BÀNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
II. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM CHÍNH VIIA
II.4. Brôm, iốt, atatin và các hợp chất
I I .4 . 1 . B r ô m , iố t v à a ta ti n ( A t) là n h ữ n g n g u y ê n tố ít phổ
iến. Phân tử của chúng bao gồm 2 nguyên tử (X2). Ở điều kiện iường brôm là chất lỏng màu nâu. Còn iốt và atatin là chất rắn, ít có màu tím đen còn At là chất rắn có ánh kim. Các chất này tan trong nước, dễ tan trong cồn, rượu, benzen và các dung môi ĩu cơ khác.
Trong phần cấu tạo chúng ta đã biết với phân nhóm halogen ic trưng là tính chất oxy hóa và hoạt tính oxy hóa giảm từ đầu 'uyên tô F đến cuối nhóm là nguyên tố At.
Vì vậy cũng như clo, brôm có thể tác dụng với hydro, oxy, c , , V.V.. nhưng phản ứng kém mãnh liệt, còn iốt phản ứng ít hơn.
Vi dụ;
- Q - = 2H Q (phân line DO khi chiếu sáng)
H - - Br- = 2 H B r (phàn ứns xà v ra ờ 300°C )
H: - I, 2HI (xảv ra khi nuns nÓDS và thuận nghịch) Thèm nữa. haloeen có khá nãns OXỴ hóa mạnh có die đẩy halogen exv hoa kém bon ra khòi muối cùa nó:
CI- + 2NaBr = Br; - 2NaQ Br; +2NaI = I-,+ZNaBr
Vói ílo và clo khõne the hiện únh khử. nhune từ brôm đến aLann lĩnh khử lầns lẽn. Chứne thè hiện tính khử khi săp các á kim và chải OXỴ hóa khác:
5 0 - + Br~ ■- 6H ; 0 = 2HBiO; + 10HC1 3At; + ÌOHNO- = 6HAtO- - ÌONO + 2H;0
(áãJ )
Tinh chải oxv bóa của brỏm và ĩòt ããm so với d o còn dược Lbe hiện irons phản line với nước:
x ; - H -O HX - HXO
X là haloỉren. Phán ứn£ ihuận nehich và có hằns sỏ cân bản2 lần lượt vói Q - & - I là 2. i c r \ 4 .10-'’ và 5.1CT1?.
I I .4 2 . H ợ p c h ả i c ủ a b r õ m VJ iõ ì
* Hơp chãi hóa trị ảm của bròm và iòt là bromuahydro (HBr) và itMduahvđro <HD. chứne ỉà chài khí. hòa tan rãi manh trong r.ưcc và tao ứùnh axít. Tron í dãv hơp chãi của nsuvẽn tố halogen vci hvdro là HF HQ HBr HI.
Đi từ trái qua phải tính axít tăng, tính khử tăng và tính bền la liên kết X - H lại giảm.
Ví dụ: 2HBr + H2S 04 = Br2 + S 02 + 2H 20
(đặc)
8HI + H2S 04 = 4 I2 + H 2S + 4 H 20 Với HF và HC1 phản ứng không xảy ra.
Đa số các muối kim loại của các axít trên tan trong nước trừ gX, AuX; CuX và PbX2, v.v... ít tan.
* Hợp chất hóa trị dương của brom và iốt
Hợp chất hóa trị (+ 1) của clo, brôm và iốt là (HXO). Tương Ìg là HC10; HBrO và HIO. Trong các hợp chất HXO của ilogen khi hòa tan trong nước chỉ tồn tại ở dung dịch loãng và lúng là những axít yếu:
HBrO + H 20 = H30 + + BrO“
Và tính axít từ clo đến iốt giảm dần. Quan trọng là các muối la chúng. Các axít và muối đều có tính oxy hóa mạnh và tính cy hóa cũng giảm dần khi sắp xếp hợp chất từ clo đến iốt.
C á c hợp c h ấ t h ó a trị ( + 5) c ủ a c á c h a lo g e n là (Ị-LXO 3). T ro n g
) là HCIO3, HB1O3 và HIO3.
