›
›

Giáo trình Hóa học vô cơ - Chương 6, Phần 1: Nguyên tố không chuyển tiếp

Download
CHÖÔNG VI  
NGUYEÂN TOÁ KHOÂNG CHUYEÅN TIEÁP  
§1. PHAÂN NHOÙM HALOGEN  
I. Ñôn chaát  
I.1 Nhaän xeùt chung & tính chaát vaät lyù ñôn chaát  
1)Söï khaùc bieät veà caáu hình electron  
F : 1s22s22p5  
Cl : 1s22s22p63s23p53d0  
Br: 1s22s22p63s23p63d104s24p54d0  
I : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p55d0  
At:  
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p56d0  
2) Söï taêng ñeàu ñaën baùn kính nguyeân töû  
Baùn kính nguyeân töû coäng hoùa trò cuûa  
halogen  
2
1.5  
1
0.5  
0
0
2
4
6
Töø 1 vaø 2 ruùt nhaän xeùt:  
a) Laø caùc phi kim loaïi maïnh nhaát trong töøng chu kyø  
do coù caáu hình ns2np5  
b) Coù söï bieán ñoåi ñeàu ñaën tính chaát hoùa hoïc vaø vaät  
lyù trong phaân nhoùm (do söï taêng ñeàu ñaën baùn kính  
nguyeân töû):  
Trong phaân nhoùm tính phi kim giaûm daàn töø treân  
xuoáng.  
c) Cl khaùc F vì coù phaân lôùp 3d troáng.  
d) Br khaùc Cl vì coù phaân lôùp 3d10 (hieäu öùng co d taùc  
ñoäng ñeán caëp electron 4s)  
e) At khaùc I vì coù phaân lôùp 4f14 (hieäu öùng co f taùc  
ñoäng maïnh ñeán caëp electron 6s)  
f) möùc oxy hoùa −1 beàn nhaát neân ñôn chaát coù tính  
oxy hoùa ñaëc tröng. Caùc möùc oxy hoùa döông ñeàu  
keùm beàn do ñoù caùc hôïp chaát halogen coù soá oxy hoùa  
döông ñeàu ñaëc tröng bôûi tính oxy hoùa.  
g) Trong caùc soá oxy hoùa döông, phoå bieán nhaát laø +7  
vaø +5. Soá oxy hoùa +3 keùm beàn nhaát.  
b) Coù söï bieán ñoåi ñeàu ñaën tính chaát hoùa hoïc vaø vaät lyù  
trong phaân nhoùm (do söï taêng ñeàu ñaën baùn kính  
nguyeân töû):  
Trong phaân nhoùm tính phi kim giaûm daàn töø treân  
xuoáng.  
Traïng thaùi  
ñôn chaát  
F2  
khí Khí  
luïc vaøng  
saùng luïc  
−223 −100,98 −7,2  
−187 −34,15 58,75  
Cl2  
Br2  
Loûng  
ñoû  
I2  
At  
Raén  
ñen  
raén  
tím  
ñen  
113,5 441  
184,5 299  
150,7 117  
saäm  
tnc (oC)  
ts (oC)  
Epl X−X  
(kJ/mol)  
151 239  
199  
Theá khöû chuaån 2,85 1,36  
1,07  
1,853  
0,54  
1,60  
0,2  
X2+2e- = 2X- (V)  
Theá khöû chuaån  
1,201  
17,43 13,01  
3,98 3,16  
-
XO4 +2e- →  
-
XO3 (V)  
Naêng löôïng  
ion hoùa  
11,84  
2,96  
10,45 9,5  
X → X++e- (eV)  
Ñoä aâm ñieän  
2,66  
2,2  
c) Cl khaùc F vì coù phaân lôùp 3d troáng  
Epl X−X  
151 239  
199  
150,7 117  
(kJ/mol)  
Naêng löôïng lieân keát X-X cuûa  
halogen (kJ/mol)  
300  
250  
200  
150  
100  
50  
0
0
1
2
3
4
5
6
Naêng löôïng lieân keát cao baát thöôøng cuûa Clo, Brom,  
Iod, At so vôùi F laø do chuùng coøn taïo ñöôïc lieân keát π  
giöõa caëp electron töï do vaø orbitan d troáng  
d) Br khaùc Cl vì coù phaân lôùp 3d10 (hieäu öùng co d  
