Bài giảng Hóa học - Chương 3: The Halogens

Chia sẻ: Phuc Nguyen | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Tính chất lý học, Tính chất hóa học, Điều chế và ứng dụng, Hợp chất chứa oxi của halogen,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học - Chương 3: The Halogens

GROUP VIIA The Halogens Halogens (Greek hals, “salt”; genes, “born”) 1.Tính chất lý học 2.Tính chất hóa học 3.Điều chế và ứng dụng 4.Hidro halogenua 5.Hợp chất chứa oxi của halogen Department of Inorganic Chemistry - HUT
Group 17 Elements Also known as Group VIIA Halogens Nonmetals: Fluorine (F) and Chlorine (Cl) are gases Bromine (Br) is a liquid Iodine (I) is a solid Metalloid: Astatine (At) is a solid Department of Inorganic Chemistry - HUT
Department of Inorganic Chemistry - HUT
σ σ 2 s sσ π *2 2 z 2 x =π π 2 y *2 x =π *2 y Department of Inorganic Chemistry - HUT
The Lewis dot structure X ns2np4nd1: ClF3 ns np 2 5 ns np nd : BrF5 2 3 2 ns2np2nd3: IF7 Department of Inorganic Chemistry - HUT
Isotopes Cl-35 makes up about 75% of chlorine atoms in nature, and Cl-37 makes up the remaining 25% the average atomic mass of Cl is 35.45 amu Cl-35 has a mass number = 35, 17 protons and 18 neutrons (35 - 17) Atomic Symbol A = mass number A X = X-A Z = atomic number Z 35 17 Cl Department of Inorganic Chemistry - HUT
• Halogens are fluorine, F; chlorine, Cl; bromine, Br; iodine, I; and astatine, At. • Halogens contain 7 valence electrons. • As elements, halogens are diatomic. • Fluorine is a reactive, pale, yellow gas. • F is used in compounds of carbon to form fluorocarbons. – Teflon is an example of a fluorocarbon. – Other fluorocarbons include the Freons used as refrigerants. – Many fluorocarbons are no longer used because of their effect on the ozone layer.
• Chlorine is a reactive green-yellow gas. – Cl2 used to purify water and in the production of paper, textiles, bleaches, medicines, and other consumer products. • Bromine is a red liquid – Br is used in photographic chemicals, dyes, pharmaceuticals, and fire retardants.
• Iodine is a crystalline solid. – I2 sublimes, turns directly from a solid to a gas when heated. – Iodine is present in brine fields in oil field in California and Louisiana and in sea plants. – Iodine compounds are used in photographic chemicals and medicines. – Iodine is required by the human body in the thyroid. • All isotopes of astatine are radioactive.
Cation formation Anion formation vacates outermost orbital Ionic radii increases e-e repulsions and decreases e-e repulsions so they spread out more SIZE DECREASES SIZE INCREASES **
GROUP VIIA The Halogens 1.Tính chất lý học 2.Tính chất hóa học 3.Điều chế và ứng dụng 4.Hidro halogenua 5.Hợp chất chứa oxi của halogen Department of Inorganic Chemistry - HUT
Tính oxi hóa mạnh nhất X2(k) = 2X(k) X-X Tính khử A Department of Inorganic Chemistry - HUT
Phân tử EA-A Độ dài LK [kJ/mol] [Å] F không có orbital hóa trị Li2 105 2.67 Na2 72 3.08 d tham gia liên kết K2 49 3.92 Rb2 45 -- 43 -- Orbital hóa trị tăng dần các: CS2 151 1.42 F2 239 1.99 Năng lượng Cl2 190 2.28 Br2 149 2.67 Số lượng tử chính: n I2 -- -- At2 Số nút hàm xuyên tâm: n-l-1 Phân tử Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2 Ne2 p 1 0 1 2 3 2 1 0 EA-A [kJ/mol] 105 0 289 628 941 494 151 0 lA-A [Å] 2.67 -- 1.59 1.31 1.10 1.21 1.42 --
