intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hóa vô cơ - Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng

Chia sẻ: Up Up | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:217

Thêm vào BST
Báo xấu
506
lượt xem 159
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên tố hoá học là dạng các nguyên tử đặc trưng bằng toàn bộ tính chất xác định. Nếu khái niệm hạt ứng với vật đơn giản thì khái niệm về nguyên tử ứng với nguyên tố”. Thuyết nguyên tử: “Nguyên tố hoá học là dạng các nguyên tử có điện tích hạt nhân xác định”.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa vô cơ - Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng

  1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HOÁ BÀI GIẢNG GV NGÔ THỊ MỸ B ÌNH Đà Nẵng, 2007
  2. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC 1.1. Nguyên tố hoá học ....................................................................................... 2 1.1.1. Nguyên tố hoá học ................................................................................ 2 1.1.2. Đồng vị - Thù hình ................................................................................ 2 1.1.3. Độ phổ biến của các nguyên tố trong tự nhiên ...................................... 2 1.2. Tính bền của nguyên tố phóng xạ ................................................................ 3 1.2.1. Sự phóng xạ ........................................................................................... 3 1.2.2. Các cách phân huỷ phóng xạ ................................................................. 4 1.3. Phản ứng hạt nhân ....................................................................................... 4 1.3.1. Cơ chế phản ứng hạt nhân ...................................................................... 4 1.3.2. Các loại phản ứng hạt nhân .................................................................... 5 1.4. Nguồn gốc hình thành nguyên tố hoá học trên quả đất ................................ 5 1.5. Tổng hợp nhân tạo các nguyên tố trong phòng thí nghiệm ......................... 6 CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI TỔNG QUÁT CÁC CHẤT VÔ CƠ 2.1. Kim loại ……………………………………………….…………………... 8 2.1.1. Phân biệt kim loại và không kim loại …………………………………. 8 2.1.2. Cấu tạo nguyên tử của kim loại .………………………………………. 8 2.1.3. Cấu trúc tinh thể của kim loại …………………………………………. 8 2.1.4. Liên kết trong kim loại ………………………………………………… 9 2.1.5. Kim loại chuyển tiếp. Kim loại không chuyển tiếp …………………… 9 2.1.6. Tính chất vật lý của kim loại. Thuyết miền năng lượng ………………. 10 2.1.7. Điều kiện để kim loại phản ứng với nước, axit, bazơ, muối …………... 12 2.2. Á kim. Phi kim. Khí hiếm …………………………………………………. 14 2.3. Hợp chất ………………………………………….……………………….. 14 2.3.1. Hợp chất hoá học kim loại …………………………………………….. 14 2.3.2. Hyđrua …………...…………………………………………………….. 15 2.3.3. Oxit …………………………………………………………………….. 16 2.3.4. Hiđroxit …………………………..…………………………………….. 16 2.3.5. Muối ………………..…………………………………………………... 17 CHƯƠNG 3: PHỨC CHẤT 3.1. Khái niệm ……………...…………………………………………………... 19 3.1.1. Ion phức ………………………………………………………………... 19 3.1.2. Phức chất ……………………………………………………………….. 19 3.1.3. Ion trung tâm ………………………………………………………….... 19 3.1.4. Phối tử ………………………………………………………………….. 19 3.1.5. Cầu nội - Cầu ngoại ……………………………………………………. 20 3.1.6. Sự phối trí - Số phối trí - Dung lượng phối trí …………………………. 20 3.1.7. Phối tử đơn càng - Phối tử đa càng …………………………………….. 20 3.1.8. Phức vòng càng - Phức đa nhân ………………………………………... 21 3.1.9. Nội phức ………………………………………………………………... 21 Hoá vô cơ 213
  3. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3.1.10. Danh pháp của phức …………………………………………………... 21 3.2. Liên kết trong phức chất ………………………………………………….... 22 3.2.1. Thuyết liên kết hoá trị (VB) ..…………………………………………... 22 3.2.2. Thuyết trường tinh thể …………………………………………………. 25 3.2.3. Thuyết trường phối tử ...………………………………………………... 32 3.3. Tính chất của phức ……………………………………………………….... 34 3.3.1. Sự phân ly của phức trong dung dịch nước ……………………………. 34 3.3.2 Tính oxy hoá - khử của phức ……………………………………………. 36 3.3.3. Tính axit-bazơ của phức ………………………………………………... 36 CHƯƠNG 4: HIĐRO - NƯỚC 4.1. Hiđro ………………………………………………………………………. 37 4.2. Hiđrua …………………………………………………………………….... 40 4.3. Nước ………………………………………………………………………. 41 CHƯƠNG 5: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM VII 5.1. Nhóm VIIA (Halogen) …………………………………………………….. 45 5.1.1. Đơn chất ………..………………………………………………………. 45 5.1.2. Hợp chất halogen ……………………………………………………….. 50 5.1.2.1. Hiđro halogenua ….…………………………………………………. 50 5.1.2.2. Hợp chất oxi axit của clo …...……………………………………….. 53 5.2. Nhóm VIIB ………………………………………………………………… 56 5.2.1. Đơn chất ...........…...……………………………………………………. 56 5.2.2. Các hợp chất của mangan ……………………………………………… 58 5.2.2.1. Hợp chất Mn +2 …………………………………………………….. 58 5.2.2.2. Hợp chất Mn +4 …………………………………………… ……….. 59 5.2.2.3. Hợp chất Mn +6 …………………………………………… ……….. 60 5.2.2.4. Hợp chất Mn +7 …………………………………………………….. 60 CHƯƠNG 6: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM VI 6.1. Nhóm VIA …………...………………………………………… …………. 62 6.1.1. Oxi …….………..………………………………………………………. 62 6.1.2. Ozôn ………………………………………………………….....……… 64 6.1.3. Hợp chất của oxi ………….…………………………………………….. 66 6.1.3.1. Oxit …………...….………………………………………… ………. 66 6.1.3.2. Peoxit. Supeoxit. Ozonit …...……………………………………….. 68 6.1.3.3. Hiđro peoxit ………………………………………………… ……… 69 6.1.4. Lưu huỳnh …………………………………………………………...…. 71 6.1.5. Hợp chất của lưu huỳnh ……………………………………………...… 73 6.1.5.1. Đihiđro sunfua ……………………………………………… …..…. 73 6.1.5.2. Sunfus kim loại ……………………………………………… …...… 74 6.1.5.3. Sunfua đioxit- Axit sunfurơ - Muối sunfit ......................................... 76 6.1.5.4. Sunfu trioxit ………………………………………………… ……… 78 6.1.5.5. Axit sunfuric ………………………………………………… ……... 79 6.1.5.6. Muối sunfat và hiđrosunfat ………………………………… ………. 81 Hoá vô cơ 214
