Bài giảng Hóa đại cương vô cơ: Chương 9 - Nguyên tố nhóm VII

Những đặc tính nguyên tử và vật lý của các Halogen 9.1.3.. Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất.. Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VIIChế tạo nguyên tố Ứng dụng của đơn chất Fluor Trong các k

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.1 Trạng thái thiên nhiên Chế tạo và ứng dụng của đơn chất

9.1.2 Những đặc tính nguyên tử và vật lý của các Halogen

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất và hợp chất quan trọng

9.1.4 Vai trò và ứng dụng trong Y-Dược Độc tính

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

Chế tạo nguyên tố Ứng dụng của đơn chất

Fluor Trong các khoáng vật:

fluorit CaF2, criolit

Na3AIF6, fluorapatit

Ca5(P04)3F

Điện phân hỗn hợp KHF2 và HF nóng chảy ở 100°C

Để chế tạo SF6 (chất cách điện);

UF6 (nguyên liệu hạt nhân); tác nhân fluor hoá; chất dẻo teflon; CFCI3, CF2CI2 (chất lỏng lý tưởnq cho máy lạnh, những gây tổn hại tầng ozon của khí quyển)

Clor Muối mỏ (NaCI); nước

biển (-2% Cl - ); khoáng cacnalit

KCI.MgCl2.6H2O

Điện phân muối NaCI nóng chảy hoặc dung dịch NaCI (có hoặc không có màng ngăn)

Tác nhân oxy hoá (tẩy trắng, tẩy uế); sản xuất polyvinyl clorid; anion sinh hoc chủ yếu (Cl - )

Brom Nước biển (~10 -5 %

Br); hồ nước mặn

Oxy hoá muối Br - bằng Cl2 Để chế tạo thuốc nhuộm, dược

phẩm, AgBr (cho kỹ thuật ảnh) lod Nước giếng khoan dầu

mỏ, quặng saltpeter (NaIO3); rong biển

Oxy hoá các muối I - bằng Cl2, hoặc khử IO3- bằng HS03-

Nguyên tố vi lượng cho tuyến giap, tẩy uế, sát trung, chế tạo dược phẩm

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1.2 Những đặc tính nguyên tử và vật lý của các Halogen

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

Nhóm

VII A

Tên nguyên tố

Bán kính nguyên

tử (A°)

Bán kính ion (A°)

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV)

Độ âm điện (thang Pauling)

Khối lượng riêng dạng lỏng (g/cm 3 )

Nhiệt độ Nóng chảy (°C)

Nhiệt

độ sôi (°C)

% trong

vỏ quả đất

17,42 4,0

1,51 (-188°C) -219 -188 8.10

13,01 3,2

1,66 (-70°C) -101 -34 3.10'

11,84 2,9

3,19 (0°C) -7,2 59,5 1,6.10

4

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1.2 Những đặc tính nguyên tử và vật lý của các Halogen9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

Nhóm

VII A

Tên nguyên tố

Bán kính nguyên

tử (A°)

Bán kính ion (A°)

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV)

Độ âm điện (thang Pauling)

Khối lượng riêng dạng lỏng

(g/cm 3 )

Nhiệt độ Nóng chảy (°C)

Nhiệt

độ sôi (°C)

% trong

vỏ quả đất

11,84 2,9

3,19 (0°C) -7,2 59,5 1,6.10

10,44 2,7

3,96 (120°C) 114 185 3.10'

2,2

 I2 là chất rắn màu tía – đen

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

Độ phân cực và độ tan: : Halogen là những chấtkhông phân cực nên ít tan trong nước.

Đơn chất halogen (X2) tan nhiều hơn trong dungdịch halogenid (X-) do có sự tạo phức

Ví dụ: I2 tan nhiều hơn trong dung dịch kali iodid(KI) do phản ứng:

I2 (aq) + KI (aq) -» K[I3] (aq)

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất vàhợp chất quan trọng

9.1.3.1 Tính chất vật lý

Để đạt tới cấu hình khí hiếm, nguyên tử halogenphải nhận thêm 1 electron để làm đầy lớp vỏ ngoàicủa nó Có 2 cách làm đầy:

+ Nhận 1 electron từ kim loại để tạo thành ion -1

+ Dùng chung cặp electron với một nguyên tử phikim khác, tạo thành liên kết cộng hoá trị

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3.2 Các halogent là những PK điển hình, có tính oxi hóa mạnh

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất

và hợp chất quan trọng

Các hydro halogenid là những khí không màu, khihoà tan trong nước cho các acid hydrohalogenic.

Các khí HX có mùi sốc, kích ứng đường hô hấp.Điểm nóng chảy và điểm sôi bất thường của HF là

do liên kết hydro mạnh

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3.3 Hydro halogenid/acid hydrohalogenic/HX

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất

và hợp chất quan trọng

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3.3 Hydro halogenid/acid hydrohalogenic/HX

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất

và hợp chất quan trọng

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3.4 Halogen halogenid (hợp chất giữa các halogen)

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất

và hợp chất quan trọng

Các halogen phản ứng với nhau toả nhiệt và tạothành nhiều hợp chất có công thức tổng quát XYn(n = 1, 3, 5, 7), trong đó X là nguyên tử halogen ởtrung tâm có độ âm điện nhỏ hơn và có thể có cácmức oxy hoá +1, +3, +5, +7 (tất nhiên, X khôngthế là íluor), còn Y là halogen có độ âm điện lớnhơn và thề hiện trong trạng thái oxy hoá -1

