Kumpulan 17: halogen

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: Kumpulan 17, halogen. Ia pasangan sempurna kepada Kumpulan 1, kerana halogen menunjukkan trend kereaktifan yang bertentangan dan diterangkan oleh idea yang sama, saiz atom. Pelajari warna dan keadaan, tindak balas, peraturan penyesaran, dan sebab kereaktifan menurun menuruni kumpulan, dan anda mempunyai segala yang diminta peperiksaan bagi standard ini.

Apa itu halogen

Kumpulan 17 mengandungi fluorin (F), klorin (Cl), bromin (Br) dan iodin (I), dengan astatin di bawahnya. Ia bukan logam yang reaktif dan wujud sebagai molekul dwiatom (F₂, Cl₂, Br₂, I₂). Setiap atom halogen mempunyai tujuh elektron valens, jadi ia perlu memperoleh hanya satu elektron lagi untuk mencapai petala luar yang penuh dan stabil, inilah kunci kepada sifat kimianya.

Sifat fizik: warna dan keadaan

Anda mesti tahu bagaimana warna dan keadaan fizik berubah menuruni kumpulan:

• Klorin ialah gas kuning kehijauan.
• Bromin ialah cecair perang kemerahan yang membebaskan wap perang.
• Iodin ialah pepejal hitam keunguan yang mengsublim menjadi wap ungu apabila dipanaskan.

Jadi menuruni kumpulan, warna menjadi lebih gelap, dan keadaan fizik berubah daripada gas → cecair → pepejal. Takat lebur dan takat didih meningkat menuruni kumpulan, dan ketumpatan meningkat. Corak yang teratur ini menjadikan halogen contoh yang baik untuk soalan yang meminta anda meramalkan sifat sesuatu unsur daripada kedudukannya: jika anda tahu bromin ialah cecair perang dan iodin ialah pepejal hitam, anda boleh menjangka astatin yang lebih rendah lagi ialah pepejal yang lebih gelap dan lebih tumpat.

Sifat kimia

Oleh sebab setiap atom mempunyai tujuh elektron valens, halogen bertindak balas dengan memperoleh satu elektron untuk membentuk ion bercas −1 (contohnya Cl menjadi Cl⁻, dipanggil ion klorida). Dua tindak balas yang perlu anda tahu:

• Dengan air. Klorin larut dalam air membentuk air klorin, yang berasid dan bertindak sebagai peluntur, jadi ia boleh menyahwarnakan pewarna.
• Dengan besi panas. Halogen bertindak balas dengan besi yang dipanaskan membentuk besi(III) halida. Bagi klorin: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃.

Trend kereaktifan dan sebabnya

Idea yang paling kerap diperiksa ialah kereaktifan menurun menuruni Kumpulan 17: klorin lebih reaktif daripada bromin, yang lebih reaktif daripada iodin. Anda mesti boleh menerangkan ini:

Penerangan. Menuruni kumpulan, setiap atom mempunyai satu petala elektron lagi, jadi saiz atom bertambah. Oleh itu petala terluar berada lebih jauh dari nukleus, dan nukleus menarik elektron yang masuk dengan kurang kuat. Ini bermakna atom memperoleh elektron dengan kurang mudah, jadi halogen itu kurang reaktif. Itulah sebabnya kereaktifan menurun dari klorin ke iodin.

Tindak balas penyesaran

Halogen yang lebih reaktif menyesarkan halogen yang kurang reaktif daripada larutan halidanya. Oleh sebab kereaktifan menurun menuruni kumpulan, halogen yang lebih tinggi akan menyesarkan yang lebih rendah. Contohnya, klorin (lebih tinggi) menyesarkan bromin (lebih rendah) daripada kalium bromida:

Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

Larutan tanpa warna bertukar perang apabila bromin bebas dihasilkan, yang mengesahkan penyesaran telah berlaku.

