F 2 – Flo Halogen. Khí lục nhạt, chất lỏng có màu vàng nhạt. Tan trong HF lỏng. Chất oxi hóa mạnh nhất, ở điều kiện thường phản ứng mãnh liệt với kim loại, phi kim (trừ He, Ne, Ar), nước, axit, kiềm, amoniac. Tạo nên nhiều hợp chất với halogen. M = 37,996; d (l) = 1,108 (-189) ; ρ = 1,696 g/l (đktc); T nc = -219,699 o C; t s = -188,2 o C. 1. F 2 → 2F 0 (trên 800 0 C hay phóng điện) 2. F 2 + H 2 O (nước đá) → HOF + HF (đến 0 o C) 3. F 2 + H 2 O → 2HF + O o (t thường, tạp chất O 3 ) F 2 + nO o → O n F 2 (n = 1- 8) 4. 4F 2 + 6NaOH (loãng) → OF 2 ↑ + 6NaF + 3H 2 O + O 2 ↑ 5. 2F 2 + 4HClO 4 → 4ClO 3 F + O 2 ↑ + 2H 2 O (tạp chất ClO 3 (OF)] F 2 + HNO 3 (khan) → (NO 2 + )OF (t thường) 6. F 2 + H 2 → 2HF (từ -250 o C đến t thường, trg tối) 7. F 2 + O 2 → O 2 F 2 (-183 o C, phóng điện) 8. 5F 2 + E 2 → 2EF 5 (E = Cl,Br, 200 o C; E = I, t thường) 9. 3F 2 + S → SF 6 (t thường) 10. 3F 2 + N 2 → 2NF 3 (phóng điện) 11. F 2 + Xe → XeF 2 (400 o C, p) 12. F 2 + 2Na → 2NaF, 3F 2 + 2Sb = 2SbF 3 (t thường) 13. F 2 + 2NaCl → 2NaF + Cl 2 14. 3F 2 + 8NH 3 (k) → N 2 + 6NH 4 F (NH 3 cháy trg F 2 , 130 – 140 o C) 15. 2F 2 + SiO 2 → SiF 4 + O 2 (t thường) 16. 2F 2 + 2Na 2 CO 3 →4NaF + 2CO 2 + O 2 (t thường) 17. F 2 + 2KHSO 4 → K 2 S 2 O 6 (O 2 ) + 2HF (t thường, tạp chất KSO 3 F, KHSO 3 (O 2 )] Cl 2 – Clo Halogen. Khí lục màu vàng, bền nhiệt. Khi bão hòa khí clo vào nước được làm lạnh, tạo nên hợp chất bao rắn. Tan nhiều trong nước, bị phân hóa một mức độ lớn (nước clo). Tan trong cacbon tetraclorua, SiCl 4 lỏng, TiCl 4 lỏng. Tan ít trong dung dịch NaCl bão hoà. Không phản ứng với oxi. Phản ứng với kiềm. Chất oxi hóa mạnh, phản ứng mãnh liệt với kim loại và phi kim. Tạo hợp chất với các halogen khác. M = 70,906; d = 1,9 (-102) ; d(l) = 1,557 (-35) ; ρ = 3,214; T nc = -101,03 o C; t s = -34,1 o C; ν t = 229,9 (0) ;68,3 (80) . 1. Cl 2 → 2Cl 0 (trên 1500 o C) 2. 8Cl 2 .46H 2 O ↓ → 8Cl 2 (bão hòa) + 46H 2 O (0 – 9,6 o C) 3. Cl 2 + nH 2 O → Cl 2 .nH 2 O; K c = 0,062 (t thường) Cl 2 .nH 2 O (dd) → HCl + HClO + (n-1)H 2 O pK c = 3,38 4. 2Cl 2 + 2H 2 O → 4HCl + O 2 (dưới ánh sáng hay đun sôi, chậm) 5. Cl 2 + 2NaOH (nguội) = NaCl + NaClO + H 2 O 6. 