Năng lượng liên kết cộng hóa trị Echt Độ xen phủ của các orbital hóa trị lớn khi: - Miền xen phủ rộng và mật độ e ở miền xen phủ lớn. - Z’ đối với orbital hóa tị lớn. - Số lượng tử chính n nhỏ. - Hiệu năng lượng các orbital hóa trị trong nguyên tử và giữa các nguyên tử tham gia liên kết là nhỏ. - Số nút hàm xuyên tâm của của orbital hóa trị là ít (số nút = n – l -1). - Ở miền xen phủ có nhiều orbital hóa trị tham gia. Yếu tố quyết định năng lượng liên kết là bậc liên kết. Khi bậc liên kết bằng nhau nhưng Echt khác nhau là do độ xen phủ các orbital hóa trị là khác nhau. Trong 1 chu kỳ, từ trái qua phải: - Z’ đối với các orbital hóa trị tăng dần  Echt tăng dần. - Hiệu năng lượng các orbital hóa trị, Enp-Ens, giảm dần  Echt giảm dần Tổng Echt sẽ là giá trị cạnh tranh giữa 2 xu hướng này. Trong 1 phân nhóm A, từ trên xuống: - Năng lượng các orbital hóa trị cùng dạng tăng dần. - Số lượng tử chính n của các orbital hóa trị tăng làm số nút hàm xuyên tâm tăng.  E giảm dần. Department of Inorganic Chemistry - HUT
2 F2 + SiO2 SiF4 + O2 F2 nF2 + 2 Xe 2 XeFn no o t 0 ( Kr , Xe, Rn; n = 2, 4, 6) thap ,bongtoi F2 + H 2 0 ∆H 298, 2 HF s =−268.6 kJ / mol t0 thuong 2 F2 + H 2O 4 HF + O2 Năng lượng liên kết F-F nhỏ Ái lực với electron lớn Năng lượng liên kết của F với nguyên tố khác lớn Khả năng hidrat hóa của ion F- lớn Department of Inorganic Chemistry - HUT
∆H 0 X2 X 2 + H2 2 HX 298,s HF HCl HBr HI ΔH0298,s -268.6 -92.31 -36.23 25.9 [kJ/mol] Đặc điểm Nổ ở nhiệt Nổ khi đun nóng Bắt đầu ở Bắt đầu ở độ thấp và hoặc ánh sáng 2000C, trên 2000C, là trong tối tử ngoại 7000C có phản phản ứng ứng nghịch thuận nghịch Department of Inorganic Chemistry - HUT
X2 Cl2 + 2 KOH nguoi KClO + KCl + H 2O 100o C 3Cl2 + 6 KOH KClO3 + 5KCl + 3H 2O F2/F- Cl2/Cl- Br2/Br- I2/I- ε0 [V] 2.87 1.36 1.07 0.54 Cl2 + 2 Br − 2Cl − + Br2 Br2 + 2 I − 2 Br − + I 2 Tính khử Cl2 + 2 I − 2Cl − + I 2 Cl2 + I 2 + 6 H 2O nau Iot bien mat 2 HIO3 + 10 HCl Department of Inorganic Chemistry - HUT
X2 Department of Inorganic Chemistry - HUT
GROUP VIIA The Halogens 1.Tính chất lý học 2.Tính chất hóa học 3.Điều chế và ứng dụng 4.Hidro halogenua 5.Hợp chất chứa oxi của halogen Department of Inorganic Chemistry - HUT
Fluorine (Latin fluo, “flow”), symbol F, F2 chemically reactive, poisonous gaseous element. The atomic number of fluorine is 9. Fluorine occurs naturally in the combined form as fluorite-CaF2, cryolite- Na3AlF6, and apatite- Ca5(PO4)3F. Fluorite, from which most fluorine 1886 compounds are generally derived, is commonly mined French chemist in the United States from large deposits in northern Kentucky and southern Illinois. Fluorine also occurs as fluorides in seawater, rivers, and mineral springs, in the Henri Moissan. stems of certain grasses, and in the bones and teeth of animals. It is the 17th element in order of abundance in Department of Inorganic Chemistry - HUT