CHUYÊN đề PHI KIM

Do đó, các nguyên tử halogen dễ dàng kết hợp thêm 1e tạo ra ion X- mang một điện tích âm hoặc tạo nên một liên kết cộng hóa trị -X.. Tuy nhiên trong các phân tử Cl2, Br2, I2 ngoài liên k

CHUYÊN ĐỀ: PHI KIM Phần I: MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài luôn là mối quan tâm lớn của mỗi quốc gia Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật và kinh tế xã hội, việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, phục vụ cho sự phát triển của quốc gia đang là quốc sách hàng đầu không chỉ của các nước phát triển mà còn ở cả nhứng nước đang phát triển trên toàn cầu

Ở nước ta, từ những năm 60 của thế kỉ XX, các trường THPT chuyên đã được thành lập với nhiệm vụ bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Học sinh ở các lớp như vậy được tuyển chọn và có chế độ đào tạo riêng Đối với học sinh chuyên Hóa, ngoài việc học các nội dung theo chương trình quy định, các em còn phải học các chuyên đề đặc biệt, những nội dung kiến thức chuyên sâu và được tiếp cận với những thí nghiệm hiện đại Các nội dung kiến thức được lựa chọn không những đáp ứng được yêu cầu của nền giáo dục phổ thông mà còn nhằm phát huy được tối đa khả năng, rèn luyện tư duy cho các em, kích thích sự sáng tạo, tạo dựng niềm say mê đối với Hóa học Tuy nhiên, hiện nay do áp lực của các kì thi học sinh giỏi, các bài tập được lựa chọn chủ yếu phục vụ mục đích thi cử, chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh không cao, đặc biệt việc phát huy tính tích cực của học sinh, năng lực nhận thức, năng lực giải quyết vấn đề và sự sáng tạo còn hạn chế

Với kinh nghiệm dạy chuyên một vài năm tôi nhận thấy rằng HS chuyên hóa cần phải có kĩ năng tổng hợp lý thuyết hiểu sâu sắc lý thuyết để giải quyết các bài tập

từ đơn giản đến phức tạp trong các kì thi HSG

Dưới đây tôi xin trình bày phần hóa phi kim lớp 10 gồm 2 chương: các nguyên

tố nhóm VIA và nhóm VIIA

II Mục đích

- Hệ thống hóa lý thuyết cơ bản nhóm VIA và nhóm VIIA

- Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập có liên quan

Phần II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: CÁC HALOGEN

I Đại cương các nguyên tố halogen

1 Vị trí các nguyên tố halogen trong bảng tuần hoàn

- Các nguyên tố halohen thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn bao gồm các nguyên tố: flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và atatin (At)

2 Cấu tạo nguyên tử

- Các nguyên tử halogen X đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2np5 chỉ còn thiếu 1e nữa để đạt được cấu hình electron của khí hiếm Do đó, các nguyên tử halogen dễ dàng kết hợp thêm 1e tạo ra ion X- mang một điện tích âm hoặc tạo nên một liên kết cộng hóa trị -X

X + 1e → X

Các halogen là những phi kim điển hình có tính oxi hóa mạnh

- Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot

- Ở trạng thái cơ bản các nguyên tử halogen có 1e độc thân:

- Ở trạng thái kích thích các nguyên tử halogen từ clo đến iot do có phân lớp d còn trống nên có thể tạo ra 3, 5 hoặc 7e độc thân, khi kết hợp với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn có thể tạo ra các hợp chất với số oxi hóa +3, +5, +7

- Trong hợp chất với hầu hết các nguyên tố, các halogen có số oxi hóa -1 Flo không

có số oxi hóa dương vì nó có độ âm điện lớn nhất và chỉ có 1e độc thân Các nguyên

tố từ clo đến iot có thể tạo ra hợp chất với số oxi hóa +1, +3, +5, +7

II Đơn chất

1 Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, flo là chất khí màu lục nhạt, có mùi khó chịu và rất độc Clo là chất khí màu vàng lục, mùi xốc và độc Brom là chất lỏng màu đỏ nâu và gây bỏng nặng, iot là chất rắn màu đen tím và có ánh kim

