Đây là ba dung dịch không màu. Chúng trông y hệt nhau. Một là clorua, một là bromua, một là iodua — nhưng bạn không thể phân biệt đâu là chất nào bằng…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp
11.1
Physical properties of the halogens · Tính chất vật lý của halogen
Syllabus · Chương trình
English
describe the colours and the trend in volatility of chlorine, bromine and iodine
describe and explain the trend in the bond strength of the halogen molecules
interpret the volatility of the elements in terms of instantaneous dipole–induced dipole forces
Tiếng Việt
mô tả màu sắc và xu hướng tính bay hơi của clo, brom và iốt
mô tả và giải thích xu hướng về độ bền liên kết của các phân tử halogen
giải thích tính bay hơi của các đơn chất dựa trên lực dipol tức thời – dipol cảm ứng
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
The halogens 卤素 are the Group 族 17 elements. They exist as diatomic molecules ($\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$, $\text{I}_2$). Going down the group:
Element
Colour and state at room temperature
chlorine
pale green gas
bromine
red-brown liquid
iodine
grey-black solid (purple vapour)
The volatility 挥发性 (how easily a substance turns to vapour) decreases down the group: chlorine is a gas, but iodine is a solid. This is because the molecules get larger and have more electrons, so the instantaneous dipole 瞬时偶极 and induced dipole 诱导偶极 forces between them get stronger. Stronger forces are harder to break, so the boiling point rises and volatility falls.
The bond energy 键能 (bond strength) of the $\text{X}\text{–}\text{X}$ molecules generally falls from $\text{Cl}_2$ to $\text{I}_2$, because the shared electrons are further from the nuclei in the larger atoms.
Tiếng Việt
Bromine là một halogen thuộc Nhóm 17 — chất lỏng tối sinh khí màu cam.
Các halogen là các nguyên tố thuộc Nhóm 17. Chúng tồn tại dưới dạng phân tử hai nguyên tử ($\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$, $\text{I}_2$). Khi đi xuống nhóm:
Nguyên tố
Màu sắc và trạng thái ở nhiệt độ phòng
clo
khí màu xanh nhạt
brom
chất lỏng đỏ nâu
iốt
chất rắn xám đen (khí màu tím)
Độ thể bay hơi (khả năng chuyển sang thể khí của một chất) giảm xuống nhóm: clo là khí, nhưng iốt là chất rắn. Điều này là do các phân tử lớn hơn và có nhiều electron hơn, nên lực dipole tức thời và dipole cảm ứng giữa chúng trở nên mạnh hơn. Lực tương tác mạnh hơn khó bị phá vỡ hơn, nên điểm sôi tăng và độ thể bay hơi giảm.
Xuống Nhóm 17, các halogen thay đổi từ khí màu xanh nhạt thành chất lỏng đỏ nâu rồi thành chất rắn xám đen khi độ thể bay hơi giảm
Năng lượng liên kết (độ bền liên kết) của các phân tử $\text{X}\text{–}\text{X}$ nói chung giảm từ $\text{Cl}_2$ đến $\text{I}_2$, vì các electron dùng chung nằm xa hạt nhân hơn trong các nguyên tử lớn hơn.
Explore · Khám phá
Halogen physical trend lab · Thí nghiệm tính chất vật lý halogen
Follow halogens down the group and link state, colour and volatility. · Theo dõi halogen xuống nhóm và liên hệ trạng thái, màu sắc và độ bay hơi.
Chemical properties of the halogens and hydrogen halides · Tính chất hóa học của halogen và hiđro halogen
Syllabus · Chương trình
English
describe the relative reactivity of the elements as oxidising agents
describe the reactions of the elements with hydrogen and explain their relative reactivity in these reactions
describe the relative thermal stabilities of the hydrogen halides and explain these in terms of bond strengths
Tiếng Việt
mô tả độ hoạt động tương đối của các đơn chất như các chất oxy hóa
mô tả các phản ứng của các đơn chất với hiđro và giải thích độ hoạt động tương đối của chúng trong các phản ứng này
mô tả độ bền nhiệt tương đối của các hiđrohalogen và giải thích điều này dựa trên độ bền liên kết
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
Halogens as oxidising agents
Each halogen reacts by gaining one electron to form a $1-$ ion, so it acts as an oxidising agent 氧化剂. This power decreases down the group, because the larger atoms attract an extra electron less strongly. A more reactive halogen can push out a less reactive one from its salt:
The reaction gets less vigorous down the group: chlorine reacts explosively in light, bromine needs heat, and iodine reacts slowly and only partly.
Thermal stability of the hydrogen halides
The thermal stability 热稳定性 of the hydrogen halides decreases down the group. The H–X bond gets weaker as the halogen atom gets larger, so HI breaks apart on gentle heating while HCl is very stable.