3Cl 2 + 6NaOH →5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O (đun sôi) 7. Cl 2 + H 2 → 2HCl (đốt H 2 trong Cl 2 hay trong t thường , dưới ánh sáng) Những quá trình cơ bản: Cl 2 = 2Cl 0 Cl 0 + H 2 = HCl + H 0 H 0 + Cl 2 = HCl + Cl 0 8. Cl 2 2 F  → ClF, ClF 3 , ClF 5 (200 – 400 o C) 9. Cl 2 + E 2 → 2ECl (0 0 C, E = Br, t thường - E = I) 10. Cl 2 (ẩm) + 2Na → 2NaCl ( t thường) 3Cl 2 + 2M → 2MCl 3 ( t thường, M=Sb; trên 250 0 C, M = Fe) 11. 3Cl 2 + 2P (đỏ) → 2PCl 3 (đốt trg Cl 2 ) 12. Cl 2 (loãng) + 2NaI (nguội) → 2NaCl + I 2 ↓ 3Cl 2 (đặc) + NaI (nóng) + 3H 2 O → 6HCl + NaIO 3 13. Cl 2 + 3H 2 O 2 (đặc) → 2HCl + 2H 2 O + 2O 2 ↑ 14. 2Cl 2 + 2H 2 O (hơi) + C (cốc) → CO 2 + 4HCl (500- 600 0 C) 2Cl 2 + 2C(cốc) + TiO 2 → TiCl 4 + 2CO (900 o C) 15. Cl 2 + 2AgClO 3 (bão hòa) → 2AgCl ↓ + O 2 ↑ + 2ClO 2 ↑ Cl 2 + 2(NaClO 2 .3H 2 O) → 2NaCl + 2ClO 2 ↑ + 6H 2 O (t thường) 16. 3Cl 2 + NH 4 Cl (bão hòa) → Cl 3 N ↑ + 4HCl (60 – 70 0 C) 17. Cl 2 + KCl (đặc) → K[Cl(Cl) 2 ] 18. 2Cl 2 + H 2 O + HgO → HgCl 2 + 2HClO (0 – 5 0 C) 2Cl 2 + HgO → HgCl 2 + Cl 2 O (0 o C) Br – Brom Halogen. Chất lỏng đỏ thẩm, nặng, khí nâu đỏ. Brom lỏng tan ít trong nước. Khi bão hòa nước được làm lạnh, tạo nên hợp chất bao rắn. Ở điều kiện thường tan vừa phải trong nước và bị phân hóa một mức độ không lớn (nước brom). Độ tan tăng lên khi có mặt bromua và clorua kim loại kiềm, giảm xuống khi có mặt sunfat. Trộn lẫn vô hạn với cacbon đisunfua, cacbon tetraclorua, phản ứng với kiềm. Chất oxi hóa mạnh. Tạo hợp chất với các halogen khác. M = 159,808; d(l) = 3,12 (20) ; t nc = -7,25 o C; t s = +59,82 o C; K t = 3,58 (20) ; 3,45 (40) . 1. 6Br 2 .46H 2 O ↓ → 6Br 2 (b.hòa) + 46H 2 O (0 – 6 o C) 2. Br 2 (l) + nH 2 → Br 2 .nH 2 O (dd) ; K c = 0,21 (20 – 40 o C) Br 2 .nH 2 O (dd) → HBr + HBrO + (n-1)H 2 O; pK c = 8,14 3. 2Br 2 (dd) + 2H 2 O → 4HBr + O 2 ↑ (dưới ánh sáng hay đun sôi) 4. Br 2 + NaOH (loãng) → NaBr + NaBrO + H 2 O (0 – 5 o C) 3Br 2 + 6NaOH (đặc) → 5NaBr + NaBrO 3 + 3H 2 O (50 – 80 o C) 3Br 2 + 3Na 2 CO 3 (đặc, nóng) → 5NaBr + NaBrO 3 + 3CO 2 ↑ 5. 