taùc ñoäng ñeán caëp electron 4s)  
e) At khaùc I vì coù phaân lôùp 4f14 (hieäu öùng co f taùc  
ñoäng maïnh ñeán caëp electron 6s)  
Nguyeân toá  
Clo  
1,201  
Brom Iod  
1,853 1,60  
Theá khöû chuaån  
-
-
XO4 +2e- → XO3 (V)  
Bieán ñoåi theá khöû chuaån  
cuûa Cl, Br vaø I  
XO4- +2e- = XO3- (V)  
2
1.5  
1
0.5  
0
0
1
2
3
4
Giaûi thích: Söï taêng theá khöû cuûa Br ñoät ngoät so vôùi  
Cl laø do caëp e- beàn roõ reät do söï co d. At(VII) khoâng  
toàn taïi trong nöôùc vì tính oxy hoùa quaù maïnh cuûa noù  
( caëp e- 6s beàn roõ reät do söï co d vaø f)  
I.2 Tính chaát hoùa hoïc cuûa ñôn chaát  
A. Tính oxy hoùa giaûm daàn töø treân xuoáng  
1) Flo  
a) Laø chaát oxy hoùa cöïc maïnh:  
-
-
-
Taùc duïng tröïc tieáp vaø maõnh lieät vôùi haàu  
heát caùc ñôn chaát ôû ngay nhieät ñoä thaáp.  
Taùc duïng tröïc tieáp vôùi moät soá khí hieám  
(tröø He, Ar & Ne)  
Ñaåy oxy ra khoûi caùc hôïp chaát cuûa noù  
SiO2 + F2 = SiF4 + O2  
Chuù yù: Flo taïo thaønh lôùp moûng florua vôùi Ni neân  
thöïc teá vaãn duøng bình Niken chöùa khí flo khoâ.  
Khaû naêng hoaït ñoäng cao baát thöôøng cuûa flo (so vôùi  
Oxy hay Clo) do caùc nguyeân nhaân sau:  
+ Naêng löôïng lieân keát F – F nhoû (151 kJ/mol)  
+ AÙi löïc electron lôùn ( −336,7 kJ/mol)  
+ naêng löôïng hoaït hoùa caùc phaûn öùng flo tham gia  
nhoû (≤ 4kJ/mol)  
+ Caùc hôïp chaát cuûa flo raát beàn vöõng  
Ví duï:  
Hôïp chaát SF6 (k) SO3 (k) PF5 (k) PCl5 (k)  
ΔΗo  
-1221 -396  
-1593 -375  
298,tt  
(kJ/mol)  
2) Clo  
a) Laø chaát oxy hoùa maïnh, nhöng cöôøng ñoä keùm flo  
-
Taùc duïng tröïc tieáp vôùi haàu heát caùc  
nguyeân toá (tröø oxy & khí hieám)  
b) Khoâng oxy hoùa ñöôïc nöôùc maø dò phaân:  
(maëc duø ϕoCl2/2Cl- = 1,359V> ϕoO2,H+/H2O = 1,229V)  
Cl2 + H2O  
HClO + HCl  
3) Br & I  
a) Brom laø chaát oxy hoùa maïnh, I laø chaát oxy hoùa  
trung bình. chuùng laø caùc chaát oxy hoaù yeáu hôn  
so vôùi clo  
Chuùng chæ taùc duïng vôùi hydro khi ñoát noùng  
b)Tan trong nöôùc dò phaân:  
3X2 + H2O  
HXO3 + 5HX  
Tính oxy hoùa giaûm daàn qua theá khöû chuaån:  
F
Cl  
Br  
I
At  
Theá khöû chuaån 2,85 1,36  
1,07  
0,54  
0,2  
X2+2e- = 2X- (V)  
B. Tính khöû taêng daàn töø Clo ñeán Atatin  
3I2 + 10HNO3 = 6HIO3 + 10NO + 2H2O  
I.3 Traïng thaùi töï nhieân & ñieàu cheá  
1) traïng thaùi töï nhieân  
2) Ñieàu cheá  
a) Flo  
Ñieän phaân muoái K[HF2] noùng chaûy  
Flo thoaùt ôû anod  
b) Clo  
Coâng nghieäp: Ñieän phaân dung dòch NaCl coù maøng  
ngaên, clo thoaùt oû anod  
Phoøng thí nghieäm:  
MnO2(r) + 4HCl(ñaëc, noùng) = Cl2 + MnCl2 + 2H2O  
C) Brom & Iod  
Duøng clo hoaøn nguyeân Br & iod töø dung dòch  
bromua , iodua.  