  4. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 6.1.6. Phân nhóm Selen ……………………………………………… ……….. 82 6.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………………… 84 6.2.1. Đơn chất ...........…...……………………………………………………. 84 6.2.2. Các hợp chất của crom ……………………………….………………… 86 6.2.2.1. Hợp chất Cr +3 …………………………………..………………….. 86 6.2.2.2. Hợp chất Cr +6 ……………………..……………………………….. 88 CHƯƠNG 7: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM V 7.1. Nhóm VA …………...……………………………………………………... 91 7.1.1. Nitơ …….………..……………………………………..…………….…. 91 7.1.2. Hợp chất của nitơ ………….……………..……………………………... 93 7.1.2.1. Nitrua ………...….…………………………………………………... 93 7.1.2.2. Amoniăc …………………...………………………………………… 93 7.1.2.3. Axit nitrơ ………….………………………………………… ……… 96 7.1.2.4. Muối nitrit …………………………………………………………... 97 7.1.2.5. Axit nitric …………………………………………………… ……… 98 7.1.2.6. Muối nitrat ………………………………………………………….. 100 7.1.3. Phôtpho …………………………………………………………………. 101 7.1.4. Hợp chất của phôtpho ……………………...…………………………… 104 7.1.4.1. Phôtphin …….……………………………………………… ………. 104 7.1.4.2. Phôtpho (III) oxit ……………………………………………........… 105 106 7.1.4.3. Axit phôtphorơ ................. .................................................................. 7.1.4.4. Phôtpho (V) oxit ………….…………………………………........… 107 7.1.4.5. Axit phôtphoric ……………………………………………….......... 109 7.1.4.6. Muối phôtphat ……………………....................…………….......…. 111 7.1.5. Giới thiệu phân nhóm Asen …………………………………….......….. 112 7.1.6. Hợp chất của phân nhóm Asen ………………………………….......…. 113 7.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………….......… 119 CHƯƠNG 8: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM IV 8.1. Nhóm VA …………...……………………………………………........…... 120 8.1.1. Cacbon ….………..……………………………………..………........…. 120 8.1.2. Hợp chất của cacbon ……………………..………………………........... 124 8.1.2.1. Cacbua ………...….……………………………..………….........….. 124 8.1.2.2. Cabon oxit ………………...…………………………………........… 126 8.1.2.3. Cacbon đioxit …….………………………….………………........… 127 8.1.2.4. Axit cacbonic …………………………………………….......……... 129 8.1.2.5. Hiđro xianua và xianua …………………………………….......…… 129 8.1.2.6. Cacbon tetrahalogenua ..……………………………………........….. 130 8.1.3. Silic …..……………………………………………………………......... 131 8.1.4. Hợp chất của silic ……………………...…….......………………........… 133 8.1.4.1. Silan .......…….………………………………………………........…. 133 8.1.4.2. Silic tetrahalogenua ..…………………………………………........… 134 8.1.4.3. Silic đioxit ……................. ................................................................. 135 Hoá vô cơ 215
  5. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 8.1.4.4. Axit silixic ...........………….………………………………….......… 136 8.1.4.5. Silicat ………………………………………………………........…... 136 8.1.4.6. Silixua kim loại ..…………………....................……………........…. 137 8.1.5. Phân nhóm Gecman …………………............…………………........….. 137 8.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………………… 144 CHƯƠNG 9: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM III 9.1. Nhóm IIIA …………...….…………………………………………………. 145 9.1.1. Bo ..…….………..………………………………………………………. 146 9.1.2. Hợp chất của bo .………….…………………………………………….. 147 8.1.2.1. Oxit boric ……...….………………………………………… ………. 147 8.1.2.2. Axit boric …………………...……………………………… ……….. 148 8.1.2.3. Borat ………………………………………………………… ……… 149 9.1.3. Nhôm ……………………………………………………………………. 150 9.1.4. Hợp chất của nhôm ……………………………………………………… 152 9.1.4.1. Nhôm oxit …...……………………………………………… ………. 152 9.1.4.2. Nhôm hiđroxit ..……………………………………………………… 153 154 9.1.4.3. Nhôm hiđrua .............................................. ......................................... 9.1.4.4. Muối nhôm(+3) …………………………………………… ………… 155 9.1.5. Phân nhóm Gali ...…………………………………………… ………….. 157 9.2. Nhóm IIIB ………….…………………………………………………….… 158 9.2.1. Đơn chất ………………………………………………………………... 159 9.2.2. Hợp chất M(+3) ...……………..……………………………………...... 160 9.2.3. Khảo sát các nguyên tố Lantanit ..……………………………………… 161 9.2.4. Các hợp chất của Lantanit …………………………….……………...… 162 9.2.5. Khảo sát các nguyên tố Actinoit ..……………………………………… 163 CHƯƠNG 10: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM II 10.1. Nhóm IIA …………...….……………………………………………….…. 165 10.1.1. Đơn chất ..............................................................……………………… 165 10.1.2. Hợp chất của kim loại kiềm thổ ………………………………………… 170 10.1.2.1. Hiđrua ….