3Br 2 + 8(NH 3 .H 2 O) [loãng] → 6NH 4 Br + N 2 ↑ + 8H 2 O (40 – 50 o C) 3Br 2 + 10NH 3 (l) →Br 3 N.6NH 3 ↓ + 3NH 4 Br (-75 o C) 6. Br 2 + H 2 → 2HBr (350 o C, x.tác Pt) 7. Br 2 + 3F 2 → 2BrF 3 (-40 o C, trg CCl 3 F lỏng) Br 2 + F 2 → 2BrF (đến 0 o C) Br 2 + 5F 2 → 2BrF 5 (200 o C) 8. Br 2 + Cl 2 → 2BrCl (0 o C) Br 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O (nóng) → 2HBrO 3 + 10HCl 9. Br 2 + I 2 → 2IBr (45 o C, trg khí quyển N 2 ) 10. 3Br 2 + 2P (đỏ) + 6H 2 O → 2H 2 (PHO 3 ) + 6HBr (100 – 150 o C) 3Br 2 + S + 4H 2 O → H 2 SO 4 + 6HBr 11. Br 2 (dd) + H 2 S (b.hòa) →2HBr + S ↓ 12. Br 2 + 2NaI → 2NaBr + I 2 ↓ 13. 4Br 2 + 4H 2 O + BaS →BaSO 4 ↓ + 8HBr Br 2 + SO 2 + 2H 2 O → 2HBr + 2H 2 SO 4 14. 2Br 2 + H 2 O + HgO → 2HBrO + HgBr 2 ↓ (0 – 5 o C) 3Br 2 + 5AgBrO 3 + 3H 2 O → 5AgBr ↓ + 6HBrO 3 15. Br 2 + Na 2 SO 3 + 2NaOH = 2NaBr + Na 2 SO 4 + H 2 O 4Br 2 + Na 2 SO 3 S + 10NaOH = 2Na 2 SO 4 + 8NaBr + 5H 2 O 16. Br 2 + H 2 O + KNO 2 = 2HBr + KNO 3 17. Br 2 + Cl 2 + 2CsCl (đặc) = 2Cs[BrCl 2 ] 18. Br 2 + CsBr (đặc) = Cs[Br(Br) 2 ] 19. Br 2 + 4O 3 = Br 2 O 4 ↓ (vàng) + 4O 2 ↑ (-50 o C, trg CCl 3 F lỏng) Br 2 O 4 → Br 2 O, Br 3 O 8 ? (trắng), Br 2 , O 2 (chậm, -40 o C, c.không) Br 2 O 4 → Br 2 O 3 (vàng), Br 2 , O 2 (chậm, -4 o C, c.không) 20. 7Br 2 + BrF 5 + 5EF 5 = 5(Br 3 + )[EF 6 ] (nâu) (-196 o C; E = As, Sb) 21. Br 2 (k) € 2Br o (trên 1200 o C) I 2 – Iot Halogen. Đen tím, có ánh kim, bay hơi. Tan ít trong nước, một lượng vô cùng bé(so với Cl 2 và Br 2 ) bị phân hóa. Tan nhiều trong dung môi hữu cơ (dung dịch có màu tím hoặc nâu), trong dung dịch nước của iođua kim loại (nhờ sự tạo phức, nước iot), trong SO 2 lỏng. Chất khử yếu, chất oxi hóa; phản ứng với axit sunfuric đặc, axit nitric đặc, cường thủy, kim loại, phi kim, dung dịch đihiđro sunfua. Tạo hợp chất với các halogen khác. M = 253,808; d = 4,93; t nc = 113,5 o C; t s = 184,35 o C; K t = 0,029 (20) ; 0,22 (80) . 1. I 2 (r) + H 2 O € HI + HIO; pK c = 15,59. I 2 + HIO = I 2 .HIO (hay I 2 .IOH) (dd). 2. 3I 2 + 10HNO 3 (loãng) = 6HIO 3 + 10NO ↑ + 2H 2 O (đun sôi). I 2 + 10HNO 3 (đặc, nóng) = 2HIO 3 + 10NO 2 ↑ + 4H 2 O 3. 3I 2 + 2HNO 3 (đặc) + 6HCl (đặc) = 6ICl + 2NO ↑ + 4H 2 O(60 – 80 o C). 