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.3.4 Halogen halogenid (hợp chất giữa các halogen)

9.1.3 Mối liên quan giữa cấu tạo và tính chất Đơn chất

và hợp chất quan trọng

9.1.3.5 Các hợp chất chứa oxy của halogen

- Phản ứng của halogen với nước

X2(k) + H20(l)  HX(aq) + HXO (aq) (1)

- Khi đun nóng (> 50oC) XO- phân huỷ nhanh thành X03-, do đó cân bằng (1) chuyển thành:

(X = Cl, Br, I)

 F còn được gắn vào các gốc hữu cơ trong thuốc để tăng tác dụng sinh học

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1.4 Vai trò và ứng dụng trong Y - Dược Độc tính

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.4.2 Clor

 Cơ thể người có khoảng 90g Clor

 Trong dạ dày, Cl - kết hợp với H + tạo HCl làm cho enzym Pepsin trở nên hoạt động để bước đầu tiêu hoá Protid.

 9.1.4.3 Brom

 Br chưa rõ vai trò sinh học.

 Với những lượng xác định, ion Br - có tác dụng làm giảm hoạt động thần kinh trung ương, cản trở hấp thu Iod nên làm giảm hoạt động tuyến giáp giúp cơ thể tiết kiệm năng lượng trong chuyển hoá cơ bản.

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1.4 Vai trò và ứng dụng trong Y - Dược Độc tính

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

9.1.4.4 Iod

 I là một vi chất có vai trò sinh học quan trọng.

 Tổng số I trong cơ thể người khoảng 20 - 25mg, tập trung chủ yếu ở tuyến giáp (đến 30%) và ở cơ, da, xương.

 Thiếu I làm tuyến giáp không sản xuất được thyroxin, tuyến phản ứng lại bằng cách phồng to ra tạo nên bướu cổ Cùng với bướu cố là trí tuệ chậm phát triển, đần độn và các chứng bệnh khác.

 Thực vật và động vật biển (như rong biển, cá) là thức ăn giàu iod

9.1.4.5 Astatin

 At là nguvên tố phóng xạ nhân tạo, không có ứng dụng trong Dược học.

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.1.4 Vai trò và ứng dụng trong Y - Dược Độc tính

9.1 Nhóm 7A – Halogen (F – Cl – Br – I – At)

Mangan là nguyên tố khá phổ biến trong

thiên nhiên

Techneti là nguyên tố được tổng hợp nhân

tạo đầu tiên Nó là nguyên tố phóng xạ, chu

kỳ bán huỷ 2,2x105

Rheni là nguyên tố hiếm, phân bố phân

tán, không tồn tại quặng riêng biệt

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.2 Nhóm 7B: Mn - Tc - Re

9.2.2 Những đặc tính nguyên tử và vật lý

Nhóm VII B Tên

nguyên tố

Bán kính nguyê n

tử(A°)

Bán kính ion (A°)

Năng lượng ion hoá thứ nhất (eV)

Độ âm điện (thang Pauling)

Khối lượng riêng (g/cm 3 )

Nhiệt độ nóng Chảy (°C)

Nhiệt

đô sôi (°C)

% trong

vỏ quả đất 25

7,79 1,9 20,99 3175 5760 10- 7

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.2 Nhóm 7B: Mn - Tc - Re

9.2.4 Hợp chất

Với 7 electron hoá trị (n-l)d5ns2, các nguyên tố VIIB có thể

có các số oxy hoá từ +2 đến +7 Tuy nhiên, chỉ có một sốtrạng thái oxy hoá bền,

Ví dụ: Đối với Mn là +2, +4 và +7

Tính acid - base của oxyd hay của hydroxyd biến đổi phụthuộc vào số oxy hoá: tính base giảm dần, tính acid tăngdần theo số oxy hoá tăng dần của nguyên tố

 Mangan

Mn là nguyên tố vi lượng thiết yếu, có vai trò sinh học quantrọng Cơ thể người trưởng thành chứa 10 - 20mg mangan,

có trong mọi tế bào, tập trung cao ở xương, gan, thận

Mn hoạt hoá nhiều enzym tham gia tổng hợp protein,hemoglobin, prothrombin, insulin; tham gia điều hoà chứcnăng sinh dục

Thiếu mangan: giảm sinh trưởng và sinh sản; loạn dưỡngsụn và xương; mất điều hoà cơ (run kiểu Parkinson)

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.2 Nhóm 7B (Mn - Tc – Re)

9.2.5 Vai trò và ứng dụng trong Y-Dược

 Mangan

Các muối mangan clorid, mangan sulfat, mangan gluconatthường được đưa vào các chế phẩm dược để bổ sung khoángchất trong viên bổ tổng hợp dự phòng

Kali permanganat, KMn04 = 158,04, tinh thể màu tím, ánhkim loại, dễ tan trong nước Dùng làm thuốc sát trùng, để rửavết thương, vết loét; rửa dạ dày khi ngộ độc cyanid, morphin;sát trùng nước Dạng thuốc sử dụng là các dung dịch 0,1 - 0,5

 Techneti

 Tc được dùng trong nhiều chẩn đoán bệnh

của kỹ thuật phóng xạ

 Không có ứng dụng trong Y - Dược học

Chương 9: NGUYÊN TỐ NHÓM VII

9.2 Nhóm 7B (Mn - Tc – Re)

9.2.5 Vai trò và ứng dụng trong Y-Dược

Techneti

Rheni