- Phân tử halogen gồm 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng một liên kết σ Tuy nhiên trong các phân tử Cl2, Br2, I2 ngoài liên kết σ còn có một phần liên kết π tạo nên bởi

sự che phủ của obitan d trống của các nguyên tử halogen này với obitan p có cặp electron của nguyên tử halogen kia Flo không có khả năng tạo thành liên kết π đó nên năng lượng liên kết của F2 nhỏ hơn trong Cl2 Từ Cl2 đến I2 độ dài liên kết tăng nên năng lượng liên kết giảm dần Độ bền nhiệt của các halogen cũng biến đổi phù hợp với chiều biến đổi của năng lượng liên kết

- Trong các halogen rắn và lỏng, các phân tử X2 liên kết với nhau bằng lực Van de Van Lực này tăng theo chiều tăng của khối lượng và khả năng bị cực hóa của phân tử halogen nên từ flo đến iot, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng lên

- Do phân tử không phân cực nên các halogen ít tan trong nước Khi làm lạnh dung dịch nước, các halogen tách ra dưới dạng tinh thể hidrat X2.8H2O Đây là những hợp chất bao được tạo nên nhờ sự xâm nhập của các phân tử halogen vào những khoảng trống của những tập hợp gồm những phân tử nước liên kết với nhau bởi liên kết hidro

- Các halogen tan nhiều trong dung môi hữu cơ như benzen, cacbon đisunfua, CCl4…

- Trong các dung môi không chứa oxi, iot cho dung dịch màu tím, chứng tỏ không có

sự sonvat hóa các phân tử đã tan Còn trong các dung môi chứa oxi (ancol, axeton, ete) iot bị sonvat hóa cho dung dịch màu nâu

- Iot tan nhiều trong dung dịch KI do tạo phức:

I2 + I- → I3- (màu nâu)

- Trong tinh bột, iot tạo ra dung dịch màu xanh thẫm do các phân tử iot tập trung vào các vòng xoắn của mạch tinh bột, khi đun nóng mạch tinh bột duỗi ra nên màu xanh biến mất

- Từ clo đến iot, ngoài tính oxi hóa còn có tính khử, tính khử tăng dần từ clo đến iot

a Tác dụng với kim loại

- Flo tác dụng với tất cả các kim loại Clo phản ứng với hầu hết các kim loại Brom và iot phản ứng tương tự clo nhưng phản ứng xảy ra kém mãnh liệt hơn Các kim loại phản ứng với halogen tạo ra hợp chất với số oxi hóa cao nhất

- Từ clo đến iot cân bằng trên chuyển dịch dần sang trái.

- Nước clo có tính oxi hóa mạnh do HClO sinh ra là chất oxi hóa mạnh

d Tác dụng với muối của các halogen khác

- Halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi muối (khí flo khô có thể đẩy clo ra khỏi muối): Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2

e Phản ứng với dung dịch kiềm

- Flo phản ứng với dung dịch kiềm tùy nồng độ mà tạo ra những sản phẩm khác nhau:

2F2 + 2NaOHloãng→ OF2 + 2NaF + H2O2F2 + 4NaOHđặc→ O2 + 4NaF + 2H2O

- Clo, brom, iot tác dụng với dung dịch kiềm loãng, lạnh tạo ra hỗn hợp muối X- và

XO- Khi tác dụng với dung dịch kiềm nóng tạo ra muối XO3-

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O3Cl2 + 6NaOH → t 0 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

f Phản ứng với các chất khác

5Cl2 + Br2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3

2NH3đ + 3Cl2 → N2 + 6HCl

I2 + AgNO3 → AgI + INO3 (trong ancol etylic khan)3INO3 → I2 + I(NO3)3

3 Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên các halogen tồn tại ở dạng hợp chất.

- Flo tồn tại chủ yếu trong 2 khoáng florit CaF2 (hoàng thạch), criolit (Na3AlF6), trong mem răng và trong thành phần của xương động vật

- Clo tồn tại chủ yếu dưới dạng muối ăn NaCl, khoáng xinvinit (KCl.NaCl), khoáng cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O)…

- Brom có hàm lượng ít hơn flo và clo, đều có trong nước biển, muối mỏ

- Iot có trong các khoáng của clo, trong các loại rong biển, rau cải biển, trong tuyến giáp của người

4 Phương pháp điều chế

a Điều chế flo

- Flo là chất oxi hóa mạnh nhất trong các chất do đó phương pháp duy nhất để điều chế flo là điện phân nóng chảy muối florua Thực tế người ta điện phân nóng chảy hỗn hợp KF + 3HF với catot bằng Cu, anot bằng Ni hoặc than chì

3Br2 + 3Na2CO3 → 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2

Sau cùng axit hóa bằng dung dịch axit sunfuric:

5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 → 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O

- Iot dùng để điều chế cồn iot (5% iot trong rượu), thuốc sát trùng, dùng để điều chế một số dược phẩm khác.

