Bài 21 Khái quát về nhóm halogen

Nội dung bài giảng Khái quát về nhóm halogen tìm hiểu về Vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn; Sự biến đổi độ âm điện, bán kính nguyên tử và một số tính chất vật lí của các nguyên tố trong nhóm; Cấu hình lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen tương tự nhau. Tính chất hoá học cơ bản của các nguyên tố halogen là tính oxi hoá mạnh; Sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất trong nhóm halogen.

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Vị trí của nhóm halogen trong Bảng tuần hoàn

Nhóm halogen gồm : Flo(F); Clo(Cl); Brom (Br), Iot (I), Atatin (At)
Các nguyên tố halogen thuộc nhóm VIIA. Chúng đứng gần cuối các chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm.

Vị trí của nhóm Halogen trong bảng hệ thống tuần hoàn

Hình 1: Vị trí của nhóm Halogen trong bảng hệ thống tuần hoàn

1.2. Cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử

Nguyên tử có 7e lớp ngoài cùng (ns² np⁵)
Ở trạng thái tự do, 2 nguyên tử halogen góp chung 1 e với nhau tạo một liên kết công hóa trị không cực.

Công thức electron của nhóm halogen

công thức electron

Công thức cấu tạo: X - X
Công thức phân tử: X₂
Liên kết trong phân tử X₂ không bền lắm, dễ bị tách thành 2 nguyên tử X.
Trong phản ứng hoá học, các nguyên tử X dễ thu thêm 1e ⇒ Tính chất hoá học cơ bản của các halogen là tính oxi hoá mạnh.

1.3. Sự biến đổi tính chất

1.3.1. Sự biến đổi tính chất vật lí của các đơn chất

Tính chất	Flo	Clo	Brom	Iot
Số hiệu nguyên tử	9	17	35	53
Bán kính nguyên tử (nm)	0,064	0,099	0,114	0,133
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử	2s²2p⁵	3s²3p⁵	4s²4p⁵	5s²5p⁵
Nguyên tử khối	19	35,5	80	127
Trạng thái tập hợp của đơn chất ở 20⁰C	Khí	Khí	Lỏng	Rắn
Màu sắc	Lục nhạc	Vàng lục	Nâu đỏ	Đen tím
Nhiệt độ nóng chảy(⁰C)	-219,6	-101,0	-7,3	113,6
Nhiệt độ sôi	-188,1	-34,1	59,2	185,5
Độ âm điện	3,98	3,16	2,96	2,66

Màu sắc của F, Cl, Br, I, At của nhóm halogen

Hình 2: Màu sắc của F, Cl, Br, I, At của nhóm halogen

Từ F đến I, ta thấy:

Trạng thái tập hợp: khí → lỏng → rắn
Màu sắc: đậm dần
t^o_nc , t^o_sôi : tăng dần

1.3.2. Sự biến đổi độ âm điện

Độ âm điện tương đối lớn.
Giảm dần từ F đến I
F trong các hợp chất có số oxi hóa là -1, các nguyên tố còn lại ngoài mức oxi hóa là -1 còn có mức oxi hóa là +1, +3, +5, +7.

⇒ Vì flo có độ âm điện lớn nhất chỉ hút e nên chỉ có số oxi hoá -1, các nguyên tố còn lại có thể tạo thành 1, 3, 5, 7 e độc thân ở trạng thái bị kích thích nên có thể nhường 1, 3, 5, 7 e nên ngoài số oxi hoá -1 còn có thêm số oxi hoá +1, +3, +5, +7

1.3.3. Sự biến đổi tính chất hoá học của các đơn chất

Các đơn chất halogen giống nhau về tính chất hoá học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất do chúng tạo thành (Do lớp e ngoài cùng có cấu hình tương tự nhau ns² np⁵)

Halogen là những phi kim điển hình, tính oxi hóa giảm từ F → I;
Halogen oxi hóa hầu hết các kim loại tạo muối halogenua;
Halogen oxi hóa hyđro tạo ra hợp chất khí hyđro halogenua, chất này tan trong nước tạo axit halogenhiđric.

Bài tập minh họa

Bài 1:

Vì sao trong các hợp chất, F chỉ có số oxi hoá -1, các nguyên tố halogen còn lại, ngoài số oxi hoá -1 còn có +1, +3, +5, +7.

Hướng dẫn:

Flo có lớp e ngoài cùng là lớp thứ 2 nên không có phân lớp d. Từ Clo → Iot có phân lớp d còn trống, nên được kích thích sẽ có 3e, 5e, 7e độc thân.

Do đó trong các hợp chất Flo luôn có số oxi hoá –1, các halogen khác thể hiện số oxi hoá từ –1 → +7.

3. Luyện tập Bài 21 Hóa học 10

Sau bài học cần nắm:

Vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn;
Sự biến đổi độ âm điện, bán kính nguyên tử và một số tính chất vật lí của các nguyên tố trong nhóm;
Cấu hình lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen tương tự nhau.
Tính chất hoá học cơ bản của các nguyên tố halogen là tính oxi hoá mạnh; Sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất trong nhóm halogen.