Halogen là gì? Những ứng dụng quan trọng của Halogen trong đời sống – Monica

Halogen là gì? Những ứng dụng quan trọng của Halogen trong đời sống

Nếu đã tìm hiểu về hóa học có lẽ bạn đã thấy Halogen không phải là thuật ngữ mới mẻ. Đây là những nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học khá phổ biến trong đời sống. Vậy Halogen là gì? Hợp chất Halogen có những đặc điểm, tính chất nào và được ứng dụng ra sao trong các lĩnh vực. Cùng tìm hiểu qua bài viết hôm nay nhé!

Halogen là gì?

Halogen bao gồm những nguyên tố phi kim thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn hóa học. Thông thường, người ta thường gọi là các nguyên tố Halogen hay nhóm Halogen. Các nguyên tố Halogen đứng ở cuối chu kì, trước các nguyên tố khí hiếm, chúng có 7e lớp ngoài cùng.

Nhóm Halogen là gì thì nó bao gồm các nguyên tố hóa học như: Clo (Cl), Flo (Fl), I-ốt (I), Brôm (Br0, Astatin (At là nguyên tố phóng xạ, hiếm gặp tự nhiên trong lớp vỏ Trái Đất) và Tennessine (Ts là nguyên tố mới được phát hiện).

Bạn đang xem: Halogen là gì? Những ứng dụng quan trọng của Halogen trong đời sống

Halogen nghĩa là gì? Khí Halogen là gì? Nhóm Halogen là gì? Halogen gồm những nguyên tố nào? (Ảnh: Internet)

Cấu tạo phân tử của nhóm Halogen là gì?

Các nguyên tố Halogen đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử, phân thành hai phân lớp là s có 2 electron và p có 5 electron.

Chính vì có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chỉ thiếu 1 electron là đạt được cấu hình electron bền như khí hiếm mà các nguyên tố Halogen ở trạng thái tự do. Hai nguyên tử Halogen có thể góp chung một đôi electron để có thể tạo ra phân tử có liên kết cộng hóa trị không cực.

Nguyên tố Halogen có liên kết của phân tử (X2) không bền lắm và có thể dễ dàng bị tách thành 2 nguyên tử X. Trong phản ứng hóa học, các Halogen có tính chất hóa học cơ bản là tính oxy hóa mạnh do các nguyên tử này dễ thu thêm 1 electron.

Tính chất Vật lý và Hóa học của nhóm Halogen là gì?

Tính chất Vật lý của Halogen

• Trạng thái và màu sắc: Các nguyên tố Halogen chuyển từ khí sang lỏng, rắn và có màu sắc đậm dần như: Clo ở trạng thái khí có màu vàng lục, Flo ở dạng khí có màu lục nhạt, Brom ở dạng lỏng có màu đỏ nâu, I-ốt ở dạng rắn có màu tím đen và dễ thăng hoa.
• Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: Tăng dần từ Flo đến I-ốt
• Đặc điểm tan trong nước: Chỉ có Flo là không tan trong nước, các chất còn lại tương đối là tan ít và chủ yếu tan nhiều trong một số loại dung môi hữu cơ.
• Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: Thông thường Clo tồn tại ở dạng muối clorua, Flo ở trong khoáng vật criolit và florit, Brom ở chủ yếu trong muối natri và magie, bromua của kali, I-ốt có trong tuyến giáp của con người và một số loại rong biển,…

Tính chất Hóa học của nhóm Halogen

• Chính bở lớp electron ngoài cùng có 7e nên các nguyên tố Halogen là những phi kim điển hình. Các nguyên tố này rất dễ nhận thêm e để thể hiện tính oxy hóa mạnh.
• Khi đi từ F2 đến I2, tính oxy hóa của nhóm Halogen giảm dần.
• Trong nhóm Halogen chỉ có F có mức oxy hóa -1, các chất còn lại ngoài mức oxy hóa -1 còn có các mức +1, +3, +5, +7.

Tính chất Hóa học của nhóm Halogen. Dẫn xuất Halogen là gì? Nhóm Halogen là gì? (Ảnh: Internet)

Một số phản ứng hóa học minh họa tính chất của Halogen

Tác dụng với kim loại

Các nguyên tố Halogen phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au (riêng F2 phản ứng được với tất cả các kim loại) tạo ra muối Halogenua. Các phản ứng này thường sẽ xảy ra ở nhiệt độ cao:

2M + nX2 → 2MXn

Muối thu được sẽ ứng với mức hóa trị cao nhất của kim loại. Đặc biệt, phản ứng của Fe với I2 sẽ chỉ tạo ra sản phẩm là FeI2.

Phản ứng với Hidro

Halogen phản ứng với Hidro tạo ra Hidro Halogenua:

H2 + X2 → 2HX

Trong điều kiện:

• F2: Phản ứng được ngay cả ở trong bóng tối
• CI2: Chỉ xảy ra phản ứng khi được chiếu sáng.
• I2: Phải đun nóng, là phản ứng có tính thuận nghịch.
• Br2: Chỉ xảy ra được phản ứng khi đun nóng ở nhiệt độ cao.

