Giải bài tập Hóa 10 Bài 21: Khái quát về nhóm halogen

NHÓM HALOGEN
§21. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN
A. LÍ THUYẾT
VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUAN hoàn
Nhóm halogen gồm các nguyên tố flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và atatin (At). Những nguyên tô' halogen thuộc nhóm VIIA. Chúng đứng ỏ' cuối các chu kì, ngay trước các nguyên tô' khí hiếm.
CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, CẤU TẠO PIIẢN TỬ
Lớp electron ngoài cùng cùa nguyên tử các nguyên tô halogen đều có 7 electron,... ns2np’.
Do có 7 electron ờ lớp ngoài cùng, chi còn thiếu 1 electron là dạt cấu hình electron bền như khí hiếm, liên ỏ' trạng thái tự do. hai nguyên tứ halogen góp chung một đôi electron để tạo ra phân tử có liên kết cộng hóa trị không cực.
:X- + *X:	—* : X : X :	hay X - X hoặc Xọ
• •	•• ••••
(X là kí hiệu chỉ nguyên tô' halogen).
Liên kết của phân tứ X, không bền lắm, chúng dề bị tách thành 2 nguyên tử X.
Tính chát hóa học ca bán cha các halogen là tinh oxi hóa mạnh.
Sự BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT
Một sô đặc điếm của các nguyên tố nhóm halogen
_______	Nguyên tô'
Tính chất	~ ~	—
Flo
Clo
Brom
lot
Sô' hiệu nguyên tử
9
17
35
53
Bán kính nguyên tử (lim)
0.064
0,099
0,114
0,133
Câu hình electron cùa nguyên tử lớp ngoài cùng
2s22p5
3s23p'r’
4s24p:'
5s25pr’
Nguyên tử khôi
19
35,5
80
127
Trạng thái tập hợp cúa đơn chất ở 20°C.
khí
khí
lỏng
rắn
Màu sắc
lục nhạt
vàng
nhạt
nâu .đỏ
đen tím
Nhiệt độ nóng chảy (tnc, UC)
-219,6
-101,0
-7,3
113,6
Nhiệt độ sôi (ts, °C)
-188,1
-34,1
59,2
185,5
Độ âm điện
3.98
3,16
2,96
2,66
Sự biên đối tính chât vật lí của các đơn châ’t
Đi từ flo đến iot ta thây:
Trạng thái tập hợp: Từ thế khí chuyển sang thế lỏng và rắn.
Màu sắc: Đậm dần.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Tăng dần..
Sự biến đổi độ âm điện
Độ âm điện tương đối lớn.
Đi từ fĩo đến iot độ âm diện giảm dần.
Flo có độ âm điện lớn nhát nên trong tát ca các hợp chất chi có sô oxi hóa -1.
Các nguyên tố halogen khác, ngoài sô oxi hóa -1 còn các số oxi hóa khác +1, +3, +5, +7.
Sự biến đổi tính chất hóa học của các dơn chất
Vì lớp electron ngoài cùng có cấu tạo tương tự nhau (ns'np'1) nên các đơn chất halogen giông nhau về tính chất hóa học cũng như thành phần và tính chất cùa các hợp chất do chúng tạo thành.
— Halogen là những phi kim điển hình. Đi từ flo dến iot. tinh oxi hóa giáinylằn.
Các đơn chất halogen oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo ra muôi halogenua, oxi hóa khí hidro tạo ra những hợp chát khí khống màư hiđro halogenua. Những chát khí này tan trong nước tạo ra dung dịch axit halogenhiđric.
B. BÀI TẬP
Kim loại nào sau đày lác dụng HCI loãng cà lúc dụng cời khi CL cho cùng loại muối clorua him loại?
A. Fe;	B. Zn;	c. Cu;	l). Ag.
Giải
Phản ứng:	Zn + 2HC1 -> ZnCk + H2T
Zn + Cl2 —> ZnCl2
Đáp án B
Đặc điếm nào dưới đày không phdi lú dặc diem elding cùa cúc nguyên tá halogen (F. Cl, Br. I)?
Nguyên tứ chí có khá nàng Ihu thêm le.
Tạo ra hợp chát liên két cộng hóa trị có cực l ới hidro. c. Có số oxi hóa -1 trong mọi hạp chĩit.
