Bài 13 khái quát về nhóm halogen

CHƯƠNG 5: NHÓM HALOGEN BÀI 13: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN Mục tiêu  Kiến thức + Xác định được vị trí trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, đặc điểm chung về cấu tạo nguyên tử, cấu tạo ph

CHƯƠNG 5: NHÓM HALOGEN BÀI 13: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN Mục tiêu

 Kiến thức

+ Xác định được vị trí trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, đặc điểm chung về cấu tạo nguyên tử,

cấu tạo phân tử, số oxi hóa của các nguyên tố trong nhóm halogen

+ Chứng minh được tính chất hóa học đặc trưng của các nguyên tố trong nhóm halogen là tính

oxi hóa mạnh, vì sao tính chất lí, hóa học của các halogen biến đổi có quy luật

 Kĩ năng

+ Vận dụng những kiến thức đã học về cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học, độ âm điện, số oxi hóa và phản ứng oxi hóa – khử để giải thích một số tính chất của đơn chất và hợp chất của

halogen

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Vị trí của nhóm halogen trong bảng tuần hoàn

Nhóm halogen thuộc nhóm VIIA gồm các nguyên tố flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và atatin (At)

Halogen theo tiếng La tinh nghĩa là sinh ra muối Atatin không gặp trong thiên nhiên Như vậy nhóm halogen được nghiên cứu ở đây bao gồm flo, clo, brom và iot

2 Cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử

Lớp ngoài cùng có 7 electron

Phân tử gồm hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị không cực

Liên kết của phân tử X2 không bền lắm, chúng dễ bị tách thành hai nguyên tử X Trong phản ứng hóa học, các nguyên tử này rất hoạt động vì chúng dễ bị thu thêm 1 electron, do đó tính chất hóa học cơ bản của các halogen là tính oxi hóa mạnh

Nguyên tố

halogen

Cấu hình electron

lớp ngoài cùng

Cấu tạo phân tử

(liên kết cộng hóa

trị không cực)

F : F (F2)

Cl : Cl (Cl2)

Br : Br (Br2)

I : I (I2)

Bán kính nguyên tử tăng dần từ flo đến iot

3 Sự biến đổi tính chất

a Sự biến đổi tính chất vật lí của các đơn chất

Đi từ flo đến iot ta thấy:

Trạng thái: Từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn

F2 (k); Cl2 (k); Br2 (I); I2(r)

Màu sắc: Đậm dần

F2 (lục nhạt); Cl2 (vàng lục); Br2 (nâu đỏ); I2 (đen tím)

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Tăng dần

b Sự biến đổi độ âm điện

Độ âm điện tương đối lớn

Độ âm điện: F(3,98); Cl(3,16); Br(2,96); I(2,66)

Đi từ flo đến iot độ âm điện giảm dần

Flo có độ âm điện lớn nhất nên trong tất cả các hợp chất chỉ có số oxi hóa 1

Các nguyên tố halogen khác, ngoài số oxi hóa 1 còn có các số oxi hóa 1, 3, 5, 7.   

c Sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất

Các đơn chất halogen giống nhau về tính chất hóa học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất

do chúng tạo thành

Vì lớp electron ngoài cùng có cấu tạo tương tự nhau (ns 2 np 5 )

Halogen là những phi kim điển hình Đi từ flo đến iot, tính oxi hóa giảm dần

Tính oxi hóa là khả năng nhận electron để trở thành ion âm

Các đơn chất halogen oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo ra muối halogenua, oxi hóa khí hiđro tạo ra những hợp chất khí không màu hiđro halogenua Những chất khí này tan trong nước tạo ra dung dịch axit halogenhiđric

Tính oxi hóa là khả năng nhận electron để trở thành ion âm

Trong hợp chất, các halogen có thể nhận thêm 1 electron để có số oxi hóa là 1.

X  1e X

ns np ns np

Ngoài ra các halogen như clo, brom, iot trong hợp chất còn có các số oxi hóa khác như 1, 3, 5, 7.   

