Hóa học Lớp 10. So sánh HF, HCl, HBr, HI.
Kiến thức cần nhớ
**1. Hydrogen halide và hydrohalic acid**
Các hydrogen halide có công thức $HX$: $HF$, $HCl$, $HBr$, $HI$. Chất tinh khiết là các phân tử cộng hóa trị; khi tan trong nước, chúng tạo dung dịch acid tương ứng. Cần phân biệt hydrogen chloride $HCl(g)$ với hydrochloric acid là dung dịch $HCl$ trong nước.
**2. Độ phân cực và độ bền liên kết $H-X$**
Liên kết $H-X$ là liên kết cộng hóa trị phân cực. Đi xuống nhóm, nguyên tử $X$ lớn hơn nên độ dài liên kết tăng và liên kết nhìn chung yếu dần:
$H-F>H-Cl>H-Br>H-I$
Thứ tự trên nói về **độ bền liên kết**, không phải độ mạnh acid.
**3. Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide**
Giữa các phân tử HF có liên kết hydrogen mạnh nên HF có nhiệt độ sôi cao bất thường. Với HCl, HBr và HI, lực van der Waals tăng theo kích thước và khả năng phân cực của đám mây electron, nên nhiệt độ sôi nhìn chung tăng từ HCl đến HI.
**4. Độ mạnh acid trong nước**
Khả năng phân li tạo $H^+$ trong nước tăng khi liên kết $H-X$ yếu đi:
$HF<HCl<HBr<HI$
HF là acid yếu hơn rõ rệt; HCl, HBr và HI được xem là acid mạnh trong phạm vi phổ thông. Không được chỉ dựa vào độ âm điện của halogen để xếp độ mạnh acid.
**5. Vì sao HF không mạnh nhất?**
Fluorine rất âm điện làm liên kết $H-F$ rất phân cực, nhưng liên kết này đồng thời rất bền. Việc tách $H^+$ khỏi HF khó hơn nên HF phân li kém hơn trong nước. Độ mạnh acid phụ thuộc toàn bộ quá trình phân li và solvation, không chỉ một yếu tố độ âm điện.
**6. Tính khử của ion halide**
Ion halide nhường electron theo:
$2X^-\rightarrow X_2+2e$
Khả năng nhường electron tăng xuống nhóm:
$F^-<Cl^-<Br^-<I^-$
Do đó $I^-$ có tính khử mạnh nhất trong bốn ion, còn $F^-$ yếu nhất. Xu hướng này ngược với tính oxi hóa của $X_2$.
**7. Phân biệt ba xu hướng dễ nhầm**
- Độ bền liên kết: $H-F>H-Cl>H-Br>H-I$.
- Độ mạnh acid: $HF<HCl<HBr<HI$.
- Tính khử ion: $F^-<Cl^-<Br^-<I^-$.
Nhiệt độ sôi lại có ngoại lệ HF do liên kết hydrogen; không thể dùng một mũi tên duy nhất cho tất cả đại lượng.
**8. Quy trình câu hỏi so sánh**
- Xác định đề hỏi tính chất của phân tử $HX$, dung dịch acid hay ion $X^-$.
- Nếu hỏi nhiệt độ sôi: xét lực giữa các phân tử.
- Nếu hỏi độ mạnh acid: xét khả năng phân li, đặc biệt độ bền $H-X$.
- Nếu hỏi tính khử: xét khả năng ion nhường electron.
- Nêu nguyên nhân đúng cấp độ thay vì chỉ ghi thứ tự.
ezonthi