…...……………………………………………………….. 170 10.1.2.2. Oxit ..………………………………………………………………… 170 171 10.1.2.3. Peoxit ......................................................... ........................................ 10.1.2.4. Hiđroxit …………………………………………………………...… 172 10.1.3. Các hợp chất quan trọng .……………………………………………….. 173 10.1.3.1. Canxi hiđroxit ..……………………………………………………... 173 10.1.3.2. Canxi cacbonat ..…………………………………………………….. 173 10.1.3.3. Canxi sunfat ………………………………………………………… 174 10.1.3.4. Clorua vôi ………..………………………………………… ………. 174 10.1.4. Nước cứng ……………… ………………………………………….. 175 10.2. Nhóm IIB ………….…………………………………………………….… 176 10.2.1. Đơn chất ......................................……………………………………... 176 10.2.2. Các hợp chất ………………….....……………………………………… 179 Hoá vô cơ 216
  6. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 10.2.5.1. Hợp chất +1 …………………………………………………………. 179 10.2.5.2. Hợp chất +2 ……………………………………………… …………. 181 CHƯƠNG 11: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM I 11.1. Nhóm IA …………...….……………………………………………….…. 184 11.1.1. Đơn chất ................................................................………………….… 184 11.1.2. Hợp chất của kim loại kiềm …………………………………………… 186 11.1.2.1. Oxit. Peoxit ..……………………………………………… ………. 186 11.1.2.2. Hiđroxit ….………………………………………………… ……… 188 191 11.1.2.3. Muối của các kim loại kiềm .................... ......................................... 11.2. Nhóm IB ………….…………………………………………………….… 193 11.2.1. Đơn chất ……….......................................…………………………….. 194 11.2.2. Các hợp chất ..……………….....……………………………………… 198 11.2.2.1. Hợp chất +1 ..……………………………………………… ………. 199 11.2.2.2. Hợp chất +2 ..……………………………………………… ………. 200 11.2.2.3. Hợp chất +3 ..……………………………………………… ………. 201 CHƯƠNG 12: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM I 12.1. Nhóm VIIIA …………...….…..……………………………………….…. 204 12.1.1. Đặc điểm chung .....................................................………………….… 204 12.1.2. Heli…........................................………………………………………… 204 12.1.3.Neon ....................………………………………………………………. 205 12.1.4. Phân nhóm Kripton ….………………………………………………… 205 12.2. Nhóm VIIIB ………….…..…………………………………………….… 206 12.2.1. Khảo sát chung ….....................................…………………………….. 206 12.2.2. Họ sắt ..……...........………….....……………………………………… 206 12.2.2. Họ platin ............………………………………………………………. 210 Tài liệu tham khảo ................………………………………………………………. 212 ********************** Hoá vô cơ 217
  7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG 1 – LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC 1 .1. N GUYÊN TỐ HOÁ HỌC 1 .1.1. Nguyên tố hoá học Mendeleev: “Nguyên tố hoá học là d ạng các nguyên tử đặc trưng bằng toàn bộ tính chất xác định. N ếu khái niệm hạt ứng với vật đơn giản thì khái niệm về nguyên tử ứng với nguyên tố”. Thuyết nguyên tử: “Nguyên tố hoá học là dạng các nguyên tử có điện tích hạt nhân xác định”. Đơn chất: Do các nguyên tử của cùng một nguyên tố kết hợp với nhau tạo thành. Ví d ụ: Na, K, N2, O3, ... Hợp chất: Do các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau kết hợp với nhau tạo thành. Ví d ụ: CH4, H2O, ... 1 .1.2. Đồng vị - Thù hình * Tính thù hình: Là sự tồn tại của nguyên tố hoá học dưới dạng một số đơn chất. Các đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố tạo thành gọi là các chất thù hình. Nguyên nhân: có thể do số nguyên tử trong cấu tạo khác nhau hoặc có thể do cấu tạo tinh thể của chúng khác nhau. Ví dụ: O2 và O3, P trắng (cấu tạo tứ d iện) và P đỏ (cấu tạo dạng polime) ... Các chất thù hình có tính chất lý, hoá khác nhau. * Đồng vị: Là các nguyên tử có điện tích hạt nhân như nhau nhưng có số nơtron khác nhau. Đồng vị là hiện tượng phổ biến của các nguyên tố, đa số các nguyên tố là hỗn hợp của đồng vị. Nguyên tử lượng của các nguyên tố thường không phải là số nguyên vì đó là nguyên tử lượng trung bình của các đồng vị. Các đồng vị có hoá tính giống nhau, ngoại trừ các đồng vị của H. Ngày nay, người ta đã biết hơn 270 đồng vị bền và hơn 1000 đồng vị phóng x ạ. 1 .1.3. Độ phổ biến các nguyên tố trong tự nhiên Độ phổ biến của các nguyên tố (Clac): là độ chứa tương đối trung bình của m ột nguyên tố hoá học trong vũ trụ mà chúng ta có thể tìm hiểu được. Độ phổ biến đ ược tính bằng % khối lượng hay % tổng số nguyên tử. Độ phổ biến Nguyên tố Đồng vị phổ biến nhất % NT % KL 16 Oxi 58 47,2 O 8 28 Silic 20 27,6 Si 14 27 N hôm 6,6 8,8 Al 13 23 N atri 2,4 2,64 Na 11 56 Sắt 2,0 5,1 Fe 26 40 Canxi 2,0 3,6 Ca 20 2 Hoá vô cơ