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

NHÓM VIIA

F Z9

Cl Z17

Br Z35

I Z53

Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2np5

(7 e lớp ngoài cùng)

Bán kính nguyên tử tăng

Độ điện âm giảm

Tính khử của HX tăng Tính oxi hóa giảm

Đơn chất X2 có màu sắc đậm dần, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần

Tính phi kim giảm

Tính axit của HX tăng Tính khử tăng

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Các câu hỏi lý thuyết

Phương pháp giải

Nắm vững các quy luật biến đổi tuần hoàn

Từ cấu tạo suy ra tính chất

Ví dụ:

Đi từ F Cl Br  I:

Bán kính nguyên tử tăng dần

Độ âm điện giảm dần

Tính oxi hóa giảm dần

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho các phát biểu sau:

(a) Các nguyên tử halogen đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng

(b) Các halogen chỉ có tính oxi hóa

(c) Các halogen vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử

(d) Trong hợp chất các halogen chỉ có số oxi hóa 1

(e) Trong hợp chất các halogen ngoài số oxi hóa 1 còn có số oxi hóa 1, 3, 5, 7.   

(f) Đi từ flo đến iot độ âm điện giảm dần, tính oxi hóa giảm dần

Số phát biểu đúng là

Hướng dẫn giải

(a) đúng vì các halogen đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng (ns2np5)

(c), (e) sai vì flo có độ âm điện lớn nhất nên chỉ có tính oxi hóa và chỉ có số oxi hóa 1 trong hợp chất (b), (d) sai vì clo, brom, iot ngoài tính oxi hóa còn có tính khử Ngoài số oxi hóa 1 còn có số oxi hóa

1, 3, 5, 7

   

(f) đúng vì từ flo đến iot độ âm điện giảm dần, tính oxi hóa giảm dần

 Có hai phát biểu đúng

 Chọn B

Bài tập tự luyện dạng 1

Bài tập cơ bản

Câu 1: Nhận xét nào sau đây đúng về sự biến đổi một số đặc điểm sau của các halogen (từ flo đến iot)?

(1) Nhiệt độ nóng chảy

(3) Màu sắc

(5) Bán kính nguyên tử

(2) Nhiệt độ sôi

(4) Độ âm điện

(6) Số electron ở lớp ngoài cùng

A (1), (2), (3), (4) tăng; (5) giảm B (1), (2), (3), (5) tăng; (4) giảm

C (1), (2), (3), (5) tăng; (6) giảm D (1), (2), (3), (5), (6) tăng; (4) giảm

Câu 2: Trong các hợp chất, số oxi hóa của clo, brom, iot có thể là:

A 1;0; 1; 3; 5; 7.     B 1;0; 1; 2; 3; 5.    

C 1; 1; 3; 5; 7.     D 0; 1; 3; 5; 7.   

Câu 3: Trong các nguyên tố dưới đây, nguyên tử của nguyên tố nào có xu hướng kết hợp với electron là

mạnh nhất?

Câu 4: Phát biểu nào sau đây sai?

A Clo là chất khí tan vừa phải trong nước B Clo có tính oxi hóa mạnh hơn brom và iot

C Clo có số oxi hóa 1 trong mọi hợp chất D Trong tự nhiên clo chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất Câu 5: Trong các halogen, clo là nguyên tố

A Có nhiệt độ sôi thấp nhất B Có tính phi kim mạnh nhất

C Có độ âm điện lớn nhất D Tồn tại trong vỏ Trái Đất với trữ lượng lớn nhất Câu 6: Khả năng oxi hóa của các halogen luôn

A Tăng dần từ clo đến iot, trừ flo B Tăng dần từ flo đến iot

C Giảm dần từ clo đến iot, trừ flo D Giảm dần từ flo đến iot

Câu 7: Đặc điểm chung của các nguyên tố halogen là

A Là những chất khí ở điều kiện thường B Tác dụng mạnh với nước

C Vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử D Có tính oxi hóa mạnh

Dạng 2: Bài toán tìm halogen

Phương pháp giải

Dựa vào giả thiết để tìm NTK (khối lượng mol) rồi tìm ra

Ví dụ: MX35,5X là Cl

Dựa vào giả thiết tìm số hiệu nguyên tử

Ví dụ: ZX 17X là Cl

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Nguyên tử X có cấu hình electron như sau: 1s22s22p5

Nguyên tử của X là

Hướng dẫn giải

Nhận thấy: X có 9 electron  X có 9 proton

Do đó, X là F (flo)