Tiếng Việt
Halogen như chất oxi hóa
Mỗi halogen phản ứng bằng cách nhận một electron để tạo thành ion $1-$, do đó nó đóng vai trò là chất oxi hóa. Khả năng này giảm xuống nhóm, vì các nguyên tử lớn hơn hút thêm một electron yếu hơn. Một halogen phản ứng mạnh hơn có thể đẩy ra một halogen phản ứng kém hơn khỏi muối của nó:
Phản ứng trở nên kém mãnh liệt hơn xuống nhóm: clo phản ứng nổ trong ánh sáng, brom cần nhiệt, và iốt phản ứng chậm và chỉ một phần.
Độ bền nhiệt của hiđro halogen
Độ bền nhiệt của hiđro halogen giảm xuống nhóm. Liên kết H–X yếu đi khi nguyên tử halogen lớn lên, do đó HI bị phân rã khi gia nhiệt nhẹ trong khi HCl rất bền.
Explore · Khám phá
Halogen and hydrogen halide lab · Thí nghiệm halogen và hiđro halogenua
Classify halogen chemistry by oxidising and reducing strength. · Phân loại hóa học halogen theo khả năng oxi hóa và khử.
11.3
Reactions of the halide ions · Phản ứng của ion halogen
Syllabus · Chương trình
English
describe the relative reactivity of halide ions as reducing agents
describe and explain the reactions of halide ions with: (a) aqueous silver ions followed by aqueous ammonia (the formation and formula of the $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$ complex is not required) (b) concentrated sulfuric acid, to include balanced chemical equations
Tiếng Việt
mô tả độ hoạt động tương đối của các ion halogenide như các chất khử
mô tả và giải thích các phản ứng của ion halogenide với: (a) ion bạc trong dung dịch, sau đó thêm amoniac trong dung dịch (sự hình thành và công thức của phức chất $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$ không yêu cầu) (b) axit sunfuric đặc, bao gồm cả phương trình hóa học cân bằng
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
Halide ions as reducing agents
A halide ion 卤离子 (such as $\text{Cl}^-$) can give away an electron, acting as a reducing agent 还原剂. This power increases down the group, because a larger ion holds its outer electron less tightly.
Reaction with aqueous silver ions
Add aqueous silver nitrate, then aqueous ammonia 氨, to identify the halide from the colour of the silver halide precipitate 沉淀:
Halide
Precipitate with $\text{Ag}^+$
Solubility in ammonia
$\text{Cl}^-$
white
dissolves in dilute ammonia
$\text{Br}^-$
cream
dissolves only in concentrated ammonia
$\text{I}^-$
yellow
insoluble in ammonia
Reaction with concentrated sulfuric acid
All the halides first give the hydrogen halide. The lower halides are then oxidised by the acid, because they are stronger reducing agents:
bromide also gives some brown $\text{Br}_2$ and $\text{SO}_2$.
iodide gives $\text{I}_2$ and the smelly gases $\text{H}_2\text{S}$ and $\text{SO}_2$, because $\text{I}^-$ is the strongest reducing agent.
Tiếng Việt
Ion halogen như chất khử
Một ion halogen (như $\text{Cl}^-$) có thể nhường một electron, đóng vai trò là chất khử. Khả năng này tăng xuống nhóm, vì ion lớn hơn giữ electron lớp ngoài kém chặt chẽ hơn.
Hai xu hướng ngược chiều: khả năng oxi hóa của halogen giảm xuống nhóm, trong khi khả năng khử của ion halogen tăng
Phản ứng với ion bạc trong dung dịch
Thêm dung dịch bạc nitrat, sau đó dung dịch amoniak, để xác định halogen dựa vào màu của kết tủa silver halide:
Ion halogen
Kết tủa với $\text{Ag}^+$
Độ tan trong amoniak
$\text{Cl}^-$
trắng
tan trong amoniak loãng
$\text{Br}^-$
kem
tan chỉ trong amoniak đặc
$\text{I}^-$
vàng
không tan trong amoniak
Kết tủa silver halide: AgCl màu trắng, AgBr màu kem và AgI màu vàng — và độ tan của chúng trong amoniak xác định xem halogen nào đang có mặtThử nghiệm bạc halide: AgCl màu trắng, AgBr màu kem và AgI màu vàng
Phản ứng với axit sunfuric đặc
Tất cả các halogenu trước tiên tạo ra hiđro halogen. Các halogenu thấp hơn sau đó bị oxi hóa bởi axit, vì chúng là chất khử mạnh hơn:
describe and interpret, in terms of changes in oxidation number, the reaction of chlorine with cold and with hot aqueous sodium hydroxide and recognise these as disproportionation reactions
explain, including by use of an equation, the use of chlorine in water purification to include the production of the active species $\text{HOCl}$ and $\text{ClO}^-$ which kill bacteria
Tiếng Việt
mô tả và giải thích, dựa trên sự thay đổi số oxy hóa, phản ứng của clo với dung dịch natri hiđroxit lạnh và nóng, và nhận diện đây là các phản ứng disproportionation
giải thích, bao gồm cả việc sử dụng phương trình, việc sử dụng clo trong xử lý nước để bao gồm sự tạo thành các loài hoạt động $\text{HOCl}$ và $\text{ClO}^-$ tiêu diệt vi khuẩn
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
With sodium hydroxide
With cold, dilute sodium hydroxide, chlorine reacts to form chloride and chlorate(I):
The active species $\text{HOCl}$ and $\text{ClO}^-$ kill bacteria 细菌, making the water safe to drink.