  8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com 24 Magie 2,0 2,1 12 Mg 39 K ali 1,4 2,6 19 K 48 Titan 0,25 0,6 22Ti 31 Photpho 0,05 0,08 15 P 55 Mangan 0,032 0,09 25 Mn Lưu huỳnh 32 0,03 0,05 16 S Độ phổ biến của một số nguyên tố trong vỏ Quả đất 9 nguyên tố chủ yếu của vỏ Quả đất là O, Si, Al, Na, Fe, Ca, Mg, K, Ti chiếm khoảng 94,65% tổng số nguyên tử của tất cả các nguyên tố có trong vỏ Q uả đất. - H , He là 2 nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, vũ trụ chứa khoảng ¾ là H và ¼ là He (theo khối lượng), các nguyên tố còn lại chỉ chiếm khoảng hơn 1%. - Đ ộ phổ biến của các hạt nhân nguyên tử trong thiên nhiên giảm nhanh theo chiều tăng số khối của chúng. - Đ ộ phổ biến tương đối của các hạt nhân nguyên tử có số proton chẵn cao hơn so với các hạt nhân nguyên tử có số proton lẻ. - V ới 1 nguyên tố thì số đồng vị có số nơtron chẵn phổ biến nhất, các đồng vị có số proton và nơtron lẻ ít phổ biến. Tóm lại: Độ phổ biến của các nguyên tố được quyết định bởi xác suất của các phản ứng hạt nhân tạo thành chúng và bởi độ bền tương đối của các đồng vị. 1 .2. TÍNH B ỀN CỦA NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ 1 .2.1. Sự phóng xạ Sự phóng xạ là hiện tượng một số nguyên tố phát ra bức xạ có khả năng x uyên qua các chất, ion hoá không khí, hoá đen kính ảnh, ... N ăm 1896, Becquerel là người đầu tiên phát hiện tính phóng xạ của U rani, đến năm 1898 – Mari và Pierre Curie phats hiện tính phóng xạ của Thori. Sự phóng xạ là sự tự chuyển hoá đồng vị không bền của nguyên tố hoá học này thành đồng vị của nguyên tố hoá học khác kèm theo sự phóng ra các hạt sơ cấp hay hạt nhân (ví dụ hạt ). - Phóng xạ tự nhiên: là sự phóng xạ xảy ra ở các đồng vị thiên nhiên của các nguyên tố. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên là những nguyên tố nặng nằm sau Bi trong b ảng hệ thống tuần hoàn như 232Th, 235U, ... - Phóng xạ nhân tạo: năm 1934 – Irène Curie, Frédéric Joliot Curie phát hiện: nếu bắn phá các nguyên tố nhẹ (B, Mg, Al ...) bằng các hạt  sẽ tạo thành các hạt nhân mới không bền (tạo thành các nguyên tử phóng xạ). Sau đó các hạt nhân này phân rã p hát ra pozitron. V í dụ : 13 Al  24 He  15 P  01 n 27 30 3 Hoá vô cơ
  9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com 30 Đồng vị 15 P là đồng vị được điều chế nhân tạo, đồng vị phóng xạ không b ền phân rã tạo thành hạt nhân bền.  30 30 15 P  14 Si  e Phóng xạ nhân tạo đ ã góp phần điều chế đ ược hàng trăm đồng vị phóng x ạ của các nguyên tố. - Chu kỳ bán rã (chu kỳ bán huỷ) T1/2 : là khoảng thời gian cần để một nửa lượng ban đầu của nguyên tố phóng xạ bị phân rã. T1/2 : là đại lượng đặc trưng cho thời gian sống của các nguyên tử. T1/2 biến đổi trong một khoảng rất rộng, từ phần nghìn giây đến hàng tỉ năm. Ví dụ: T1/2 của Ra là 1620 năm, T1/2 của U là 4,5 tỉ năm. 1 .2.2. Các cách phân huỷ phóng xạ * Phân rã  : hạt nhân phóng ra 1e (hạt  -) chuyển 1n của hạt nhân thành p theo sơ đồ: np+e K hi phân rã  thì điện tích hạt nhân tăng 1 đơn vị, khối lượng không đổi tạo nên 1 đồng vị có số thứ tự lớn hơn số thứ tự của nguyên tố đầu 1 đơn vị. V í dụ : 234 Th  234 Pa  e  90 91 Bi  210 Po  e  210 83 84 * Phân rã pozitron: sự phân rã giải phóng pozitron (hạt +). Pozitron là hạt cơ bản có điện tích +1 và khối lượng của e. Sự phân rã  + chuyển 1p thành 1n: p  n + e+ , làm giảm điện tích hạt nhân 1 đơn vị, khối lượng không đổi. V í dụ : 11 C  11 B  e  6 5 * S ự chiếm giữ e: làm giảm điện tích hạt nhân 1 đơn vị, số khối không p + e-  n đổi : e thường bị chiếm giữ là e ở lớp K gần nhân nhất, các lớp L, M ít bị chiếm giữ e hơn. 40 40 V í dụ : 19 K  e  18 Ar * S ự phân rã  : là sự tách hạt  (nhân He) ra khỏi hạt nhân dẫn đến sự tạo thành đồng vị của nguyên tố có điện tích hạt nhân nhỏ hơn nguyên tố đầu 2 đ ơn vị, số khối giảm 4 đơn vị. Phân rã  đặc trưng đối với những nguyên tố nặng. V í dụ : 234 U  230 Th  24 He 92 90 * Sự tự phân hạch : là sự tự phân rã hạt nhân của các nguyên tố nặng thành 2 (hoặc 3, 4) hạt nhân của những nguyên tố nhẹ. Sự tự phân hạch rất đa dạng, hiện nay đã biết được sự tự phân hạch của 32 đồng vị nguyên tố nặng. 1 .3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1 .3.1. Cơ chế phản ứng hạt nhân Trong các phản ứng hạt nhân, ngoài sự phân huỷ phóng xạ còn có sự biến đổi nguyên tố. 4 Hoá vô cơ
  10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com Phản ứng hạt nhân là sự tương tác của hạt nhân với các hạt sơ cấp (n, p, 2 p hoton ) hay với các hạt nhân khác (hạt , dơtron 1 H ). Cơ chế của phản ứng hạt nhân : Một trong những hạt dùng bắn phá bị hạt nhân của nguyên tử được bắn phá (hạt nhân “bia”) chiếm đoạt tạo thành hạt nhân phức hợp trung gian có thời gian sống rất ngắn (10-7 giây), hạt nhân phức hợp này sẽ phóng ra 1 hạt cơ bản hay 1 hạt nhân nhẹ và biến thành đồ ng vị mới. V í dụ : Dùng hạt  bắn hạt nhân của nguyên tử N, chuyển N thành O. H ạt nhân phức hợp trung gian là 1 đ ồng vị của F (phản ứng hạt nhân của Rutheford 1919). 1 .3.2. Các loại phản ứng hạt nhân Đ ể thực hiện phản ứng hạt nhân, các hạt dùng bắn phá phải có năng lượng lớn để thắng được lực đẩy Coulomb của hạt nhân. Trong những năm gần đây, ngành vật lý đ ã dùng những máy gia tốc tạo nên những hạt có năng lượng lớn vài tỉ eV. Các phản ứng hạt nhân có thể thực hiện bởi các hạt , p, dơtron. * Phản ứng của hạt  : 14 4 17 1 hay 14 N (  , p ) 178Th 7 N  2 He  8 O  1 He 7 9 Be  24 He  12 C  01 n hay 49 Be (  , n ) 12 C 4 6 6 Ký hiệu phản ứng hạt nhân: bên trái ghi hạt nhân ban đầu, bên phải ghi hạt nhân thu được, trong ngoặc đơn ghi hạt dùng bắn p há và hạt thu được). * Phản ứng của hạt proton: 21 1 18 4 10 Ne  1 H  9 F  2 He 63 Cu  11H  30 Zn  01 n 63 29 * Phản ứng của dơtron: 24 2 22 4 12 Mg  1 H  11 Na  2 He 41 K  1 H  19 K  11H 2 42 19 * Phản ứng của nơtron: 10 1 7 4 5 B  0 n  3 Li  2 He 59 Co  01 n  27 Co   60 27 * Phản ứng của photon: 63 62 1 29 Cu    29 Li  0 n 27 Al    12 Mg  11H 26 13 1 .4. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC TR ÊN QUẢ ĐẤT Các kết quả nghiên cứu của ngành vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn cho thấy: sự tổng hợp và biến đổi nguyên tố xảy ra trong các giai đo ạn tiến hoá của các ngôi sao. Trong thiên nhiên, phản ứng hạt nhân diễn ra theo 2 cách: - Phản ứng nhiệt hạt nhân giữa các hạt tích điện (hạt nhân với hạt cơ bản) x ảy ra ở nhiệt độ rất cao hay từ trường mạnh. 5 Hoá vô cơ
