Halogen với kim loại, hydrogen và phản ứng đẩy halogen

Mỗi nguyên tử halogen nhận $1$ electron thành $\mathrm{X^-}$, nên $\mathrm{X_2}$ thể hiện tính oxi hoá. Sức mạnh giảm từ $\mathrm{F_2}$ đến $\mathrm{I_2}$ (xem bài 1).

Halogen oxi hoá hầu hết kim loại thành muối halide. $\mathrm{Cl_2}$, $\mathrm{Br_2}$ oxi hoá kim loại có nhiều số oxi hoá lên mức cao nhất:

$$\mathrm{2Na} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{2NaCl}, \qquad \mathrm{2Fe} + \mathrm{3Cl_2} \rightarrow \mathrm{2FeCl_3}, \qquad \mathrm{Cu} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{CuCl_2}, \qquad \mathrm{2Al} + \mathrm{3Br_2} \rightarrow \mathrm{2AlBr_3}.$$

$\mathrm{I_2}$ là halogen yếu nhất nên chỉ oxi hoá sắt lên $+2$: $\mathrm{Fe} + \mathrm{I_2} \rightarrow \mathrm{FeI_2}$. Fluorine mạnh nhất, phản ứng với hầu hết kim loại.

Cân bằng bằng thăng bằng electron (xem phần Oxi hoá – khử): với $\mathrm{Fe} + \mathrm{Cl_2}$, mỗi $\mathrm{Fe}$ nhường $3$ electron, mỗi $\mathrm{Cl_2}$ nhận $2$ electron; bội chung nhỏ nhất là $6$, nên $2\ \mathrm{Fe}$ và $3\ \mathrm{Cl_2}$.

$\mathrm{X_2}$ cộng với $\mathrm{H_2}$ thành hydrogen halide $\mathrm{HX}$. Phản ứng khó dần từ F đến I:

Điều kiện càng dễ, halogen càng mạnh: đây là bằng chứng thứ hai cho dãy $\mathrm{F_2} > \mathrm{Cl_2} > \mathrm{Br_2} > \mathrm{I_2}$.

Halogen mạnh hơn oxi hoá ion halide của halogen yếu hơn thành đơn chất:

$$\mathrm{Cl_2} + \mathrm{2NaBr} \rightarrow \mathrm{2NaCl} + \mathrm{Br_2}, \qquad \mathrm{Br_2} + \mathrm{2NaI} \rightarrow \mathrm{2NaBr} + \mathrm{I_2}.$$

Phương trình ion (chỉ giữ chất tham gia thật sự): $\mathrm{Cl_2} + \mathrm{2Br^-} \rightarrow \mathrm{2Cl^-} + \mathrm{Br_2}$. $\mathrm{Cl_2}$ là chất oxi hoá, $\mathrm{Br^-}$ là chất khử.

Xét một cặp "halogen $\mathrm{X_2}$ và muối $\mathrm{NaY}$": phản ứng chỉ xảy ra khi $\mathrm{X}$ đứng trên $\mathrm{Y}$ trong nhóm.

Nhận ra sản phẩm bằng màu: $\mathrm{Br_2}$ cho dung dịch vàng nâu, thêm hexane và lắc thì lớp hexane màu cam; $\mathrm{I_2}$ cho dung dịch nâu, lớp hexane tím; $\mathrm{I_2}$ với hồ tinh bột cho màu xanh tím.

Hỗn hợp nhiều ion: khi sục $\mathrm{Cl_2}$ vào dung dịch có cả $\mathrm{Br^-}$ và $\mathrm{I^-}$, ion có tính khử mạnh hơn là $\mathrm{I^-}$ phản ứng trước; chỉ khi $\mathrm{I^-}$ hết, $\mathrm{Br^-}$ mới phản ứng.