Tác dụng với nước

F2 tác dụng mãnh liệt với nước, thể hiện qua phương trình:

2H2O + 2F2 → 4HF + O2

CI2 và Br có phản ứng thuận nghịch với nước:

H2O + X2 ↔ HX + HXO (Axit Halogen hiđric và Axit Hipohalogenơ)

H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO

I2 không phản ứng với nước.

Phản ứng với dung dịch kiềm

Dung dịch kiềm loãng nguội:

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

X2 + 2NaOH → NaX + NaXO + H2O

Cl2 + Ca(OH)2 bột → CaOCl2 + H2O

2Cl2 + 2Ca(OH)2 dung dịch → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

Riêng F2:

2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2

Dung dịch kiềm đặc nóng:

3X2 + 6KOH → 5KX + KXO3 + 3H2O

3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O (1000C)

Tác dụng với dung dịch muối Halogenua

Tác dụng với dung dịch muối Halogenua của các nguyên tố Halogen có tính oxy yếu hơn, F2 không có phản ứng này:

X2 + 2NaX’ → 2NaX + X’2 (Trong đó: Tính oxy hóa của Halogen X’ yếu hơn Halogen X)

Các cặp oxy hóa khử của các nguyên tố Halogen được xếp theo chiều giảm dần tính khử của các ion X–: I2/2I– đến Br2/2Br–, cuối cùng là Cl2/2Cl–

Halogen là gì? Muối Halogenua. Các phản ứng hóa học của nhóm Halogen (Ảnh: Internet)

Ứng dụng quan trọng của nhóm Halogen là gì?

Tạo ra đèn Halogen

Đèn Halogen là bóng đèn sợi đốt gồm một dây tóc vonfram bọc kín trong một bóng đèn nhỏ gọn với hỗn hợp khí trơ và một lượng nhỏ chất halogen như brôm hay i-ốt.

Sự kết hợp khí Halogen với sợi vonfram tạo ra phản ứng hóa học chu trình Halogen làm bổ sung vonfram cho dây tóc giúp duy trì độ trong suốt của vỏ bóng đèn và tăng tuổi thọ. Do đó, bóng đèn Halogen có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn đèn chứa khí thường hay đèn có tuổi thọ, công suất hoạt động tương tự. Đồng thời, đèn halogen cũng tạo ra ánh sáng có nhiệt độ màu và hiệu suất chiếu sáng cao hơn.

Halogen là gì? Ứng dụng quan trọng của Halogen trong việc tạo ra bóng đèn Halogen (Ảnh: Internet)

Ứng dụng của Halogen trong vật liệu và điện tử

Halogen free thường được sử dụng trong các thành phần điện tử, vỏ sản phẩm, vật liệu, chất dẻo và chất chống cháy. Loại chất chống cháy này giải phóng các chất có hại trong quá trình đốt, sưởi ấm và không thể tái chế. Vì vậy, nó ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người, thế hệ tiếp theo và môi trường xunh quanh. Do đó, các nước trên thế giới đang nỗ lực sử dụng các phương pháp tương ứng thay thế chính là Halogenation.

Ứng dụng của Halogen trong y học

Ứng dụng của I-ốt:

• Thuốc bôi i-ốt (5% iốt trong nước/êtanol) dùng để khử trùng vết thương, bề mặt chứa nước uống, thường có trong tủ thuốc của các gia đình.
• I-ốt 123 sử dụng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp.
• I-ốt 131 trong y khoa giúp điều trị bệnh Grave, ung thư tuyến giáp và chụp ảnh tuyến giáp.
• Nguyên tố I-ốt không nằm trong hợp chất với các nguyên tố khác thì tương đối độc với mọi sinh vật.

Halogen là gì? Ứng dụng của Flo trong việc điều chế thuốc trong y học (Ảnh: Internet)

Ứng dụng của Flo:

Hiện nay, hàng trăm hợp chất dược phẩm chứa flo được phát triển và đưa ra thị trường. Ví dụ như các thuốc chống khớp và chống viêm nói chung như Celebrex, thuốc chống suy nhược như Paxil và Prozac, thuốc chống nhiễm trùng như Cipro,…

Kết

Hy vọng qua bài viết trên đây, đã giúp bạn hiểu hơn về Halogen là gì cũng như những tính chất của nó. Nhóm Halogen có những ứng dụng rất quan trọng trong đời sống của chúng ta. Mong rằng những kiến thức trên đây sẽ giúp ích được bạn trong quá trình học tập cũng như tìm hiểu về các nguyên tố Halogen. Chúc các bạn thành công!

Đăng bởi: Monica.vn

Chuyên mục: Tổng hợp