  11. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com - Phản ứng hạt nhân xảy ra nhờ các nơtron không cần năng lượng cao. Sự phát triển của 1 ngôi sao và các quá trình hạt nhân xảy ra theo các giai đoạn: 1 ngôi sao mới hình thành chủ yếu chứa hiđro, khi xảy ra sự co b ên trong ngôi sao thì nhiệt độ tăng lên rất cao (10 – 20 triệu 0C) lúc này sẽ bắt đầu xuất hiện các phản ứng hạt nhân biến H thành He: 4 11 H  24 He  2    2  . Phản ứng này giải phóng năng lượng khổng lồ: 154 triệu kcal/1gH. Nguồn năng lượng khổng lồ này chủ yếu giữ mặt trời và các ngôi sao ở trạng thái nóng đỏ. H e được tích luỹ dần ở nhân ngôi sao, khi nhiệt độ nhân ngôi sao lớn hơn 150 triệu 0C thì bắt đầu xảy ra các phản ứng nhiệt hạt nhân tạo thành các đồng vị b ền của He, Be, C, O, Ne, ... Những phản ứng có p, n tham gia cũng xảy ra và các nguyên tố trước Bi tạo thành. Sự xuất hiện các nguyên tố nặng nhất như urani, thori, cali, ... xảy ra trong q uá trình bùng nổ của các ngôi sao cực mới. Các vụ nổ này giải phóng một năng lượng khổng lồ, kho ảng 4 tỉ độ với thời gian nổ của ngôi sao cực mới khoảng 10 giây, trong kho ảng thời gian này sinh ra m ột lượng lớn hạt có năng lượng cao, những hạt này đẩy các nơtron ra khỏi hạt nhân tạo nên dòng nơtron m ạnh gây ra p hản ứng hấp thu các nơtron b ởi các hạt nhân và tạo thành các nguyên tố nặng. 1 .5. TỔNG HỢP NHÂN TẠO CÁC NGUYÊN TỐ TRONG PHÒNG THÍ N GHIỆM - 1896 Mendeleev tìm ra định luật tuần hoàn chỉ có 63 nguyên tố tự nhiên. - 1875 – 1925 các nguyên tố đứng trước urani được tìm thấy trong tự nhiên, trừ các nguyên tố có Z bằng 43, 61, 85, 87 chưa tìm đ ược. - Tecnexi (Tc) có Z = 43 là nguyên tố đầu tiên được tổng hợp bằng cách dùng dơtron b ắn phá hạt nhân Mo: 98 2 99 1 42 Mo  1 H  43 Te  0 n Các nguyên tố astatin (At), prometi (Pr), franxi (Fr), ... tiếp tục được tổng hợp sau đó. - Các nguyên tố sau urani thường được tổng hợp bằng phản ứng hạt nhân với sự tham gia của hạt n, , dơtron, ... với năng lượng rất lớn (30 – 40 MeV). K hi bắn phá urani bằng dòng n trong lò phản ứng hạt nhân có thể thu đ ược các nguyên tố sau urani đến fecni (Z = 100). 238 1 239 92 U  0 n  92 U Np  e  239 239 U 92 93 Pu  e  239 239 Np  93 94 V à 239 Np  239 Pu  243 Am  ...  100 Fm 256 93 94 95 Tổng hợp các nguyên tố nặng nhất d ùng các phản ứng có sự tham gia của hạt  và của các ion có nhiều điện tích. V í dụ : 238 U ( 14 N , 6 n ) 246 Es 92 7 99 246 256 Es ( , n ) 101 Md 99 6 Hoá vô cơ
  12. Simpo PDF Merge and Split Unregistered VersionChương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học - http://www.simpopdf.com - N ăm 1964, một nhóm các nhà bác học đứng đầu là viện sĩ GN. Flerov đã tổng hợp được đồng vị của nguyên tố 104 (Ku). 242 22 260 94 Pu  10 Ne  104 Ku  4 n N ăm 1970, nguyên tố thứ 105 được tổng hợp bởi Flerov. Những công trình tổng hợp các nguyên tố nặng hơn vẫn đ ược tiếp tục. 7 Hoá vô cơ
  13. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các CHƯƠNG 2 - PHÂN LOẠI TỔNG QUÁT CÁC CHẤT VÔ CƠ Hoá học vô cơ nghiên cứu hầu hết các nguyên tố hoá học và hợp chất của chúng (trừ phần lớn các hợp chất của cacbon là hợp chất hữu cơ), nên ranh giới giữa hoá vô cơ và hoá hữu cơ là không rõ ràng. Do đó việc phân loại các chất vô cơ chỉ là tương đối. * Sơ đồ phân loại các chất vô cơ: CÁC CHẤT VÔ CƠ H ỢP CHẤT ĐƠN CHẤT 1 . Kim loại 1 . Hợp chất hoá học kim loại 2 . Hyđrua 2 . Á kim 3 . Phi kim 3. Oxit 4 . Khí hiếm 4. Hyđroxit (axit + b azơ) 5. Muối 6. Phức chất 2 .1. KIM LOẠI 2 .1.1. Phân biệt kim loại và không kim loại * K im loại là những nguyên tố hoá học tạo nên đơn chất có vẻ sáng đặc b iệt (còn gọi là ánh kim), có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt cao, dễ rèn và dễ dát m ỏng. N hững tính chất đặc trưng này của kim loại là do có các electron dịch chuyển tự do trong mạng lưới tinh thể kim loại. * Các kim loại có khuynh hướng cho electron tạo thành cation và tính chất hoá học chung nhất của kim loại là tính khử. * Các nguyên tố không kim loại là những nguyên tố hoá học không có các tính chất tạo nên sự đặc trưng của kim loại. Đó là á kim, phi kim, khí hiếm (sẽ x ét ở p hần sau). 2 .1.2. Cấu tạo nguyên tử của kim loại - Bán kính nguyên tử kim loại lớn hơn so với bán kính nguyên tử phi kim. - Lớp vỏ electron hoá trị có ít electron. Đa số kim loại có số electron hoá trị từ 1 đến 3 electron. - Với cấu trúc vỏ electron ngoài cùng là s, p (ns, np) thì kim loại thuộc p hân nhóm A. Với cấu trúc vỏ electron ngoài cùng là d, f (nd, nf) thì kim lo ại thuộc phân nhóm B. - Lực hút của hạt nhân với các electron ngoài cùng tương đối yếu, năng lượng ion hoá thấp nên d ễ cho electron. Do đó, tính chất hoá học đặc trưng của M - n e- = Mn+ kim loại là tính khử: 2 .1.3. Cấu trúc tinh thể của kim loại: K im loại chủ yếu có 3 dạng tinh thể: - Tinh thể lục phương như Zn, Mg ... Hoá vô cơ 8
