Hóa học Lớp 10. Giải thích cấu hình và xu hướng nhóm VIIA.
Kiến thức cần nhớ
**1. Vị trí và cấu hình electron**
Các halogen thuộc nhóm VIIA (nhóm 17), có cấu hình electron lớp ngoài cùng:
$ns^2np^5$
Chúng có 7 electron hóa trị, còn thiếu 1 electron để đạt cấu hình bền kiểu khí hiếm. Vì vậy, trong nhiều phản ứng halogen có xu hướng nhận 1 electron và tạo ion $X^-$.
**2. Đơn chất halogen**
Các nguyên tử halogen thường liên kết thành phân tử hai nguyên tử $X_2$: $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$.
- Liên kết $X-X$ là cộng hóa trị không phân cực.
- Các phân tử $X_2$ không phân cực; tương tác giữa chúng chủ yếu là lực van der Waals.
- Halogen là phi kim điển hình và không tồn tại tự do nhiều trong tự nhiên do hoạt tính hóa học.
**3. Trạng thái và màu sắc ở điều kiện thường**
- $F_2$: khí màu vàng nhạt.
- $Cl_2$: khí màu vàng lục.
- $Br_2$: chất lỏng màu nâu đỏ, hơi bromine có màu nâu đỏ.
- $I_2$: chất rắn màu đen tím; hơi iodine màu tím.
Cần phân biệt màu của đơn chất với màu dung dịch hoặc màu kết tủa bạc halide.
**4. Xu hướng nhiệt độ nóng chảy và sôi**
Từ $F_2$ xuống $I_2$, số electron, kích thước và khả năng phân cực của đám mây electron tăng. Lực van der Waals giữa các phân tử mạnh hơn nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi nhìn chung tăng:
$F_2<Cl_2<Br_2<I_2$
Đây là nguyên nhân trạng thái biến đổi từ khí → lỏng → rắn.
**5. Xu hướng bán kính và độ âm điện**
Đi xuống nhóm:
- Số lớp electron tăng nên bán kính nguyên tử tăng.
- Hiệu ứng che chắn tăng nên lực hút của hạt nhân đối với electron ở xa giảm.
- Độ âm điện nhìn chung giảm.
Không được suy rằng mọi đại lượng đều tăng cùng chiều; bán kính tăng nhưng độ âm điện và khả năng hút electron thêm lại giảm.
**6. Xu hướng tính oxi hóa**
Đơn chất halogen nhận electron theo bán phản ứng:
$X_2+2e\rightarrow2X^-$
Khả năng nhận electron giảm khi đi xuống nhóm, nên:
$F_2>Cl_2>Br_2>I_2$
Thứ tự này là **tính oxi hóa của đơn chất**, không phải tính khử của ion halide.
**7. Giải thích xu hướng tính oxi hóa**
Xuống nhóm, electron được nhận vào lớp xa hạt nhân hơn và chịu che chắn mạnh hơn. Lực hút của hạt nhân đối với electron thêm vào giảm, nên khả năng nhận electron và tính oxi hóa giảm. Khi giải thích phải nối: số lớp tăng → bán kính/che chắn tăng → hút electron giảm → tính oxi hóa giảm.
**8. Quy trình câu hỏi xu hướng**
- Xác định đại lượng đang hỏi: trạng thái, nhiệt độ sôi, bán kính, độ âm điện hay tính oxi hóa.
- Chọn nguyên nhân vi mô phù hợp: lực van der Waals cho tính chất vật lí; lực hút electron cho tính oxi hóa.
- Viết thứ tự có chiều rõ ràng “tăng dần” hoặc “giảm dần”.
- Kiểm tra không trộn tính chất của $X_2$ với tính chất của $X^-$.
ezonthi