2X-.aq + Cl2 = 2Cl-.aq + X2  
Brom laáy töø nöôùc oùt saûn xuaát muoái bieån  
Iod laáy töø tro rong bieån  
II. Hôïp chaát  
II.1 hydrohalogenua HX  
Vaät lyù:  
Laø chaát khí ôû nhieät ñoä thöôøng  
Hoùa hoïc:  
+ Phaân töû H-X coù cöïc, phaân ly hoaøn toaøn trong nöôùc  
(tröø HF maïnh trung bình pK = 10-3,16), neân chuùng laø  
axit maïnh.  
Ñoä maïnh axit taêng daàn töø HF  
HI  
Do ñoù ion X- haàu nhö khoâng bò thuûy phaân  
(F- thuûy phaân yeáu)  
+ HF taùc duïng deã vôùi thuûy tính, caùt:  
6HF + SiO2 = H2[SiF6] + 2H2O  
+ Tính khöû taêng daàn töø HF ñeán HBr  
2HBr + H2SO4(ñaäm ñaëc) = SO2 + Br2 + 2H2O  
8HI + H2SO4 (ñaäm ñaëc) = H2S + 4I2 + 4H2O  
Ñieàu cheá  
HF:  
NaF + H2SO4 = HF↑ + Na2SO4  
Clo:  
Cl2 + H2 = HCl  
Br, I2:  
PX3 + 3H2O = 3HX↑ + H3PO3  
II.2 Caùc hôïp chaát halogen coù soá oxy hoùa döông  
Taát caû caùc hôïp chaát halogen coù soá oxy hoùa döông  
ñeàu laø chaát oxy hoùa. (Flo khoâng coù soá oxy hoùa  
döông)  
Tính oxy hoùa giaûm daàn töø hôïp chaát Clo ñeán At  
Cöôøng ñoä oxy hoùa phuï thuoäc vaøo ñoä beàn vöõng cuûa  
soá oxy hoùa vaø noàng ñoä caùc chaát  
Ví duï:  
pH = 0  
1,201  
1,181  
1,701  
1,630  
1,358  
ClO4− ⎯⎯⎯→ClO3− ⎯⎯⎯→ HClO2 ⎯⎯⎯→ HClO ⎯⎯⎯→Cl2 ⎯⎯⎯→Cl−  
pH =14  
ClO4− ⎯0⎯,3⎯74→ClO3− ⎯0⎯,2⎯95→ClO2− ⎯0⎯,6⎯81→ClO− ⎯0⎯,4⎯21→Cl2 ⎯⎯⎯→Cl−  
1,358  
ÔÛ cuøng noàng ñoä Cl(+3) vaø Cl(+1) coù tính oxy hoùa  
maïnh hôn Cl(+7) vaø Cl(+5)  
Saûn phaåm cuoái cuøng cuûa caùc hôïp chaát halogen ôû soá  
oxy hoùa döông trong phaûn öùng oxy hoùa – khöû khi  
dö chaát khöû laø X-  
Töï ñoïc: Nöôùc Javen, Kali Clorat  
pdf 10 trang Thùy Anh 10760 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Hóa học vô cơ - Chương 6, Phần 1: Nguyên tố không chuyển tiếp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_hoa_hoc_vo_co_chuong_6_phan_1_nguyen_to_khong_chu.pdf