Contoh penyelesaian

Soalan. Gas klorin digelegakkan melalui larutan kalium iodida yang tanpa warna. (a) Nyatakan apa yang anda perhatikan. (b) Tulis persamaan kimia seimbang. (c) Terangkan, dari segi kereaktifan, mengapa tindak balas ini berlaku.

Langkah 1, Ramal daripada kereaktifan. Klorin berada di atas iodin dalam Kumpulan 17, jadi klorin lebih reaktif daripada iodin.

Langkah 2, Nyatakan pemerhatian. Klorin yang lebih reaktif menyesarkan iodin daripada larutan. Iodin dihasilkan, jadi larutan bertukar perang.

Langkah 3, Tulis persamaan. Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂.

Langkah 4, Terangkan. Klorin lebih reaktif kerana ia lebih kecil, jadi ia menarik elektron dengan lebih kuat dan memperoleh elektron dengan lebih mudah daripada iodin. Oleh itu ia mengambil tempat iodin dalam sebatian, membebaskan iodin bebas.

Jawapan. (a) Larutan bertukar perang. (b) Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂. (c) Klorin lebih reaktif daripada iodin (atom lebih kecil, memperoleh elektron dengan lebih mudah), jadi ia menyesarkan iodin daripada kalium iodida.

Soalan latihan

Soalan. (a) Susun klorin, bromin dan iodin mengikut urutan kereaktifan yang menurun. (b) Nyatakan sama ada bromin boleh menyesarkan klorin daripada kalium klorida, dan terangkan jawapan anda.

Jawapan. (a) Mengikut urutan kereaktifan menurun: klorin > bromin > iodin. (b) Bromin tidak boleh menyesarkan klorin, kerana bromin kurang reaktif daripada klorin (bromin lebih rendah dalam kumpulan, jadi ia atom lebih besar yang memperoleh elektron dengan kurang mudah). Halogen yang kurang reaktif tidak boleh menyesarkan yang lebih reaktif.

Petua peperiksaan

Pelajari warna dan keadaan dengan tepat, klorin (gas kuning kehijauan), bromin (cecair perang kemerahan), iodin (pepejal hitam keunguan), kerana soalan pemerihalan mengharapkan perkataan yang tepat. Bagi mana-mana soalan kereaktifan atau penyesaran, sentiasa terangkan trend menggunakan saiz atom yang bertambah, petala luar yang berada lebih jauh dari nukleus, dan oleh itu atom memperoleh elektron dengan kurang mudah. Perhatikan bahawa ini ialah imej cermin Kumpulan 1: bagi logam, atom yang lebih besar melepaskan elektron dengan lebih mudah (lebih reaktif), manakala bagi halogen, atom yang lebih besar memperoleh elektron dengan kurang mudah (kurang reaktif). Menyusunnya dengan betul ialah punca tunggal paling lazim markah hilang.

Kedudukan dalam bab

Standard ini berada bersebelahan Kumpulan 1 dalam bab Jadual Berkala Unsur dan mengukuhkan penaakulan berasaskan saiz yang sama. Ulang kaji warna, keadaan dan persamaan dengan nota ulang kaji dan latih tindak balas penyesaran dengan contoh penyelesaian. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan anda tidak pernah mengelirukan trend Kumpulan 1 dan Kumpulan 17 dan bahawa persamaan penyesaran serta pemerhatian anda lengkap, iaitu tepat tempat markah bagi standard ini merentasi Kimia SPM.

Ringkasan pantas

• Halogen Kumpulan 17 mempunyai 7 elektron valens dan membentuk ion −1.
• Menuruni kumpulan: warna lebih gelap, keadaan berubah gas → cecair → pepejal, takat didih meningkat.
• Halogen yang lebih reaktif menyesarkan yang kurang reaktif daripada halidanya.
• Kereaktifan menurun menuruni kumpulan kerana atom yang lebih besar memperoleh elektron dengan kurang mudah.