4. I 2 + 2NaOH (loãng) = NaI + NaIO + H 2 O (0 o C). 3NaIO (dd) = 2NaI + NaIO 3 (t thường). 5. 3I 2 + 6NaOH (nóng) = 5NaI + NaIO 3 + 3H 2 O. 6. 3I 2 + 4(NH 3 .H 2 O) = I 3 N ↓ + 3NH 4 I + 4H 2 O. 7. I 2 + H 2 = 2HI (500 o C, x.tác Pt). 8. I 2 (huyền phù) + 3F 2 = 2IF 3 (-45 o C, trg CCl 3 F lỏng). I 2 + 5F 2 = 2IF 5 (t thường). I 2 (huyền phù) + IF 3 = 3IF ↓ (-40 o C, trg CCl 3 F lỏng). 9. I 2 + E 2 = 2IE (t thường, E = Cl; 45 o C, E = Br). I 2 + 3Cl 2 = I 2 Cl 6 (-78 o C). 10. I 2 + 5E 2 + 6H 2 O (nóng) = 2HIO 3 + 10HE (E = Cl, Br). 11. 2I 2 + 9O 3 = I(IO 3 ) 3 + 9O 2 (150 – 200 o C). I 2 + 5O 3 + H 2 O = 2HIO 3 + 5O 2 (t thường). 12. 5I 2 + 2P(đỏ) + 8H 2 O = 2H 3 PO 4 + 10HI (50 – 60 o C). 13. I 2 + 2Na = 2NaI . (trên 100 o C). 3I 2 + 2Al = 2AlI 3 (t thường, x.tác H 2 O) . 14. I 2 + KI (đặc) = K[I(I 2 )] (dd) 15. I 2 + 2HEO 3 = 2HIO 3 + E 2 (E = Cl, Br). I 2 + 2HEO 4 (đặc) + 4H 2 O = 2H 5 IO 6 + E 2 16. 7I 2 + 5Cl 2 O 7 (l) = 7I 2 O 5 + 5Cl 2 . 17. 2I 2 (huyền phù) + H 2 O + HgO = 2HIO + HgI 2 ↓ (0 – 2 o C). 18. I 2 + 7KrF 2 = 2IF 7 + 7Kr (t thường). I 2 + 5NaClO + 2NaOH = 5NaCl + 2NaIO 3 + H 2 O, I 2 + 5H 2 O 2 (đặc, nóng) = 2HIO 3 + 4H 2 O. 19. I 2 (huyền phù) + H 2 S (bão hòa) = 2HI + S ↓ , I 2 + SO 2 + 2H 2 O = 2HI + H 2 SO 4 , I 2 + 2Na 2 SO 3 S (dd) = 2NaI + Na 2 S 4 O 6 . 20. I 2 + H(PH 2 O 2 ) + H 2 O = H 2 (PHO 3 ) + 2HI. 21. I 2 + 3F 2 + 2MF = 2M[IF 4 ] (M = Rb, K, Cs). 22. I 2 + Cl 2 + 2MCl (đặc) = 2M[ICl 2 ] (đun sôi, M = K, Rb,Cs). I 2 + Br 2 + 2MBr (đặc) = 2M[IBr 2 ] (M = K, Cs). 23. 2I 2 + 3I 2 O 5 + 10H 2 SO 4 (đặc) = 10(IO + )HSO 4 (vàng) ↓ + 5H 2 O. 24. 3I 2 (l) € I 3 + + [I(I) 2 ] - , I 2 (r) € 2I o (trên 900 0 C). O 2 – Đioxi Phi kim. Khí không màu, lỏng màu lam nhạt, rắn màu chàm. O 2 lỏng sôi ở nhiệt độ cao hơn N 2 . Một thành phần của không khí: O 2 20,95%(thể tích), 23,15% (khối lượng) [ M(không khí) = 28,966, ρ (không khí) = 1,293 g/l (đktc)]. Tan ít trong nước (hơi nhiều hơn nitơ). Có khả năng phản ứng, đặc biệt ở nhiệt độ cao, phản ứng với đa số kim loại và phi kim, oxi hóa nhiều chất vô cơ. Bị hấp thụ hóa học trên muội Pt , than hoạt tính. Chất oxi hóa rất hoạt động hóa học là O nguyên tử ( hơn