III Hidro halogenua Axit halogen hidric

1 Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường các hidro halogenua đều là các chất khí không màu, rất độc

- Khoảng cách dX-H trong các phân tử HX tăng dần, năng lượng liên kết giảm dần từ

HF đến HI nên độ bền nhiệt giảm dần

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi giảm dần từ HF đến HCl sau đó tăng dần từ HCl đến HI Do hiện tượng trùng hợp phân tử nhờ liên kết hidro

nHF → (HF)n ( n = 2 – 6)

- Là các hợp chất có cực, các hidro halogenua tan nhiều ở trong nước Trong dung dịch nước các hidro halogenua tạo ra với nước những hỗn hợp đồng sôi có thành phần xác định

- Do có độ tan lớn nên các axit halogen hidric đặc đều bốc khói trong không khí ẩm, hơi nước bị hấp thụ mạnh hidro halogenua tạo ra hạt sương mù

- Khi tan trong nước các hidro halogenua tạo ra các dung dịch axit

b Tính khử

- Theo chiều giảm độ bền nhiệt của phân tử, tính khử của các hidro halogenua tăng

lên từ HF đến HI HF không có tính khử, HCl thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh còn HBr, HI là những chất khử mạnh:

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O

2HBr + H2SO4 đ → Br2 + SO2 + 2H2O8HI + H2SO4đ → 4I2 + H2S + 4H2O

- Các dung dịch HBr, HI để lâu có màu vàng nâu vì bị oxi không khí oxi hóa giải phóng halogen tự do

- Trong phòng thí nghiệm:

NaClr + H2SO4 đặc nóng → NaHSO4 + HCl ↑NaClr + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl

- Trong công nghiệp: H2 + Cl2 → 2HCl

- Halogenua là thuật ngữ để chỉ những hợp chất mà thành phần phân tử gồm nguyên

tử halogen và nguyên tử của nguyên tố khác

2 Phân loại

- Bản chất liên kết trong phân tử halogenua phụ thuộc vào độ âm điện của nguyên tố kết hợp mà biến đổi từ thuần túy ion đến gần như hoàn toàn cộng hóa trị Tuy nhiên, người ta thường chia thành 2 loại: halogenua ion và halogenua cộng hóa trị

a Halogenua ion

- Đa số các halogenua kim loại ở trạng thái oxi hóa +1, +2, +3 đều có đặc tính ion như halogenua các kim loại kiềm, kiềm thổ

- Với cùng một kim loại, mức độ cộng hóa trị của liên kết tăng từ F đến I

- Với các kim loại đa hóa trị, halogenua ứng với mức oxi hóa bậc thấp của kim loại có bản chất ion, ở bậc oxi hóa cao chiếm ưu thế là liên kết cộng hóa trị

- Các halogenua ion có một số đặc tính:

+ Trạng thái rắn là tinh thể ion

+ Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao

+ Dẫn điện khi nóng chảy và khi tan trong nước

+ Đa số dễ tan trong nước trừ: AgCl, AgBr, AgI, HgCl2, PbCl2, CuI…

- Khả năng hòa tan của muối phụ thuộc vào 2 yếu tố:

+ Năng lượng mạng lưới tinh thể

+ Nhiệt hidrat hóa của ion

- Với các muối có bản chất ion hoàn toàn, độ tan của các muối halogenua của cùng một kim loại tăng từ flo đến iot Vì khi bán kính ion tăng lên thì năng lượng mạng lưới giảm xuống

- Nếu bản chất của liên kết cộng hóa trị bắt đầu có ảnh hưởng lớn thì độ hòa tan biến đổi ngược lại Ví dụ halogenua của bạc, thủy ngân

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp, điều kiện thường ở trạng thái rắn dễ bay hơi, lỏng hoặc khí.

