Bài giảng Hóa học - Chương 12: Nhóm VIB

Chia sẻ: Phuc Nguyen | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Nhóm VIB, cấu hình e, liên kết ion, liên kết ion, tính chất lý học, tính chất hóa học, trạng thái tự nhiên,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học - Chương 12: Nhóm VIB

CHƯƠNG 12. NHÓM VIB Cr Mo W Crom Molipden Vonfram-Tungsten [Ar]3d54s1 [Kr]4d55s1 [Xe]4f145d46s2 III VI VI 24 42 74 I1,eV 6.76 7.10 7.98 I2,eV 16.49 16.15 17.70 I3,eV 30.95 27.13 24.08 rA, A 1.27 1.39 1.40 E3+/E, V - 0.74 - 0.2 - 0.15
Một số đặc điểm chung 1. Cấu hình e khá giống nhau nhưng AO-d của Cr, Mo điền đầy một nửa  BỀN. 2. I3 lớn  ít khả năng tạo liên kết ion với số OXH lớn hơn 2. 3. rA của Mo-W gần giống nhau do sự co La (Zr- Hf, Nb-Ta)  tính chất giống nhau hơn so với Cr. Không tồn tại chúng trong tự nhiên. 4. Có số OXH từ 0+5. Cr có số OXH đặc trưng nhất là +3, kém nhất là +6; Mo, W đặc trưng nhất là +6. Giống S ở số OXH +6. 5. Tạo anion của poliaxit.
NỘI DUNG 1. ĐƠN CHẤT 1. Tính chất lý học 2. Tính chất hóa học 3. Ứng dụng 4. Trạng thái tự nhiên, điều chế 2. HỢP CHẤT 1. Oxit 2. Muối
TÍNH CHẤT LÝ HỌC 1. Cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối 2. Là kim loại, màu trắng ánh xám, nhiệt độ nóng chảy cao 3. Nguyên chất dễ chế hóa cơ học; lẫn vết tạp chất C, N, H, O… thì cứng, giòn.
TÍNH CHẤT LÝ HỌC Mp Bp ΔHR-L d Moxo Hg=1 o C o C kJ/mol g/cm3 Cr 1875 2197 368.2 7.2 5 7.1 Mo 2610 5560 669.4 10.2 5.5 20.2 W 3410 5900 878.6 19.3 4.5 19.3
• Theo thuyết liên kết trong kim loại, trong tinh thể kim loại thường chỉ có 1 hoặc 2 e dẫn, các e hóa trị còn lại ghép đôi tạo liên kết cộng hóa trị. • Độ bền liên kết trong tinh thể kim loại tăng do liên kết cộng hóa trị là nhiều nhất bởi số e trên AO-d độc thân.
TÍNH CHẤT LÝ HỌC 1. Đều nặng, dẫn điện-nhiệt tốt, khó nóng chảy (đứng đầu trong 3 dãy kim loại chuyển tiếp), khó sôi. 2. W khó nóng chảy nhất được dùng làm sợi tóc bóng đèn, âm cực và đối âm cực của ống phát tia X. 3. Mo có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn W dùng làm chân treo sợi tóc bóng đèn. 4. Thép đặc biệt chứa Cr, Mo, W đều tăng độ cứng, độ bền nhiệt, bền ăn mòn và bền hóa. 5. Vi lượng Mo cần cho sự lớn và phát triển của cây và vi khuẩn nốt sần. Vi lượng Mo trong động vật liên quan đến hoạt động một số enzim (xantinoxidazo).
TÍNH CHẤT LÝ HỌC 1. 90% Mo, 85% W trong công nghiệp để chế tạo THÉP ĐẶC BIỆT. 2. Thép 3-4% Cr làm dụng cụ. 3. Thép 20%W làm cắt gọt. 4. Thép không rỉ: 18-25%Cr+0.14%Ni+0.8%Ti 5. Hợp kim Nicrom 10%Cr+25%Fe+2%Mn+63%Ni làm dây đốt lò điện. 6. Thép 60%Cr+5%Mo rất bền axit. 7. Hợp kim W-Mo thay thế Pt. 8. Hợp kim Al-W chế tạo động cơ ôtô, máy bay. 9. Hợp kim siêu cứng Stelit 20-35%Cr+35-55%Co+9-15%W+4- 15%Fe+2%C cứng như kim cương dùng làm dụng cụ cắt gọt tốc độ cao. 10. Hợp kim nặng 90%W+6%Ni+4%Cu có tỷ trọng ~ 18 dùng để ngăn tia phóng xạ tốt hơn Pb.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Độ hoạt động hóa học kém, giảm dần từ trên xuống trong nhóm 2. Ở nhiệt độ thường bền trong không khí, hơi ẩm, khí cacnonic do lớp màng oxit mỏng và bền bảo vệ bề mặt 3. Cr tấm cháy 1800oC; mạ 5 μm để chống rỉ 300o C 4Cr ( powder ) + 3O2 −1141kJ / mol 2Cr2O3 > 600o C 2 Mo + 3O2 −745 kJ / mol 2 MoO3 > 600o C 2W + 3O2 −842 kJ / mol 2WO3
1. F phản ứng ngay nhiệt độ thường tạo các florua CrF4, CrF5, MoF6, WF6 Phản ứng với Cl khi nóng; Phản ứng với Br chỉ có Cr và Mo; Phản ứng với I thì chỉ Cr. Hợp chất Mo, W có số OXH max, còn Cr thấp hơn. 1. CrH, CrH2 không bền, phân hủy khi đun nóng. Cr hấp thụ đến 5 % nguyên tử H; Mo, W hấp thụ H ở > 1200 oC 2. Ở nhiệt độ cao đều phản ứng với N, C, Si, B, S, P… tạo hợp chất có thành phần khác nhau.