  14. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các - Tinh thể lập phương tâm diện (tâm mặt) như Ca, Cu, Ag, Al ... - Tinh thể lập phương tâm khối như Fe, Na, Ba ... D ạng tinh thể được phân loại dựa trên ô mạng cơ sở. Ô mạng cơ sở là hình hộp nhỏ nhất được tách ra từ tinh thể mà đỉnh hình hộp là các nút mạng lưới. * Tinh thể lục phương có ô mạng cơ sở là khối hình trụ, 2 đáy là hình lục giác đ ều, các cạnh: a0 = b0  c0 và các góc  =  = 900,  = 1200. c c0  a0  b 0 b a * Tinh thể lập phương tâm khối có ô mạng cơ sở là khối lập phương, tại tâm khối lập phương có mộ t nút mạng. * Tinh thể lập phương tâm diện (tâm mặt) có ô m ạng cơ sở là khối lập p hương, ở tâm mỗi mặt của hình lập phương có một nút mạng và có a0 = b0 = c0,  =  =  =900. * Nguyên lý sắp xếp đặc khít: “ Trong tinh thể, các hạt (ion, nguyên tử, phân tử) có khuynh hướng sắp x ếp đặc khít nhất sao cho khoảng không gian tự do giữa chúng là nhỏ nhất.” 2 .1.4. Liên kết trong kim loại - Liên kết trong tinh thể kim loại có bản chất cọng hoá trị với 2 đặc điểm: + Liên kết cọng hoá trị không định chỗ cao độ. +Liên kết cọng hoá trị có nhiều tâm giải toả, được thực hiện bởi những electron tự do. Các liên kết có đặc điểm như vậy gọi là liên kết kim lo ại. N hờ liên kết không định chỗ cao độ mà một điện tử hoá trị của một nguyên tử nào đó (gọi là nguyên tử trung tâm) được xem như cùng một lúc xen p hủ với 8 hay 12 đám mây electron hoá trị của 8 hay 12 nguyên tử sắp xếp sát ngay nguyên tử trung tâm và gọi là những nguyên tử phối trí. Với kiểu liên kết này thì một liên kết vừa được hình thành lập tức bị phá bỏ ngay và xây dựng liên kết mới. Vì vậy trong tinh thể kim loại luôn có một “lớp electron tự do”. N hờ những electron tự do mà kim loại có tính d ẻo, có ánh kim, dẫn nhiệt, d ẫn điện tốt và bền vững cơ học. 2 .1.5. Kim loại chuyển tiếp - Kim loại không chuyển tiếp 2 .1.5.1. Khái niệm Kim lo ại không chuyển tiếp là những kim loại thuộc nguyên tố s và p có lớp electron ngoài cùng là: ns1 ... np4. Hoá vô cơ 9
  15. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các Kim loại chuyển tiếp là những kim loại thuộc nguyên tố d, f : (n-1)d hay (n-2)f. - Về vị trí trong bảng HTTH và tính chất hoá học: Kim loại chuyển tiếp nằm giữa chu kỳ 4, 5, 6 (mỗi chu kỳ có một dãy 10 nguyên tố d) và có tính chất chuyển tiếp từ nguyên tố s sang p. Chu kỳ 4: 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn (3d) Chu kỳ 5: 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd (4d) Chu kỳ 6: 57La* 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg (5d) N hóm Lanan (4f) và nhóm Actini (5f): gồm có 28 nguyên tố. - K im loại không chuyển tiếp thường chỉ có 1 số oxi hoá, nếu có 2 số oxi hoá thì sai kém 2 đơn vị. K im loại chuyển tiếp có nhiều số oxi hoá b ất kỳ, dễ tạo phức, ion hiđrat thường có màu. 2 .1.5.2. Đặc điểm cấu hình electron hoá trị của kim loại chuyển tiếp (d) - Tổng quát: vỏ electron hoá trị của kim loại chuyển tiếp là:(n-1)d110ns12. Phân lớp (n-1)d có năng lượng tương đương với năng lượng phân lớp ns (E(n-1)d  E ns), vì vậy khi phân lớp (n-1)d chưa đạt cấu hình bán bão hoà (d5) hoặc bão hoà (d10) thì 1 electron lớp ngoài cùng (ns) chuyển vào để đạt cấu hình bán bão hoà hoặc bão hoà bền hơn. Ví dụ: theo quy luật thì vỏ electron hoá trị của Cr là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2, nhưng để đạt cấu hình bán bão hoà thì Cr chuyển 1 electron ở p hân lớp 4 s vào phân lớp 3d: 3d5 4 s1. - N hững kim loại chuyển tiếp mà vỏ electron hoá trị có cấu hình d510 do việc chuyển 1 electron từ phân lớp s ngoài cùng vào chưa phải là bền vững hoàn toàn. 2 .1.5.3. Tính chất chung của kim loại chuyển tiếp - Cũng như kim loại nói chung, kim loại chuyển tiếp có số electron ngoài cùng ít hơn 3. Trong một dãy từ trái sang phải và trong một nhóm B, tính kim lo ại giảm. - Các kim loại chuyển tiếp thể hiện nhiều số oxi hoá, do khi đ ược kích thích có một số electron ở phân lớp (n-1)d nhảy lên ns và np thành electron hoá trị. V í dụ: a) Cu: 3d 104s1  Cu*: 3d94s2. electron hoá trị Sau đó: Cu*: 3d 4s - 2e- = Cu (3d9) 92 2+ b) Au: 5d106s1  Au*: 5d8 6s26p1 electron hoá trị Au : 5d 6s 6p - 3 e = Au (5d8) * 8 2 1 - 3+ - N hững kim loại chuyển tiếp d, f chịu sự nén d, f nên bán kính nguyên tử nhỏ và bán kính ion cũng nhỏ, do vậy ion kim lo ại chuyển tiếp dù có điện tích b é cũng dễ dàng tạo phức. Mặt khác các electron hoá trị d thuận lợi cho việc tạo liên kết trong phức. 2 .1.6. Tính chất vật lý của kim loại - Thuyết miền năng lượng 2 .1.6.1.Tính chất Hoá vô cơ 10