D. Lớp electron ngoài cùng cua nguyên tứ cỏ 7 electron.
Đítp áll c
Dặc điểm nào dưới dây là dặc diem chung của các dơn chut halogen th'.,. CL-. Br_. I_ọ
o diều kiện thường là chất khi.
Có tinh oxi hóa mạnh.
c. Vừa có tính oxi hóa. l ừa có tinh khư.
D. Tác dụng mạnh với nước.
Đáp án B
So sánh những nguyên tố halogen vè các mặt:
Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phán tử.
Tinh chất vất lí.
Tinh chất hóa học.
Cấu tạo nguyên tử và cấu tạo phân tử:
+ Giông nhau: lớp ngoài cùng đều có 7 electron với cấu hình ns np ,
trong đó có 1 electron độc.thân.
+ Khác nhau:
Nguyên tử F không có phân lớp d (vì chỉ có 2 Iq'p electron), các halogen khác nguyên tử đều có phân lớp d.
Từ F đến I số lớp electron tăng dần.
b) Tính chất vật lí:
Flo
Clo
Brom
lot
Trạng thái
khí
khí
lỏng
rắn
Màu sắc
lục nhạt
vàng nhạt
nâu đỏ
tím đen
Nhiệt độ nóng cháy
-,220"C
-101°C
-7,3°c
113,6%:
Nhiệt độ sôi
-188°c
-34"c
59°c
185°c
c) Tính chất hóa học: Các halogen đều thể hiện tính oxi hóa mạnh tạo thành hợp chát có sô' oxi hóa -1 nhung giảm dần từ flo đến iot.
Hãy cho biết quy luật sự biến dổi cùa nhiệt độ Iióng cháy, nhiệt độ sõi, màu sác, độ âm diện cùa các nguyên tó halogen.
Nhiệt độ nóng chảy của các halogen tăng dần.
Nhiệt độ sôi tăng dần.
Màu sắc đậm dần.
Độ âm điện giám dần.
Ncu tinh chất hóa học co bủn cùa các nguyên tô halogen cà giúi thích chiều biên dôi tinh . chất hóa học cơ bán đó.
-	Giải
Tính chất hóa học CO' ban của các halogen là tính oxi hóa mạnh.
Khá năng thế’ hiện tính oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đên iot vì tù' flo đến iot sô' lớp electron tàng dần, bán kính nguyên tử tăng dần, độ âm điện giám dần, do đó khả năng thu thêm 1 electron giảm dần, nghĩa là tính oxi hóa giảm dần.
Giải thích cì SC1O các nguyên tổ halogen không ở trạng thái tự do trong tự nhiên.
Giải
Vì các halogen hoạt dộng tương đô'i mạnh ỏ' nhiệt độ thường nên chúng dề dàng tác dụng với các đơn chát khác để tạo thành hợp chát.
Ví dụ:
Flo có trong các khoáng như : florit. (CaFj), criolit (Na.'jAlFg),...
Clo chủ yếu dước dạng muối clorua: NaCl, KCl.NaCl (xinvinit), ...
Brom và iot gặp dưới dạng bromua và iođua của kim loại kiềm.
Cho một lượng dơn chất halogen túc dụng hết cói magic thu dứọc 19g magie halogenua.
Cũng lượng dơn chất halogen dó tác dụng hết với nhôm tạo ra 17,8g nhôm halogcnua. Xác định tên cà khối lượng đơn chất halogen nói trên.
Kí hiệu nguyên tô halogen là X và đặt a là số moi phân tủ' Xj, ta có PTHH của các phán ứng như sau:
Mg + x2 ->
a (moi) —» 2A1	+ 3X.,	—>
a (moi) ->
MgX2 a (moi) 2A1X.-Ì 2a
(mol)
(1)
(2)
Theo khôi lượng magie và nhôm halogen, ta có các phương trình dại số:
19
(24 + 2X).a = 19
(27 + 3X). ~ = 17h
24 + 2X 17,8.3
(27 + 3X).2
Từ (3) và (4) tìm đựơc X = 35.5. Đó là clo. Ta có 19
a = 	 = 0,2 => mC| = /1.0.2 = 14,2 (g)
24 + 2.35,5
(3.)
(4)