HBrOj chỉ tồn tại trong dung dịch, nếu nồng độ lớn hcm 50%
i phản ứng phân huỷ:
4H B r03 = 2Br2 + 5 0 2 + 2H 20
Riêng HIO3 bền có thể kết tinh là những tinh thp không màu.
rong nước các hợp chất HXO3 là những axít. Tịnh axít giảm ỉn từ HCIO3 đến HIO3. Axít HCIO3 có thể tương đương với axít
8
HQ. HBkO kém hơn. còn H10? là axít vếu. Các muõì cùa chúng là haloaennat (BromaL ĩotdal).
Độ tan của các muối Siam từ clorat đến iotdal. Khi đun nóng các muòì bị phân huỳ nhiệt và sự phân huỳ phúc tạp. tuy vậy chúng đều 2Ĩài phóns ra oxv. Khi đun nóna cácbromat kim loại kiềm lạo ra bromua và OXV. còn bromat của các kim loại nặng lạo ra oxýt \-à bromaa. còn các kim loại nặns khác lại lạo ra oxýt và bròm. Với iổt thì iodat cùa kim loại kiềm phản huỳ thành peiotđat và iotdua còn các ĩotdai khác ãống bròm.
Các axíi HXO? \"à muối của nó đều có tính OXV hóa mạnh và
tính o x y h ó a 21 ảm d án từ H C IO - đến H IO 3.
Có thể thấy điều đó qua cặp điện thê sau:
2HC103 + IOH“ + lOe = ơ 2 + 6H: 0 E° = 1.47V 2HB1O3 + 10H ' + lOe = Br, + 6H.O E° = 1.52V 2HIO- + 10H" + lOe = I2 + 6H20 E° = 1.2V
Các hợp chát trén có thể tác dụns với các á kim như luu huỳnh, phòtpho. asen. khí SO-,, v.v...
m . CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM PHỤ Yllg TTÌ.1. Nguvẽn tò mangan
Các nsuvêD tõ phàn nhóm phụ VIIfi gồm có man san (Mn), tacnexi (Tc) và rèm (Re), ơ đày chúng ta chi quan tàm đèn mansan.
Vé cảu tạo nsuyẽn tử Mn có 4 lớp điện từ 2. 8. 13. 2. Lớp điện tử vỏ naoài cùns có 2 điện từ và phàn lớp d sát tron2 có 13 điện từ. Đây là nsuyẽn tỏ kim loại. Như vậy manaan có thể cho
2 điện tử ngoài cùng để có sô' oxy hóa + 2 và nó có thể cho thêm điện tử ở phân lớp sát ngoài cùng. Như vậy có thể có các số oxy hóa khác + 4, + 6 và + 7.
Trong tự nhiên, mangan không tồn tại ở trạng thái tự do.
Khoáng vật quan trọng nhất của nó là M n ơ 2. Mangan được điều chế bằng phản ứng nhiệt nhôm với M n 02 hoặc bằng cách điện phân dung dịch muối mangan.
Mangan là kim loại có màu trắng bạc, rắn và nhẹ nóng chảy ở t° = 1250°c. Nó không tác dụng với oxy trong không khí vì tạo thành lớp màng mỏng bền ngãn cản sự tác động của các chất oxy hóa và sự tác động của nước.
Mangan được ứng dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim. Manganin là hợp kim của mangan, đồng và niken hay dùng trong kĩ thuật điện. Thép mangan có độ chịu mài mòn tốt, sử dụng nó để làm đường ray cho tàu hỏa. Freromangan là loại hợp kim được điều chế bằng phản ứng khử bằng c , loại quặng có chứa 2 nguyên tố mangan và sắt:
M n 02 + Fe203 + 5C = Mn + 2Fe + 5CO
Vể mặt hóa học, khi đốt nóng nó phản ứng với oxy, lưu huỳnh, phốtpho, nitơ và những á kim khác. Phản ứng với dung dịch axít giải phóng hydro vì có q>298 < 0.