  16. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các - Tất cả các kim loại đều là chất rắn (trừ Hg), có ánh kim, ở trạng thái phân tán có màu xám sẫm. - K im loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Nhiệt độ tăng lên làm giảm độ d ẫn điện, dẫn nhiệt của các kim loại. Một số kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt như: Cu, Au, Ag, Al, ... - K im loại có tính dẻo do đặc điểm cấu tạo m ạng tinh thể kim loại và liên kết kim loại: chúng có khả năng thay đổ i hình dạng khi chịu tác d ụng của lực cơ học, rồi khi ngừng tác dụng lực kim loại vẫn giữ được nguyên hình dạng đã lấy đ ược. Ví dụ: Au có thể dát mỏng thành lá cực mỏng trông qua được, có thể kéo sợi thành sợi mảnh khó thấy được. - Kim lo ại có khối lượng riêng lớn, chia làm 2 loại: + Kim loại nhẹ có d< 5g/cm3, như Li, Na, Al, ... + Kim loại nặng có d >5g/cm3, như Zn, Fe, Cu, ... - N hiệt độ nóng chảy của các kim loại biến đổi trong một khoảng rất rộng từ -38,870C(Hg) đến 33700C(W). 2 .1.6.2. Thuyết miền năng lượng (Thuyết vùng) - Trong mạng tinh thể kim loại số electron hoá trị rất lớn, tổ hợp tạo thành các MO có sự sai biệt các mức năng lượng rất bé tạo nên các mức năng lượng gần như liên tục, gọi là miền năng lượng. E Số nguyên tử 1 2 4 N Sự tạo thành các m ức năng lượng theo số nguyên tử - Sự sắp xếp electron vào các mức năng lượng theo thứ tự tăng dần (Pauli, K leckowski). Các electron hoá trị vào các mức năng lượng thấp nhất, đó là miền hoá trị, các mức năng lượng còn lại không chứa electron tạo thành miền dẫn, giữa miền hoá trị và miền dẫn có các khe năng lượng gọi là miền cấm (các electron hoá trị không thể sắp xếp vào). - Trong kim loại, miền hoá trị và miền dẫn phủ lên nhau và miền hoá trị chưa đầy electron. Dưới tác dụng của điện trường các electron nhận năng lượng chuyển sang các mức năng lượng kế cận còn trống tạo nên tính dẫn điện của kim lo ại. - V ới các chất cách điện (phi kim), miền cấm có khe năng lượng khá lớn và miền hoá trị đầy electron. Dưới tác d ụng của điện trường các electron hoá trị không đủ năng lượng để vượt qua miền cấm đến miền dẫn. - V ới chất bán dẫn, miền cấm có khe năng lượng khá nhỏ, miền hoá trị đầy electron. Dưới tác dụng của điện trường các electron hoá trị ở mức năng lượng cao của miền hoá trị có thể nhảy lên miền dẫn và tham gia dẫn điện. Hoá vô cơ 11
  17. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các a a a  c c  b b b K im loại Chất cách điện Chất bán dẫn a: miền dẫn ; b: miền hoá trị ; c: miền cấm Khi electron chuyển lên miền dẫn, miền hoá trị sẽ xuất hiện các mức năng lượng không đủ electron, gọi là các nút trống hay các lỗ.  + h  [ ] +  Trong điện trường các lỗ tương đương với một hạt điện tích d ương. Trong chất bán dẫn, dòng điện là do dòng electron (dẫn n negative) và các lỗ ở miền hoá trị (dẫn p positive). 2 .1.7. Điều kiện để kim loại phản ứng với nước, axit, bazơ, muối Trong những phản ứng với nước, axit, bazơ, muối thì kim lo ại là chất khử. V ì vậy người ta dùng thế khử để xét chiều phản ứng, đồng nghĩa với việc xét đ iều kiện kim loại phản ứng với các chất nói trên. *Các phản ứng của kim loại thường có sự hiện diện của H 2O, trong đó có hoà tan O2, ion H+ do đó liên hệ đến thế điện cực hiđro (H +/H2) và thế điện cực oxi (O2/H2O).  Phản ứng của điện cực hiđro: 2H+ + 2e-  H2 (k) Áp dụng phương trình Nerst ở 250C ta có: 0,059 [ H  ]2 = 0 2 H  2H + lg   / H2 / H2 kPH 2 2 X ét ở điều kiện chuẩn (P H = 1atm, 0 2 H = 0,0V):  / H2 2  2H = - 0,059pH  / H2 O2(k) + 4H+ + 4 e-  2H2O (l)  Phản ứng của điện cực oxi: Áp dụng phương trình Nerst ở 250C ta được: 0,059  O , 4 H / 2 H O = 0 O , 4 H / 2 H O + lg(kP O .[H +]4)   4 2 2 2 2 2 0 X ét ở điều kiện chuẩn (P O = 1atm,  O , 4 H / 2 H O =1,228V):  2 2 2  O ,4 H = 1 ,228 - 0,059pH  / 2 H 2O 2 Ta có: pH 0 7 14 0 - 0,413 - 0,826  2H  / H2 1,228 0,815 0,402  O ,4 H  / 2 H 2O 2 Hoá vô cơ 12
  18. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các * Kim loại phản ứng với H2O : 2H+ + 2e-  H2 (k) V ới pH = 7 thì  2 H / H = - 0,413 V  2 N hững kim loại có thế điện cực 0 M < - 0,413V có thể phản ứng với n /M nước, khử H+  H2. Tuy nhiên có một số kim loại có 0 M / M < - 0,413V nhưng n không phản ứng được với nước và sản phẩm phản ứng không tan trong nước, đã tạo màng bảo vệ không cho kim loại tiếp tục phản ứng. V ậy, điều kiện để kim loại phản ứng được với nước là: + K im lo ại có 0 M / M < - 0,413V n + Sản phẩm phản ứng phải tan trong nước, không tạo màng oxit bảo vệ. Ví d ụ :  K / K = -2,925V  2K + 2 H2O = 2KOH + H2 * Kim loại phản ứng với axit không oxi hoá: V ới pH = 0 thì  2 H / H = 0,0V  2 Đ iều kiện để kim loại tác dụng với axit không oxi hoá (tác nhân oxi hoá là + ion H , không phải gốc axit) là: + K im loại có 0 M / M <  2 H / H = 0,0V n  2 + Sản phẩm phản ứng tan, không tạo màng oxit bảo vệ Ví d ụ : 0 Fe / Fe = - 0,44V 2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 * Kim loại phản ứng với axit oxi hoá: N hững axit oxi hoá thường gặp là HNO3 và H2SO4 đ ặc với thế khử chuẩn là:  NO , 4 H / NO , H O =0,96V;0 SO , 4 H / SO , H O = ,172V; 0 SO , 2 H / S ,4 H O = 0,3572V 0   2  2  0 3 2 4 2 2 4 2 Đ iều kiện để kim loại tác dụng với axit oxi hoá với đa số trường hợp ở đ iều kiện tiêu chuẩn là: + K im loại có 0 M / M < 0axit oxi hoá n + Sản phẩm tan, không có màng oxit bảo vệ Ví d ụ: 0 Ag / Ag = 0,8V ; 0 NO , 4 H / NO, H O = 0,96V    3 2 3 Ag + 4HNO 3 = 3AgNO 3 + N O + H2O Tuy nhiên ở điều kiện khác chuẩn thì phải tính lại thế điện cực dựa vào p hương trình Nerst. * Kim lo ại phản ứng với bazơ: K im loại phản ứng với bazơ x ảy ra 2 giai đoạn: trước hết kim loại phản ứng với nước, sau đó sản mới tạo thành (hiđroxit có công thức tổng quát O mX(OH)n) phản ứng với kiềm. Trong OmX(OH)n, thông thường m=0 trong hiđroxit bazơ và hiđroxit lưỡng tính. V ậy, điều kiện để kim loại phản ứng với kiềm: + K im loại có 0 M / M < - 0,413V n Hoá vô cơ 13
