Hoá Học ProTHPT
Đăng nhậpĐăng ký

Hoá học 10 · Nguyên tố nhóm VIIA

Nhóm halogen, hydrogen halide và hydrohalic acid

Cấu tạo, tính chất vật lí và tính oxi hoá của các halogen; tính chất của hydrogen halide, hydrohalic acid và cách nhận biết ion halide.

Đặc điểm của nhóm halogen

Nhóm VIIA gồm fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), astatine (At) và tennessine (Ts). Nguyên tử halogen có 7 electron lớp ngoài cùng (ns² np⁵), dễ nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm.

  • Đơn chất tồn tại dạng phân tử hai nguyên tử: F2, Cl2, Br2, I2.
  • Từ F₂ đến I₂: thể chuyển từ khí (F2 lục nhạt, Cl2 vàng lục) sang lỏng (Br2 nâu đỏ) rồi rắn (I2 tím đen); nhiệt độ sôi tăng dần.
  • Fluorine chỉ có số oxi hoá −1 trong hợp chất; các halogen khác có thể có số oxi hoá −1, +1, +3, +5, +7.

Tính oxi hoá của halogen

Halogen có tính oxi hoá mạnh, giảm dần từ fluorine đến iodine.

  • Tác dụng với kim loại: 2Na + Cl2 → 2NaCl; 2Fe + 3Cl2 t°→ 2FeCl3.
  • Tác dụng với hydrogen: H2 + Cl2 as→ 2HCl. Fluorine phản ứng nổ ngay cả trong bóng tối, iodine phản ứng thuận nghịch khi đun nóng.
  • Halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi dung dịch muối: Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2; Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2.
  • Chlorine tác dụng với nước và với dung dịch sodium hydroxide: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O (nước Javel).

Hydrogen halide và hydrohalic acid

Hydrogen halide (HF, HCl, HBr, HI) là chất khí, tan nhiều trong nước tạo dung dịch hydrohalic acid.

  • Nhiệt độ sôi của HF cao bất thường do có liên kết hydrogen giữa các phân tử.
  • Tính acid tăng dần: HF (acid yếu) < HCl < HBr < HI. Tính khử của ion halide cũng tăng dần từ F⁻ đến I⁻.
  • Hydrochloric acid tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen, base, oxide base và muối: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
  • Hydrofluoric acid ăn mòn thuỷ tinh: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O.

Nhận biết ion halide

Dùng dung dịch silver nitrate AgNO3:

IonHiện tượng
F−không có kết tủa (AgF tan)
Cl−kết tủa trắng AgCl
Br−kết tủa vàng nhạt AgBr
I−kết tủa vàng AgI

Iodine làm hồ tinh bột chuyển sang màu xanh tím, dùng để nhận biết iodine.

🧪 Thí nghiệm ảo – mô phỏng

🧪 Hãy thử
  • Chọn dung dịch NaCl, nhỏ AgNO3: xuất hiện kết tủa trắng. Lặp lại với NaBr và NaI để so sánh màu kết tủa.
  • Nhỏ nước chlorine vào dung dịch NaBr: dung dịch chuyển vàng nâu do bromine được giải phóng.
  • Nhỏ nước bromine vào NaCl: không có hiện tượng vì bromine yếu hơn chlorine.

📐 Công thức cần nhớ

Cấu hình lớp ngoài cùng
\[ns^2\,np^5\]
n: số thứ tự chu kì
Thứ tự tính oxi hoá
\[F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2\]
Halogen đứng trước đẩy được halogen đứng sau ra khỏi muối
Thứ tự tính acid
\[HF < HCl < HBr < HI\]
Liên kết H–X càng dài càng dễ phân li

✍️ Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Cho 8,7 gam MnO2 tác dụng với hydrochloric acid đặc, dư, đun nóng. Tính thể tích khí chlorine thu được ở điều kiện chuẩn.

Xem lời giải
  1. MnO2 + 4HCl t°→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O
  2. n(MnO₂) = 8,7 : 87 = 0,1 mol, suy ra n(Cl₂) = 0,1 mol.
  3. V = 0,1 · 24,79 = 2,479 L.

✅ Đáp số: 2,479 L

Ví dụ 2. Có ba dung dịch không màu NaCl, NaBr, NaI. Nêu cách nhận biết bằng một thuốc thử.

Xem lời giải
  1. Dùng dung dịch AgNO3.
  2. NaCl tạo kết tủa trắng, NaBr tạo kết tủa vàng nhạt, NaI tạo kết tủa vàng.

✅ Đáp số: Dùng dung dịch AgNO₃

⚠️ Lỗi thường gặp

  • Cho rằng HF là acid mạnh nhất vì F có độ âm điện lớn nhất: thực tế HF là acid yếu.
  • Viết sản phẩm Fe tác dụng với Cl₂ là FeCl₂: chlorine oxi hoá mạnh, tạo FeCl₃.
  • Dùng AgNO₃ để nhận biết ion F⁻ bằng kết tủa: AgF tan trong nước.

🎮 Luyện tập bài này

Nhóm HalogenTính chất halogen, hydrohalic acid, nhận biết ion halide, bài tập.L10