- Không dẫn điện khi nóng chảy và khi tan trong dung dịch

- Tan trong dung môi không cực

- Bị thủy phân trong nước:

SnCl4 + 6H2O  H2[Sn(OH)6] + 4HClBiCl3 + 3H2O  Bi(OH)3 + 3HCl

- Dễ bị trùng hợp như (BeCl2)n, (AlBr3)2…

3 Điều chế các halogenua

- Cho nguyên tố tác dụng trực tiếp với halogen

- Cho kim loại tác dụng với axit

- Khử nước của các halogenua ngậm nước bằng cách đun nóng các hidrat trong chân không hoặc nhờ thionyl clorua:

CrCl3.6H2O + 6SOCl2 → CrCl3 + 6SO2 + 12HCl

- Cho oxit kim loại tác dụng với các hợp chất của halogen:

2BeO + CCl4 → 2BeCl2 + CO2

V Các oxit của clo

- Clo tạo ra các oxit: Cl2O, ClO2, Cl2O3, Cl2O6, Cl2O7

- Các oxit của clo đều không tạo ra trực tiếp từ phản ứng của clo và oxi, chỉ được điều chế bằng các phương pháp gián tiếp Là những chất thu nhiệt, không bền và có tính oxi hóa mạnh

1 Điclo oxit (Cl 2 O)

- Cl2O có cấu trúc góc, là chất khí màu vàng da cam, khi hóa lỏng có màu đỏ nâu

- Dễ phân hủy tạo ra clo và oxi

- Tác dụng mạnh với nhiều đơn chất và hợp chất:

4Na + Cl2O → Na2O + 2NaCl

- Tan trong nước tạo ra axit hipoclorơ:

Cl2O + H2O → 2HClO

Cl2O + 2NaOH → 2NaClO + H2O

- Điều chế: 2HgO + 2Cl2 → HgO.HgCl2 + Cl2O

2 Clo đioxit (ClO 2 )

- Là phân tử có góc, là chất khí màu vàng lục khi hóa lỏng có màu đỏ nâu

- Kém bền, dễ bị phân hủy

- Dễ tan trong nước:

6ClO2 + 3H2O → HCl + 5HClO3

- Tan trong kiềm tạo ra hỗn hợp 2 muối clorit và clorat:

2ClO2 + 2OH- → ClO2- + ClO3- + H2O

- Trong môi trường axit tạo ra HCl và HClO3

- Điều chế:

+ Cho H2SO4 loãng tác dụng với hỗn hợp KClO3 và H2C2O4

2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4→ 2KHSO4 + 2ClO2 + 2CO2 + 2H2O

+ Trong công nghiệp cho SO2 hoặc NO2 tác dụng với NaClO3:

NaClO3 + NO2 → NaNO3 + ClO2

3 Điclo heptaoxit (Cl 2 O 7 )

- Cấu tạo gồm 2 hình tứ diện chung đỉnh

- Là chất lỏng, dạng dầu, không màu

- Là chất oxi hóa nhưng tính oxi hóa kém nhất trong các oxit

- Tan trong nước tạo ra axit pecloric

VI Các hợp chất khác

1 Các axit chứa oxi

- Các axit chứa oxi của clo gồm:

axit hipoclorơ axit clorơ axit cloric axit pecloric

- Theo chiều từ trái sang phải, tính axit tăng dần, tính oxi hóa giảm dần Do khi số nguyên tử oxi tăng thì số oxi hóa của nguyên tử trung tâm tăng lên, bán kính nguyên

tử giảm, mật độ điện tích dương trên nguyên tử trung tâm tăng làm liên kết Cl-O bến, liên kết O-H kém bền nên khả năng phân li ra H+ tăng, tính axit tăng

2 Nước Gia – ven

- Nước Gia-ven là dung dịch hỗn hợp của 2 muối NaCl và NaClO được điều chế bằng cách:

+ Điện phân dung dịch muối ăn không màng ngăn:

NaCl + H2O  dpdd → NaClO + H2

+ Cho khí clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng điều kiện thường

- Nước Gia-ven có tính oxi hóa mạnh: oxi hóa S2-→ SO42-, Fe2+ → Fe3+, HCl → Cl2

- Nước Gia-ven có tính tẩy màu là do CO2 trong không khí phản ứng với NaClO tạo

ra HClO, chất này đóng vai trò chủ yếu trong việc oxi hóa các chất màu:

NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO

2CaOCl2 + CO2 + H2O → CaCO3 + 2HClO + CaCl2

- So với nước Gia-ven, Clorua vôi rẻ tiền hơn, có hàm lượng hipoclorit cao hơn, dễ bảo quản, dễ chuyên chở hơn