O 3 ) được tạo nên khi nhiệt phân nhiều hợp chất hoặc sinh ra từ O 2 phân tử trực tiếp trong vòng phản ứng. Oxi thiên nhiên gồm có đồng vị 16 O ( và tạp chất 17 O, 18 O ). Điều chế trong công nghiệp bằng chưng cất phân đoạn không khí lỏng ở nhiệt độ thấp, điện phân nước, điện phân kiềm nóng chảy. M = 31,998 ; d(r) = 1,288 (-219) ; d(l) = 1,14 (-183) ; ρ = 1,42895 g/l (đktc) ; t nc = -218,7 o C; t s = -182,962 o C; ν t = 4,89 (0) , 3,10 (20) , 1,78 (80) . 1. O 2 € 2O 0 (phóng điện, chiếu tia tử ngoại). O 2 + O 0 € O 3 . 2. O 2 + H 2 → { HO 2 , H 2 O 2 , H 2 O 3 , H 2 O 4 }. (-196 0 C, phóng điện). 3. O 2 + 2H 2 = 2H 2 O (550 o C, đốt cháy H 2 trong O 2 ). Những quá trình cơ bản: O 2 + H 2 = 2OH 0 , OH 0 + H 2 = H 2 O + H 0 . H 0 + O 2 = OH 0 + O 0 , O 0 + H 2 = OH 0 + H 0 . 4. O 2 + 2H 0 (Zn, HCl loã.) = H 2 O 2 . 5. O 2 + F 2 = O 2 F 2 . (-183 0 C, phóng điện). O 2 + N 2 € 2NO. ( phóng điện). 6. O 2 + S = SO 2 . (cháy trong không khí). 5O 2 + 4P (đỏ) = P 4 O 10 . (cháy trong không khí). 7. O 2 + C (than chì) = CO 2 . (600 – 700 o C, cháy trg không khí). O 2 + 2C (than chì) = 2CO. (trên 1000 o C). 8. O 2 (k.khí) + 4Li = 2Li 2 O. (trên 200 o C, tạp chất Li 2 O 2 ). 9. O 2 + 2Na = Na 2 O 2 . (cháy trg k.khí, tạp chất Na 2 O). O 2 + Na 2 O 2 = 2NaO 2 . (400 o C, p). 10. O 2 (k.khí) + K = KO 2 . (tạp chất K 2 O 2 ). O 2 (k.khí) + M = MO 2 . (M = Rb, Cs). 11. O 2 + 2Mg = 2MgO. (cháy trg k.khí). 3O 2 + 4Al = 2Al 2 O 3 . (cháy trg k.khí). 12. 2Ca + O 2 = 2CaO. (trên 300 0 C). 13. 2O 2 + 3Ba = 2BaO + BaO 2 . (cháy trg k.khí). O 2 + 2Ba = 2BaO . (trên 800 o C). O 2 + 2BaO = 2BaO 2 . (đến 500 o C). O 2 + 2BaO 2 = 2Ba(O 2 ) - 2 . (đến 100 o C, p). 14. O 2 + 2Zn = 2ZnO. (cháy trg k.khí). O 2 + 4Cu = 2Cu 2 O . (160 – 250 o C). 15. O 2 + 4Fe(OH) 2 (h.phù) = 4FeO(OH) ↓ + 2H 2 O. O 2 + 4Cr(OH) 2 + 2H 2 O = 4Cr(OH) 3 ↓ . 16. O 2 + H 2 SO 4 (loãng) + Pb = PbSO 4 ↓ + H 2 O 2 , O 2 + 4H 2 O + 2TiCl 3 + 2HCl = H 2 O 2 + 2H 2 [TiCl 4 (OH) 2 ], O 2 + 2H[SnCl 3 ] + 6HCl (loã.) = 2H 2 [SnCl 6 ] + 2H 2 O. 17. 11O 2 + 4Fe(S) 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 . 