 Chọn A

Ví dụ 2: Cho m gam đơn chất halogen X2 tác dụng với Mg dư thu được 19,0 gam muối Cũng m gam X2 cho tác dụng với Al dư thu được 17,8 gam muối X là

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của halogen X2 là a mol

Xét phản ứng của X2 với Mg:

Phương trình hóa học:

X MgMgX



2

X

19

Xét phản ứng của X2 với Al:

Phương trình hóa học: 3X22Al2AlX3

2a

3



3

X

Từ (1) và (2) suy ra:

M 35,5 Cl

Do đó: X là Cl (clo)

 Chọn B

Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Cho khí clo dư tác dụng với 0,46 gam kim loại, thu được 1,17 gam muối kim loại hóa trị I Kim

loại đó là

Câu 2: Cho 4,6 gam một kim loại M (hóa trị I) phản ứng với khí clo, thu được 11,7 gam muối Kim loại

M là

Câu 3: Cho 20,7 gam kim loại R phản ứng với khí clo dư, thu được 52,65 gam muối clorua Biết kim loại

R có hóa trị I Tên kim loại R là

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,08 gam một kim loại hóa trị III trong khí clo Sau phản ứng thu được 5,34

gam muối clorua Kim loại đem đốt cháy là

Câu 5: Clo hóa 33,6 gam một kim loại X ở nhiệt độ cao, thu được 97,5 gam muối XCl3 Kim loại X là

Câu 6: Cho 3,90 gam Zn tác dụng hết với một phi kim ở nhóm VIIA, thu được 8,16 gam muối Phi kim

đó là

Câu 7: Cho 1,03 gam muối natri halogen (NaX) tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được một kết tủa, kết tủa này sau khi phân hủy hoàn toàn cho 1,08 gam bạc X là

Bài tập nâng cao

Câu 8: Để trung hòa hết 200 gam dung dịch HX (F, Cl, Br, I) nồng độ 14,6% Người ta phải dùng 250 ml

dung dịch NaOH 3,2M Dung dịch axit ở trên là dung dịch

Câu 9: Cho 5,4 gam một kim loại M tác dụng với khí clo dư, thu được 26,7 gam muối Kim loại M là

Câu 10: Nguyên tố X có hóa trị I trong hợp chất khí với hiđro Trong hợp chất oxit cao nhất X chiếm

38,8% khối lượng Công thức oxit cao nhất và hiđroxit tương ứng của X lần lượt là:

A F2O7, HF B Cl2O7, HClO4 C Br2O7, HBrO4 D Cl2O7, HCl

Câu 11: Thể tích hơi của 19,2 gam một halogen đúng bằng thể tích của 3,84 gam khí oxi (ở cùng điều

kiện t , p ) Halogen đó là

Câu 12: Cho khí hiđro halogenua M lội vào dung dịch NaOH 20% (vừa đủ), thu được dung dịch muối có

nồng độ bằng 24,74% Tổng số electron trong phân tử chất M là (Cho số đơn vị điện tích hạt nhân của F,

Cl, Br, I lần lượt là 9, 17, 35, 53)

Câu 13: Nhỏ dung dịch axit halogenhiđric (dư) vào muối CaCO3, thu được dung dịch X và 3,36 lít khí

CO2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu được 16,65 gam muối khan Công thức phân tử của axit là

Câu 14: Nhỏ lượng dư AgNO3 vào dung dịch chứa 13,19 gam hỗn hợp natri của hai halogen ở hai chu kỳ liên tiếp thấy có 28,7 gam kết tủa Trong hỗn hợp hai muối chắc chắn có

Câu 15: Đốt 3,36 gam kim loại M trong khí clo, thu được 9,75 gam muối clorua Kim loại M là

Câu 16: Đốt cháy hoàn toàn 9,6 gam một kim loại M (chưa rõ hóa trị) trong bình chứa khí clo nguyên

chất Sau khi phản ứng kết thúc, để nguội thì thu được 20,25 gam muối clorua Kim loại M là

ĐÁP ÁN – LỜI GIẢI Dạng 1: Các câu hỏi lý thuyết

1 – B 2 – C 3 – B 4 – C 5 – D 6 – D 7 – D

Dạng 2: Bài toán tìm halogen

1 – B 2 – C 3 – A 4 – B 5 – D 6 – D 7 – B 8 – B 9 – B 10 – B

11 – A 12 – A 13 – C 14 – A 15 – C 16 – C