +5, +7.
3. Sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất
- Vì lớp electron ngoài cùng có cấu tạo tương tự nhau nên các đơn chất haogen giống nhau về tính chất hóa học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất do chúng tạo thành.
- Đi từ flo đến iot, tính oxi hóa giảm dần.
- Đơn chất halogen oxi hóa được hầu hết các kim loại, oxi hóa khí hiđro tạo ra những hợp chất khí không màu, chất khí này tan trong nước tạo dung dịch axit halogenhiđric.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Phương pháp giải bài tập lí thuyết
Bài tập thuộc phần kiến thức khái quát nhóm halogen chủ yếu là các bài tập lý thuyết. Do vậy học sinh cần ghi nhớ vị trí của nhóm halogen trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron, cấu tạo nguyên tử và sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm halogen để làm tốt các bài tập lý thuyết liên quan đến khái quát nhóm halogen.
2. Phương pháp giải bài tập tìm kim loại
+ Bước 1: Viết phương trình phản ứng của kim loại với chất có trong đề bài (phi kim, axit, …).
+ Bước 2: Dựa vào số liệu của các chất đề bài cho lập tỉ lệ thức, hoặc dùng cách tính theo phương trình phản ứng để lập phương trình bậc nhất 1 ẩn Þ Khối lượng mol của kim loại Þ Kim loại.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 - trang 96 - SGK Hóa 10:
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?
A. Fe.
B. Zn.
C. Cu.
D. Ag.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
– 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 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 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 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2FeCl3.
Ag, Cu không tác dụng với dung dịch HCl.
Bài 2 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Đặc điểm nào dưới đây không phải là đặc điểm chung của các nguyên tố halogen (F, Cl, Br, I)?
A. Nguyên tử chỉ có khả năng thu thêm 1e.
B. Tạo ra với hiđro hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực.
C. Có số oxi hóa – 1 trong mọi hợp chất.
D. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử có 7 electron.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Bài 3 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Đặc điểm nào dưới đây là đặc điểm chung của các đơn chất halogen (F2, Cl2, Br2, I2):
A. Ở điều kiện thường là chất khí.
B. Có tính oxi hóa mạnh.
C. Vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
D. Tác dụng mạnh với nước.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
Bài 4 - trang 96 - SGK Hóa 10:
So sánh những nguyên tố halogen về các mặt sau:
a) Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phân tử.
b) Tính chất vật lí.
c) Tính chất hóa học.
Hướng dẫn giải:
a) Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phân tử:
– Giống nhau:
- Cấu hình electron có dạng ns2np5, có 7 electron lớp ngoài cùng.
- Phân tử halogen có dạng X2. Liên kết trong phân tử halogen là liên kết cộng hóa trị không phân cực X – X.
– Khác nhau:
+ Điện tích hạt nhân tăng dần từ flo đến iot.
+ Bán kính nguyên tử tăng dần từ flo đến iot.
+ Số lớp electron tăng dần từ flo đến iot.
+ Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot.
b) Tính chất vật lí
Tính chất vật lí của các đơn chất halogen biến đổi có quy luật, đi từ flo đến iot ta thấy:
- Trạng thái: chuyển từ thể khí sang thể lỏng và rắn.
- Màu sắc: đậm dần.
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: tăng dần.
c) Tính chất hóa học
- Giống nhau:
Đơn chất halogen oxi hóa được hầu hết các kim loại, oxi hóa khí hiđro tạo ra những hợp chất khí không màu
- Khác nhau:
+ Khả năng oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot.
+ Điều kiện phản ứng với kim loại, với hiđro, với nước của các halogen cũng có khác nhau.
+ Flo không thể hiện tính khử còn các halogen khác có tính khử và tính khử tăng dần từ clo đến iot.
Bài 5 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Hãy cho biết tính quy luật của sự biến đổi của nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi, màu sắc, độ âm điện của nguyên tố halogen.
Hướng dẫn giải:
Quy luật của sự biến đổi tính chất vật lí và độ âm điện của các halogen là:
– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần từ flo đến iot.
– Màu sắc đậm dần từ flo đến iot.
– Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot.
Bài 6 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Nêu tính chất hóa học cơ bản của các nguyên tố halogen. Giải thích chiều biến đổi của tính chất hóa học cơ bản đó trong nhóm.
Hướng dẫn giải:
Tính chất hóa học cơ bản của các halogen là tính oxi hóa mạnh. Tính oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot. Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot là do:
– Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot.
– Từ flo qua clo đến brom và iot, lớp electron ngoài cùng càng xa hạt nhân hơn, bán kính nguyên tử tăng dần, lực hút của hạt nhân với electron ngoài cùng càng yếu, làm cho khả năng nhận electron của halogen giảm dần.
Bài 7 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Giải thích vì sao các nguyên tố halogen không có ở trạng thái tự do trong tự nhiên.
Hướng dẫn giải:
Các nguyên tố halogen không có ở trạng thái tự do trong thiên nhiên do nguyên tử của các nguyên tố này hoạt động hóa học rất mạnh.
Bài 8 - trang 96 - SGK Hóa 10:
Cho một lượng đơn chất halogen tác dụng với Mg thu được 19g magie halogenua. Cũng lượng đơn chất halogen đó tác dụng với nhôm tạo 17,8g nhôm halogen. Xác định tên và khối lượng đơn chất halogen nói trên.
Hướng dẫn giải:
nAlCl3 = 17,8/133,5=2/15 mol.
Gọi X là kí hiệu nguyên tử khối của halogen.
\(\begin{align} & 2Al+3{{X}_{2}}\to 2Al{{X}_{3}} \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,2\,\,\,\leftarrow \,\,\frac{2}{15}\,\,mol \\ & Mg\text{ }+\text{ }{{X}_{2}}~\to \text{ }Mg{{X}_{2}} \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,2\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,0,2\,mol \\ & \Rightarrow \,0,2.(24+2X)=19\Rightarrow X=35,5\Rightarrow X:\,Cl. \\ \end{align}\)
mCl2 = 0,2.71= 14,2g.
Hy vọng bài khái quát về nhóm halogen của ICAN soạn thảo giúp bạn học Hoá 10 tốt hơn. Chúc các bạn học tập vui.