  19. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các + Sản phẩm tạo thành phản ứng với kiềm (tức là hiđroxit của kim loại là lưỡng tính). Ví d ụ: 0 Al / Al = - 1,66V 3 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO 2 + 3H2 * Kim loại phản ứng với muối: + Kim loại có 0 bé hơn, không phản ứng với H2O, sản phẩm tan thì đ ẩy đ ược kim loại có 0 lớn hơn ra khỏi dung dịch muối. Ví d ụ: 0 Fe / Fe = - 0,44V ; 0 Cu / Cu = 0,337V 2 2 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO 4 2 .2. Á KIM - PHI KIM - KHÍ HIẾM 2 .2.1. Á kim Là nguyên tố mà ở điều kiện thích hợp thì biểu hiện tính kim loại trội hơn, ở điều kiện khác thì biểu hiện trạng thái không kim loại như B, Ge, Si, As, Sb ... Liên kết trong á kim là liên kết trung gian giữa liên kết kim loại và liên kết cọng hoá trị. 2 .2.2. Phi kim Gồm những nguyên tố mà ở điều kiện thường là trạng thái khí hay rắn. N ếu là khí thì phân tử gồm 2 nguyên tử như H 2, O2, N 2, Cl2 ... Nếu là rắn như I2, C, S, P, Se ... tinh thể. Liên kết trong phi kim là liên kết cọng hoá trị. 2 .2.3. Khí hiếm Là những nguyên tố ở điều kiện thường phân tử chỉ có một nguyên tử vì vỏ electron ngoài cùng đã bão hoà ns2np6, với lớp vỏ này thì khí hiếm rất khó p hản ứng. K hả năng phản ứng của khí hiếm rất kém. Tuy nhiên, ngày nay người ta đ ã tạo ra được một số hợp chất của khí hiếm như XeF2, XeO3 ... 2 .3. HỢP CHẤT 2 .3.1. Hợp chất hoá học kim loại K hi hoà tan nóng chảy các kim loại có thể p hản ứng với nhau tạo thành hợp chất kim loại. Hợp chất kim loại được tạo thành do liên kết hỗn hợp giữa các nguyên tử (liên kết kim loại, ion, cộng hoá trị). - Một số dạng hợp chất kim loại: + Bectolit: là những hợp chất kim loại có thành phần thay đổi Ví d ụ: Pb0,9995S  PbS0,9 ; TiO 1,9  TiO2 + Dantonit: là hợp chất kim loại có thành phần không đổi. Ví d ụ: Mg2Pb ; Cu3Al ... * Đặc điểm: - Hợp chất kim loại có thành phần xác định ứng với một công thức hoá học xác định. Ví d ụ : TiO0,9 , Cu3Al. - K iểu mạng tinh thể của hợp chất kim loại khác với kiểu m ạng của các kim loại thành phần. Hoá vô cơ 14
  20. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com chất vô cơ Chương2 – Phân loại tổng quát các - Nhiệt độ nóng chảy của hợp chất kim loại cao hơn nhiệt đ ộ nóng chảy của kim loại thành phần. Ví dụ: Mg nóng chảy ở 6500C, Sn nóng chảy ở 2320C, nhưng hợp chất Mg2Sn nóng chảy ở 795 0C. - Lý tính và hoá tính của hợp chất kim loại khác hẳn kim loại thành phần. Ví dụ: Các hợp chất kim loại thường cứng, dòn nhưng ở nhiệt độ 70-96% nhiệt độ nóng chảy của hợp chất kim loại thì hợp chất kim loại có tính dẻo. 2 .3.2. Hiđrua 2 .3.2.1. Khái niệm H yđrua là tên hợp chất của hyđrô với nguyên tố khác. Đuôi " ua" gắn với nguyên tố âm điện hơn. Ví dụ: hyđrua kim loại thì hyđrô âm điện hơn kiềm, kiềm thổ nên đuôi "ua" gắn liền với hyđrô: Liti hyđrua... Trong hyđrua phi kim, với những nguyên tố âm điện hơn hyđrô (Cl, N ...) thì đuôi "ua" đi liền với nguyên tố đó : H Cl- hyđrô clorua; NH 3- hyđrô nitrua ... 2 .3.2.2. Phân loại D ựa vào b ản chất liên kết hoá học trong hyđrua mà chia thành 3 loại: hyđrua ion, hyđrua cộng hoá trị và hyđrua kiểu kim loại.  Hyđrua ion: là hyđrua của kim loại có tính khử mạnh (độ âm điện nhỏ) như LiH, NaH ... trong những hợp chất này, hyđrô có số oxy hoá -1. Độ bền nhiệt: Trừ LiH có độ bền cao, còn lại các hyđrua ion như NaH, CaH 2 ... đều bị phân huỷ trước khi nóng chảy (Ví dụ: CaH2 phân huỷ ở 5000C trước khi nóng chảy ở 8160C). Trong khi đó halogen tương ứng nóng chảy ở nhiệt độ cao mà chưa phân huỷ (CaCl2 nóng chảy ở 7720C). Đ ể có được hyđrua ion nóng chảy và điện phân ly, người ta tiến hành trong khí quyển hyđrô, khi đó hyđrua điện ly cho anion hyđrô thực sự. NaH = Na+ + H - V í dụ: Từ H- và H2 ta có  0 / 2 H = - 2,25V rất âm, nên ion H- có tính khử rất  H 2 m ạnh, được dùng làm chất khử trong tổng hợp hữu cơ. + Hoá tính: hyđrua kim lo ại có hoạt tính cao, thuỷ phân mạnh và không thuận nghịch, thể hiện tính bazơ : NaH + H2O = NaOH + H2 CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H 2 H yđrua ion lưỡng tính dễ tạo phức với hyđrua khác: AlH 3 + 3BH3 = Al [BH4]3  Hyđrua cộng hoá trị (H -X) Phần lớn hợp chất của hyđrô với các nguyên tố khác là hợp chất cộng hoá trị. Cụ thể là hyđrua của các nguyên tố nhóm 4, 5, 6, 7 như CH4, NH3, H2S, H Cl, HF ... đều là hyđrua cộng hoá trị. Trong những hợp chất này hyđrô có số oxy hoá là +1. Tuỳ thuộc độ âm điện của nguyên tố X trong hyđrua mà liên kết X -H p hân cực mạnh hay yếu. * Tính chất + Những hyđrua cọng hoá trị ở điều kiện b ình thường là chất khí, chất lỏng dễ bay hơi. Hoá vô cơ 15
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2