2000 − 2500o C W + N2 WN 2 >800o C Mo + C MoC >1400o C W +C WC Các nitrua, cacbua là hợp chất kiểu xâm nhập có thành phần khác nhau, độ cứng rất lớn  truyền độ cứng cho hợp kim siêu cứng
1. Đều bền với nước. Mo, đặc biệt W bền với nhiều axit. 2. Trong dãy thế khử, Cr-Mo-W đều đứng trước H nhưng Mo-W rất gần H. 3. Cr có thể tác dụng với các axit H2SO4, HCl loãng do thế khử chuẩn nhỏ hơn 0, ban đầu phản ứng chậm do lớp màng oxit bảo vệ, khi đun nóng màng oxit tăng sẽ dễ phản ứng với; HNO3 đặc nguội gây o 2+ ε =−0.91V thụ động cho Cr Cr + 2e ﾈﾈﾈﾈﾈﾈ Cr ﾈﾈﾈﾈﾈﾈﾈ 3+ ε o =−0.41V 2+ Cr + 1e ﾈﾈﾈﾈﾈﾈﾈ Cr ﾈﾈﾈﾈﾈﾈ + θ 2+ Cr + 2 H Cr + H2 Z 2+ + θ 3+ 2Cr + 2H 2Cr + H 2 Z
1. Trên 600-800 oC, cả Cr-Mo-W tác dụng với H2O giải phóng H2. 2. Cr có thể tác dụng với các axit H2SO4, HCl loãng do thế khử chuẩn nhỏ hơn 0; HNO3 đặc nguội gây thụ động cho Cr 600 −800o C 2Cr + 3H 2O Cr2O3 + 3H 2 Z 600 −800o C Mo + 2 H 2O Mo2O2 + 2 H 2 Z 600 −800o C W + 2 H 2O WO2 + 2 H 2 Z
Mo + 2 HNO3 + ( x − 1) H 2O MoO3 .xH 2O +2 NO • Mo phản ứng được với HNO3 • Cr, Mo đều bị thụ động hóa giống Al, Fe trong dung dịch đặc-nguội của HNO3, H2SO4. • Mo, W hòa tan nhanh trong hỗn hợp axit W + 2 HNO3 + 8HF H 2WF8 + 4 H 2O + 2 NO Z • Không tan trong DD kiềm, tan trong kiềm nóng chảy với nitrat, clorat tạo thành cromat, molipdat, vonframat M + 3 NaNO3 + Na2CO3 Na2 MO4 + 3NaNO2 + CO2 Z
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ • Cromit Fe(CrO2)2, molipdenit MoS2, vonfamit (Fe,Mn)WO4, selit CaWO4 • Khử C để chế tạo ferocrom, feromolipden, ferovonfram; Điện phân dung dịch; Nhiệt nhôm; Khử H các oxit… 2C + O2 2CO Fe(CrO2 ) 2 + 4CO 2Cr + Fe + 4CO2 Cr2O3 + 2 Al Al2O3 + 2Cr WO3 + 3H 2 W + 3H 2O
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ • Cr. Louis Vauquelin, người Pháp, điều chế năm 1797. Chrome, tiếng Hilạp nghĩa là màu sắc. • Mo. Carl Scheele, người Thụy điển, chế hóa quặng molipden tách được MoO3. Hjelm, người Thụy điển, năm 1790 dùng than gỗ khử MoO3 thành Mo. Tiếng Hilạp Mo nghĩa là chì vì khoáng vật MoS2 molipdenit giống khoáng Galen của chì khi vạch lên nền trắng thì để lại vạch đen. • W. Cũng Carl Scheele năm 1781 tách được WO3 từ khoáng CaWO4 silit. 1783 hai anh em Jose-Frausto d’Elhuyar, Tây ban nha, tách được W và xác định tính chất.
• Chủ yếu là cấu tử của hợp kim; Cr dùng để mạ • Thép không rỉ, thép chịu axit, chịu nhiệt đều chứa Cr; Mo làm tăng tính bền nhiệt • Anot, catot, lưới, đầu vào dòng điện, dây tóc bóng đèn trong đèn điện tử, đèn đốt nóng, ống phát tia X, đèn phát sáng đều chế tạo bằng W tinh khiết. • WC rắn gần bằng kim cương, khó nóng chảy, chịu mài mòn cao để chế tạo hợp kim công cụ. • Các hợp kim của chúng chứa Ti, Tl, Nb, C để chế tạo chi ỨNG DỤNG tiết dụng cụ cắt gọt, khoan. • MoS2 là chất bôi trơn rất tốt • Hợp kim W-Co-Cr có độ rắn cao, bền mài mòn, chịu nhiệt • Hợp kim W-Cu-Ag có tính dẫn điện, nhiệt tốt, bền với mài mòn để chế tạo chi tiết cầu dao, công tắc, điện cực hàn điểm • Dây W, thanh W dùng cho lò điện nhiệt độ cao