- Clorua vôi dùng để tẩy trắng vải, sợi, tẩy uế các hố rác, cống rãnh, xử lí chất độc, tinh chế dầu mỏ

4 Muối clorat

- Là muối của axit cloric HClO3

- Điều chế bằng cách cho halogen tác dụng với dung dịch kiềm nóng:

3X2 + 6NaOHnóng → NaXO3 + 5NaX + 3H2O

+ Điện phân dung dịch halogenua nóng:

NaX + 3H2O 0

dpdd t

 → NaXO3 + 3H2

- Quan trọng nhất là muối kali clorat KClO3 là chất kết tinh, không có màu

- Khi đun nóng đến gần 4000C thì bị phân hủy:

4KClO3 →400 C0 3KClO4 + KCl

- Trên 4000C thì giải phóng toàn bộ oxi:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

- Nếu có chất xúc tác là MnO2, Fe2O3, CuO…phản ứng xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy

- KClO3 rắn là chất oxi hóa mạnh: photpho bốc cháy khi tiếp xúc với kali clorat Hỗn hợp của KClO3, đường, lưu huỳnh và bột nhôm sẽ nổ khi đập mạnh

2KClO3 + 3S → t 0 2KCl + 3SO2

KClO3 r + 6HClđ → t 0 KCl + 3Cl2 + 3H2O2KClO3 + 3C → t 0 2KCl + 3CO2

- KClO3 được dùng làm thuốc pháo nổ, thuốc diêm, thuốc pháo hoa

- Pháo hoa màu đỏ gồm: KClO3 + S + C + Sr(NO3)2

- Pháo hoa màu xanh gồm: KClO3 + S + Ba(NO3)2

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG HALOGEN Câu 1 Trình bày đặc điểm cấu trúc nguyên tử của các halogen (bán kính nguyên tử,

năng lượng ion hóa, ái lực electron) Từ đặc điểm đó hãy cho biết trong hai khuynh hướng phản ứng (oxi hóa – khử) của các halogen thì khuynh hướng nào là chủ yếu

Câu 2 Dựa vào thuyết liên kết hóa trị hãy cho biết:

a Mức oxi hóa đặc trưng của các halogen?

b Tại sao các phân tử halogen đều có cấu tạo từ 2 nguyên tử

Câu 3 Tại sao trong các hợp chất flo chỉ có số oxi hóa duy nhất là -1? Tại sao với

clo, brom, iot thì mức oxi hóa chẵn không phải là mức oxi hóa đặc trưng?

Câu 4 Năng lượng liên kết của các halogen (X – X) (kcal/mol) của các halogen có

Hãy giải thích sự thay đổi độ bền nhiệt của các phân tử halogen

Câu 6 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các halogen có các giá trị sau:

a Tại sao halogen ít tan trong nước nhưng lại tan nhiều trong benzen?

b Tại sao iot tan ít trong nước nhưng lại tan nhiều trong dung dịch KI?

Câu 8 Giải thích nguyên nhân, hình thành những tinh thể hidrat Cl2.8H2O Hidrat đó

có phải là hợp chất bọc không?

Câu 9 Hãy so sánh các đại lượng ái lực electron, năng lượng liên kết, năng lượng

hidrat hóa, thế tiêu chuẩn của flo và clo, từ đó giải thích:

a Tại sao khả năng phản ứng của flo mạnh hơn clo?

b Tại sao trong dung dịch nước flo có tính oxi hóa mạnh hơn clo?

Câu 10 Lấy ví dụ chứng minh theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì tính dương

điện lại tăng?

Câu 11 Bằng phản ứng với hidro chứng minh tính oxi hóa của các halogen giảm dần

từ flo đến iot

Câu 12

a Trình bày phản ứng khi cho các halogen tác dụng với nước

b Flo có khả năng oxi hóa nước giải phóng oxi còn các halogen khác thì không Giải thích?

Câu 13 Tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Fe, Ni, Mg không bị ăn mòn?

