Hệ thống hóa kiến thức Hóa 10 Kết nối tri thức Chương 7

Với Hệ thống hóa kiến thức Hóa 10 Chương 7: Nguyên tố nhóm halogen sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ tóm tắt lý thuyết trọng tâm Hóa học 10 Chương 7 để giúp học sinh học tốt môn Hóa học 10.

Hệ thống hóa kiến thức Hóa 10 Kết nối tri thức Chương 7

Hệ thống hóa kiến thức:

- Nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học còn gọi là nhóm halogen, gồm 6 nguyên tố: fluorine (F); chlorine (Cl); bromine (Br); iodine (I); astatine (At) và tennessine (Ts). Bốn nguyên tố F, Cl, Br, I tồn tại trong tự nhiên; còn At và Ts là các nguyên tố phóng xạ.

1. Nguyên tử halogen

- Các nguyên tử halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất:

ns²np⁵ + 1e → ns²np⁶

- Số oxi hóa đặc trưng của các halogen trong hợp chất là -1.

- Khi liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có số oxi hóa dương: +1; +3; +5; +7 (trừ fluorine có độ âm điện lớn nhất nên fluorine luôn có số oxi hóa bằng -1 trong mọi hợp chất).

2. Đơn chất halogen

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng từ F₂ đến I₂ do:

+ Tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.

+ Khối lượng phân tử tăng.

- Halogen là các phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh, tính oxi hóa giảm dần từ fluorine đến iodine.

- Các phản ứng hóa học điều chế chlorine:

+ Cho quặng pyrolusite (MnO₂) tác dụng với hydrochloric đặc:

MnO₂ + 4HCl đặc $\stackrel{t^o}{\to }$ MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

+ Có thể thay MnO₂ bằng KMnO₄ rắn để điều chế khí Cl₂:

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

- Trong công nghiệp, chlorine được sản xuất ở nhiệt độ thường bằng cách điện phân dung dịch muối ăn bão hòa, có màng ngăn giữa các điện cực:

2NaCl + 2H₂O $\stackrel{dpddcmn}{\to }$ 2NaOH + H₂ + Cl₂

3. Hydrogen halide

- Phân tử hydrogen halide (HX) gồm một liên kết cộng hóa trị. Các phân tử HX là phân tử phân cực.

Hoặc H – X

- Một số đặc điểm của hydrogen halide được thể hiện trong bảng sau:

- Ở điều kiện thường, hydrogen halide tồn tại ở thể khí, tan tốt trong nước, tạo thành dung dịch hydrohalic acid tương ứng.

4. Muối halide

- Hầu hết các muối halide đều dễ tan trong nước, trừ một số muối không tan, ví dụ như silver chloride, silver bromide, silver iodide và một số muối ít tan như lead chloride, lead bromide.

- Phân biệt các ion F^-; Cl^-; Br^-; I^- trong dung dịch: dùng dung dịch silver nitrate

+ Khi ion là F^- thì không thấy sự biến đổi, do không có phản ứng hóa học xảy ra.

+ Khi ion là Cl^- thì xuất hiện kết tủa trắng silver chloride (AgCl).

+ Khi ion là Br^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt silver bromide (AgBr).

+ Khi ion là I^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng silver iodide (AgI).

- Phương trình hóa học minh họa:

NaCl + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgCl ↓

NaBr + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgBr ↓

NaI + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgI ↓

- Tính khử của các ion halide tăng dần theo thứ tự: Cl^- < Br^- < I^-

- Ví dụ:

+ Sodium bromide khử được sulfuric acid đặc thành sulfur đioxide:

2NaBr + 3H₂SO₄ → 2NaHSO₄ + Br₂ + SO₂ + 2H₂O

+ Sodium iodide có thể khử được sulfuric acid đặc thành hydrogen sulfide:

8NaI + 9H₂SO₄ → 8NaHSO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂O

+ Trong điều kiện như trên NaCl, chỉ xảy ra phản ứng trao đổi tạo thành hydrogen chloride.