18. O 2 + 2Co(NO 3 ) 2 + 10(NH 3 .H 2 O) = [Co 2 (NH 3 ) 10 ( µ - O 2 2- )](NO 3 ) 4 + 10H 2 O. 19. O 2 + HemFe = [HemFe ¬ O=O]. (HemFe là nhóm hem trg hemoglobin của máu). 20. O 2 + PtF 6 = (O 2 + )[PtF 6 ]. O 2 + E + 3F 2 = (O 2 + )[EF 6 ]. (150 – 500 o C, p; E = As, Sb, Bi, Nb, Ru, Rh, Pt, Au). C – Than chì Phi kim. Dạng tồn tại bền của nguyên tố cacbon (C α ). Đã biết được những dạng bền giả: kim cương (C β ), cacbin (C 2 ) n , fuleren C 60 và C 70 . Than chì đen – xám, có ánh kim, sờ thấy nhờn, mềm, dẫn điện. Hoạt động hóa học (khác kim cương và cacbin): phản ứng với hiđro, oxi, flo, lưu huỳnh, kim loại. Chất khử điển hình: phản ứng với hơi nước, axit nitric đặc, oxit kim loại. M = 12,011; d = 2,27; t nc = 3800 0 C; t s = 4000 0 C. 1. C + H 2 O (hơi) € CO + H 2 (800-1000 0 C) 2. C + 2H 2 SO 4 (đặc,nóng) = CO 2 ↑ + 2SO 2 ↑ + 2H 2 O C + 4HNO 3 (đặc, nóng) = CO 2 ↑ + 4NO 2 ↑ + 2H 2 O 3. C + 2H 2 = CH 4 (600 0 C, p, x.tác Pt) 2C + H 2 = C 2 H 2 (1500-2000 0 C) 4. C + O 2 = CO 2 (600-700 0 C, đốt trg k.khí) 2C + O 2 = 2CO (trên 1000 0 C) 5. C + 2F 2 = CF 4 (trên 900 0 C) 6. C + 2S = CS 2 (700-800 0 C) 7. 2C + N 2 € C 2 N 2 (phóng điện) 2C + H 2 + N 2 = 2HCN (trên 1800 0 C) 8. C + Si = SiC (1200-1300 0 C) 9. 2C + Ca = CaC 2 (550 0 C) 10. C + 2PbO = 2Pb + CO 2 (600 0 C) 11. 2C + Na 2 SO 4 = Na 2 S + 2CO 2 (600 0 C) 2C + Na 2 CO 3 = 2Na + 3CO (900-1000 0 C) 12. 3C + 8H 2 SO 4 (đ) + 2K 2 Cr 2 O 7 (đ) = 3CO 2 ↑ + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO 4 + 8H 2 O 13. C 3 2 4 3 4 (HNO + H SO + KC lO (KMnO )            → C n O (các oxit t.chì) (n=2-2,75, t thường) 14. 2C + nF 2 = 2CF n (florua than chì) [n ≤ 1,12; 450 0 C] 8C + F 2 = 2(C 4 + )(F − ) (t thường, trg k.quyển HF) 15. (8+x)C +M = MC 8+x [M = K, Rb, Cs, đến 150 0 C] 16. C (kim cương) → C (than chì) [trên 1200 0 C, chậm] (C 2 ) n (cacbin) → 2nC (than chì) [2300 0 C, chậm] . kim loại và phi kim, oxi hóa nhiều chất vô cơ. Bị hấp thụ hóa học trên muội Pt , than hoạt tính. Chất oxi hóa rất hoạt động hóa học là O nguyên tử ( hơn. lỏng. Chất khử yếu, chất oxi hóa; phản ứng với axit sunfuric đặc, axit nitric đặc, cường thủy, kim loại, phi kim, dung dịch đihiđro sunfua. Tạo hợp chất