Câu 14.

a Viết phương trình phản ứng chứng minh tính khử của các halogen tăng dần

b Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi sục clo dư vào dung dịch hỗn hợp kali bromua và kali iotua

Câu 15 Các phương pháp điều chế halogen trong phòng thí nghiệm:

a Các phương pháp đó dựa trên nguyên tắc nào?

b Điều kiện cụ thể của phản ứng?

c Phạm vi ứng dụng của mỗi phương pháp

Câu 16

a Bằng cách nào có thể thu được flo từ hidro florua?

b Tại sao không thể điều chế flo bằng phương pháp điện phân dung dịch nước có chứa ion florua?

c Tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng tại sao khi điều chế flo bằng phương pháp điện phân lại dùng cực âm bằng đồng hoặc thép

Câu 17

a Độ bền nhiệt từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Giải thích?

b Hỗn hợp đẳng phí (hay hỗn hợp đồng sôi) là gì?

c Tại sao các hidro halogenua lại bốc khói trong không khí ẩm?

d Tại sao HF có khả năng tạo muối axit còn các axit khác thì không?

Câu 18 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

f axit oxalic với axit sunfuric loãng

Câu 20 Làm thế nào để tách các chất ra khỏi hỗn hợp

a Hỗn hợp KClO3 và NaClO3

b Hỗn hợp gồm AgF và AgCl

CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIA

I Đại cương về các nguyên tố nhóm VIA

I.1 Vị trí các nguyên tố nhóm VIA trong bảng tuần hoàn

- Nhóm VIA (còn gọi là nhóm Cancogen) gồm các nguyên tố: oxi (O), lưu huỳnh (S),

selen (Se), telu (Te) và poloni (Po)

I.2 Cấu tạo nguyên tử

Bán kính ion X2-

- Từ oxi đến poloni bán kính nguyên tử tăng, năng lượng ion hóa giảm nên tính oxi hóa giảm

- Để đạt được cấu hình e của khí hiếm, các nguyên tố nhóm VIA còn có thể tạo 2 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tố khác tạo ra hợp chất trong đó chúng có số oxi hóa -2 hoặc +2

- Từ S đến Po do có phân lớp d trống nên khi kích thích electron có thể chuyển từ phân lớp ns, np lên nd tạo ra 4 hoặc 6e độc thân, khi kết hợp với các nguyên tố có độ

âm điện lớn hơn có thể tạo ra hợp chất với số oxi hóa +4, +6

- Số oxi hóa chủ yếu của các nguyên tố nhóm VIA: -2, +4, +6

- Từ oxi đến telu bán kính ion X2- tăng nên tính khử của các anion tăng

Ngoài khả năng chung, các nguyên tử nguyên tố nhóm VIA (trừ O) có thể dùng obitan d để lai hóa với các obitan s và p tạo nên hơn 4 liên kết với các nguyên tố khác

và cho những hợp chất trong đó chúng có số phối trí cao, selen và nhất là lưu huỳnh thường còn dùng những obitan d trống để tạo liên kết π

II OXI – OZON – HIDRO PEOXIT

II.1 OXI

1 Tính chất vật lí

- Phân tử oxi O2 ở trạng thái khí, lỏng, rắn đều có tính thuận từ Phân tử O2 có cấu tạo:

- Trong phân tử O2 có 1 liên kết 2e và 2 liên kết 3e

: O …… O :

- Ở điều kiện thường, oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước, hơi nặng hơn không khí.

2 Tính chất hóa học

- Oxi là một phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được nhiều đơn chất và hợp chất

a Tác dụng với kim loại

- Oxi oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Ag, Au, Pt)

O2 + 4Na → 2Na2O2O2 + 3Fe → Fe3O4

4Al + 3O2

0

t

b Tác dụng với phi kim

- Oxi có thể oxi hóa nhiều phi kim trừ các halogen:

3 Trạng thái thiên nhiên

- Oxi là nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, trong khí quyển trái đất oxi có thành phần theo khối lượng là 23,15%, trong vỏ trái đất là 49,13%

4 Phương pháp điều chế

- Trong công nghiệp, oxi được điều chế bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng Trước khi hóa lỏng, không khí được làm sạch bụi, hơi ẩm và khí cacbonic Nén không khí sạch dưới áp suất 100-200 atm rồi chia làm 2 phần: một phần không khí nén được làm lạnh bằng cách giảm đột ngột áp suất, không khí lạnh được dùng để làm lạnh phần không khí nén còn lại Để tách riêng nitơ và oxi trong không khí lỏng người ta dùng cột chưng cất phân đoạn

- Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân các hợp chất giàu oxi nhưng kém bền với nhiệt: KMnO4, K2Cr2O7, KClO3, KNO3…