Worked example. Solid $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$ and $\text{NaI}$ are each warmed with concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$. Predict the products. Reducing power increases down the group, so how far each halide reduces the sulfuric acid differs. $\text{Cl}^{-}$ is too weak to reduce it at all, so you get only steamy $\text{HCl}$ - an acid-base reaction. $\text{Br}^{-}$ reduces it a little: $\text{HBr}$ plus brown $\text{Br}_2$ and $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ is the strongest reducing agent: $\text{HI}$ plus $\text{I}_2$, and it drives the sulfur all the way down to $\text{H}_2\text{S}$, with its bad-egg smell. Every halide gives the hydrogen halide first; the extra products appear only where the halide is a strong enough reducing agent to attack the sulfur.
Tiếng Việt
Clo được thêm vào nước hồ bơi để tiêu diệt vi sinh vật.
Với natri hiđroxit
Với dung dịch natri hiđroxit lạnh, loãng, clo phản ứng tạo ra clorua và clorat(I):
Các loài hoạt động $\text{HOCl}$ và $\text{ClO}^-$ tiêu diệt vi khuẩn, làm cho nước an toàn để uống.
Ví dụ minh họa. Các chất rắn $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$ và $\text{NaI}$ được làm ấm riêng biệt với dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc. Dự đoán sản phẩm. Khả năng khử tăng dần từ trên xuống dưới, do đó mức độ khử lưu huỳnh trioxit của mỗi halogenide khác nhau. $\text{Cl}^{-}$ quá yếu để khử nó, nên bạn chỉ thu được hơi $\text{HCl}$ - một phản ứng axit-bazơ. $\text{Br}^{-}$ khử nó một chút: tạo ra $\text{HBr}$ cùng với $\text{Br}_2$ màu nâu và $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ là chất khử mạnh nhất: tạo ra $\text{HI}$ và $\text{I}_2$, và nó đẩy lưu huỳnh đi sâu xuống đến $\text{H}_2\text{S}$, với mùi trứng thối đặc trưng. Mọi halogenide đều tạo ra hydrogen halide trước; các sản phẩm phụ xuất hiện chỉ nơi halogenide đủ mạnh để đóng vai trò là chất khử tấn công nguyên tử lưu huỳnh.
Explore · Khám phá
Chlorine reaction route · Lộ trình phản ứng của clo
Follow chlorine from water treatment to redox reactions. · Theo dõi clo từ xử lý nước đến phản ứng oxi hóa - khử.
Halogens get less reactive down the group (harder to gain an electron); oxidising power decreases.
Displacement: a more reactive halogen displaces a less reactive halide — state the colour change.
Test halide ions with $\text{AgNO}_3$: white ($\text{Cl}^-$), cream ($\text{Br}^-$), yellow ($\text{I}^-$), then confirm with dilute/concentrated ammonia.
Chlorine with water and with cold $\text{NaOH}$ are disproportionation — show the oxidation-number changes.
Tiếng Việt
Halogen trở nên ít phản ứng hơn khi đi xuống nhóm (khó nhận electron hơn); khả năng oxi hóa giảm.
Thay thế: một halogen phản ứng hơn sẽ thay thế halogenide ít phản ứng hơn — hãy nêu sự đổi màu.
Kiểm tra ion halogenide bằng cách thêm dung dịch $\text{AgNO}_3$: kết tủa trắng ($\text{Cl}^-$), kem ($\text{Br}^-$), vàng ($\text{I}^-$), sau đó xác nhận bằng amoniac loãng/dặc.
Clo với nước và với dung dịch $\text{NaOH}$ lạnh là phản ứng phân ly — hãy chỉ ra sự thay đổi số oxi hóa.
Interactive lessons on this topic · Bài học tương tác về chủ đề này
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Chọn một môn và trang sẽ điều hướng theo — ghi chú, tài liệu, video và bài tập đều mở ở đó.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Nhập để tìm ghi chú, bài học, mã, từ vựng và câu hỏi đề thi cũ trên mọi môn học.