Màu sắc của các đơn chất halogen biến đổi như thế nào khi đi từ flo đến iot

I. VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

- Nhóm halogen gồm: Flo $[F]\,$, Clo $[Cl]\,$, Brom $[Br]\,$, Iot $[I]\,$, Atatin $[At]\,$ [Atatin không gặp trong tự nhiên, nó được điều chế nhân tạo trong các lò phản ứng hạt nhân nên được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ].

- Các nguyên tố halogen thuộc nhóm VIIA. Chúng đứng gần cuối chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm.

II. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, CẤU TẠO PHÂN TỬ

- Nguyên tử các nguyên tố halogen đều có $7e$ lớp ngoài cùng $[n{s^2}\,\,n{p^5}]\,$.

- Ở trạng thái tự do, 2 nguyên tử halogen góp chung $1e$ với nhau tạo 1 liên kết cộng hóa trị không cực.

$:\mathop {X}\limits_{..}^{..} \,_\bullet \,\,+\,\, {}^\bullet \mathop {X}\limits_{..}^{..}: \,\, \longrightarrow \,\, :\mathop {X}\limits_{..}^{..} : \mathop {X}\limits_{..}^{..}:$

[$X$ là kí hiệu chỉ các nguyên tố halogen]

$\longrightarrow \,$ Công thức cấu tạo: $\,X-X\,$

$\longrightarrow \,$ Công thức phân tử: $\,X_2\,$

- Liên kết trong phân tử $X_2$ không bền lắm, dễ bị tách thành 2 nguyên tử $X$.

- Trong phản ứng hóa học, các nguyên tử $X$ dễ thu thêm $1e$.

$\Longrightarrow \,$ Tính chất hóa học cơ bản của các halogen là tính oxi hóa mạnh.

III. SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT

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

Từ $F$ đến $I$ ta thấy:

- Trạng thái tập hợp: khí $\,\longrightarrow \,$ lỏng $\,\longrightarrow \,$ rắn.

- Màu sắc: đậm dần.

- $t^{0}_{nc}\,$, $t^{0}_{sôi}\,$: tăng dần.

2. Sự biến đổi độ âm điện

- Độ âm điện tương đối lớn.

- Giảm dần từ $F$ đến $I\,$.

- Trong hợp chất:

+ $F$ có độ âm điện lớn nhất nên chỉ có số oxi hóa $-1\,$.

+ Các nguyên tố halogen khác, ngoài số oxi hóa $-1$ còn có các số oxi hóa $+1\,$, $+3\,$, $+5\,$, $+7\,$.

3. 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 [Do lớp $e$ ngoài cùng có cấu hình tương tự nhau $n{s^2}\,\,n{p^5}$] .

- Halogen là những phi kim điển hình. Tính oxi hóa giảm dần từ Flo đến Iot.

- Các đơn chất halogen oxi hóa được:

+ Hầu hết các kim loại $\,\longrightarrow \,$ muối halogenua.

+ $H_2$ $\,\longrightarrow \,$ hợp chất khí không màu hiđro halogenua [khí này tan trong nước tạo dung dịch axit halogenhiđric].

Page 2

SureLRN

        * Nhóm halogen gồm những nguyên tố nào và chúng ở vị trí nào trong bảng tuần hoàn ?

        * Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen có đặc điểm gì giống nhau ? Các phân tử halogen có cấu tạo như thế nào?

        * Tính chất hoá học cơ bản của các nguyên tố halogen là gì ? Nguyên nhân nào làm cho tính chất hoá học của các nguyên tố halogen biến đổi có quy luật ?

I – VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Nhóm halogen gồm các nguyên tố flo [F], clo [Cl], brom [Br], iot [I] và atatin [At]. Atatin không gặp trong tự nhiên, nó được điều chế nhân tạo trong các lò phản ứng hạt nhân nên được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ.

Những nguyên tố halogen thuộc nhóm VIIA. Chúng đứng ở cuối các chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm.

II – CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, CẤU TẠO PHÂN TỬ

Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen đều có 7 electron, được phân thành 2 phân lớp : phân lớp s có 2 electron, phân lớp p có 5 electron [ns2np5].

Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chỉ còn thiếu 1 electron là đạt được cấu hình electron bền như khí hiếm, nên ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen góp chung một đôi electron để tạo ra phân tử có liên kết cộng hoá trị không cực.

[X là kí hiệu chỉ các nguyên tố halogen].

Liên kết của phân tử X2 không bền lắm, chúng dễ bị tách thành 2 nguyên tử X. Trong phản ứng hoá học, các nguyên tử này rất hoạt động vì chúng dễ thu thêm 1 eleetron, do đó tính chất hoá học cơ bản của các halogen là tính oxi hoá mạnh.

III. SỰ BIỂN ĐỔI TÍNH CHẤT

Dựa vào bảng 11 ta có thể rút ra quy luật biến đổi tính chất vật lí, tính chất hoá học và độ âm điện của các halogen khi đi từ flo đến iot.

Bảng 11. Một số đặc điếm của các nguyên tố nhóm halogen

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

Đi từ flo đến iot ta thấy :

– Trạng thái tập hợp : Từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn.

– Màu sắc : Đậm dần.

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Tăng dần.

2. Sự biến đổi độ âm điện

– Độ âm điện tương đối lớn.

– 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 hoá –1. Các nguyên tố halogen khác, ngoài số oxi hoá –1 còn có các số oxi hoá +1, +3, +5, +7.

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

– Vì lớp electron ngoài cùng có cấu tạo tương tự nhau [ns2np5] nên các đơn chất halogen giống nhau vể tính chất hoá học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất đo chúng tạo thành.

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