Tính chất vật lí của phi kim ở điều kiện th-ờng các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái: + Một số phi kim tồn tại ở trạng thái rắn nh-: cacbon, silic, l-u huỳnh, photpho … + Có phi kim tồ
Trang 1Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 1
phi kim sơ l-ợc bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học
A - một số Kiến thức cần nhớ
I Tính chất vật lí của phi kim
ở điều kiện th-ờng các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái:
+ Một số phi kim tồn tại ở trạng thái rắn nh-: cacbon, silic, l-u huỳnh, photpho …
+ Có phi kim tồn tại ở trạng thái lỏng nh- brom
+ Một số phi kim tồn tại ở trạng thái khí nh-: oxi, clo, flo, nitơ …
- Phần lớn các phi kim không dẫn điện
- Các phi kim đều dẫn nhiệt kém
- Một số phi kim độc nh- clo, brom, iot …
II tính chất hoá học chung của phi kim
1 Tác dụng với kim loại
- Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành oxit
Thí dụ 1: Kali phản ứng với oxi tạo thành kali oxit:
Thí dụ 2: Nhôm cháy trong oxi tạo thành nhôm oxit:
t Al2O3
Thí dụ 3: Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit:
2CuO
- Các phi kim khác tác dụng với các kim loại tạo thành muối
Thí dụ 1: Magie phản ứng với khí clo tạo thành muối magiê clorua tinh thể:
Thí dụ 2: Sắt phản ứng với l-u huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt sunfua:
t FeS
2 Tác dụng với hidro
- Oxi tác dụng với hidro tạo thành hơi n-ớc
t 2H2O
- Một số phi kim khác tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí
t 2HCl
Trang 2Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 2
H2S
3 Tác dụng với oxi
Nhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit
t SO2
2P2O5
4 Mức độ hoạt động hoá học của phi kim
Mức độ hoạt động hoá học mạnh hay yếu của các phi kim đ-ợc xét dựa trên khả năng và mức độ phản ứng của chúng với kim loại và hidro Flo, oxi và clo là những phi kim hoạt động mạnh, còn l-u huỳnh, photpho, cacbon là những phi kim hoạt động yếu hơn
III Clo
Clo là chất khí màu vàng lục, mùi hắc, tan một phần trong n-ớc Clo là khí độc
1 Tính chất hoá học
a Tác dụng với kim loại
Clo tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua
MgCl2
2FeCl3
CuCl2
b Tác dụng với hidro
Clo tác dụng với hidro tạo thành khí hidroclorua, khí này tan trong n-ớc tạo thành dung dịch axit clohidric
H2 + Cl2 t o
2HCl
c Tác dụng với n-ớc
Khi tan trong n-ớc một phần khí clo tác dụng với n-ớc tạo thành axit clohidric và axit hipoclorơ:
d Tác dụng với dung dịch kiềm
Trang 3Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 3
Clo tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành muối natri clorua và muối natri hipoclorit (hỗn hợp muối NaCl và NaClO trong n-ớc gọi là n-ớc Gia-ven)
5KCl + KClO3 + 3H2O
Chú ý: Clo không tác dụng trực tiếp với oxi tạo thành oxit
2 ứng dụng và điều chế
a ứng dụng
Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong sản suất nh-: khử trùng n-ớc sinh hoạt, tẩy trắng vải, sợi, bột giấy và đ-ợc sử dụng nhiều trong công nghiệp cao su, chất dẻo …
b Điều chế
- Trong phòng thí nghiệm: Cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hoá mạnh
4HCl(dd đặc) + MnO2 o
t MnCl2 + Cl2 + 2H2O 16HCl(dd đặc) + 2KMnO2 o
t 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O
- Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn xốp
2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2
IV Cacbon
1 Đơn chất
a Tính chất vật lí của cacbon
- Dạng thù hình: " Dạng thù hình của nguyên tố là dạng tồn tại của những
đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố hoá học tạo nên" Cacbon có
ba dạng thù hình chính:
+ Kim c-ơng: là chất rắn trong suốt, cứng và không có khả năng dẫn điện Kim c-ơng th-ờng đ-ợc dùng làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính … + Than chì: là chất rắn mềm, có khả năng dẫn điện Than chì th-ờng đ-ợc dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì …
+ Cacbon vô định hình: là chất rắn, xốp không có khả năng dẫn điện Th-ờng đ-ợc sử dụng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản suất
Điện phân có màng ngăn
Trang 4Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 4
- Tính chất hấp phụ: Một số dạng cacbon vô định hình nh- than gỗ, than x-ơng mới điều chế có khả năng hấp phụ các chất khí, chất màu … trên bề mặt của chúng (gọi là than hoạt tính)
b Tính chất hoá học
Cacbon là một phi kim hoạt động hoá học yếu
- Cacbon tác dụng với oxi: Cacbon cháy trong oxi tạo thành cacbon đioxit
và toả nhiều nhiệt
- Cacbon tác dụng với oxit kim loại: Cacbon có tính khử nên ở nhiệt độ cao
có thể khử một số oxit kim loại:
2 Một số hợp chất của cacbon
a Các oxit của cacbon
- Cacbon oxit: CO là chất khí không màu rất độc không tan trong n-ớc Cacbon oxit là oxit trung tính không tác dụng với axit và kiềm
Cacbon oxit có tính khử mạnh, ở nhiệt độ cao có thể khử đ-ợc nhiều oxit kim loại:
t
t
Cacbon oxit cháy trong không khí hoặc trong oxi toả nhiều nhiệt:
- Cacbon đioxit: CO2 là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, khi bị nén và làm lạnh bị hoá rắn thành n-ớc đá khô (tuyết cacbonic) dùng để bảo quản thực phẩm
Cacbon đioxit là oxit axit
+ Tác dụng với n-ớc
Cacbon đioxit tác dụng với n-ớc tạo thành dung dịch axit cacbonic là axit yếu không bền, lầm quỳ tím chuyển sang màu đỏ
+ Tác dụng với dung dịch bazơ: Tuỳ theo tỉ lệ số mol giữa CO2 và bazơ
mà tạo thành muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp hai muối:
Trang 5Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 5
+ Tác dụng với oxit bazơ:
b Axit cacbonic và muối cacbonat
axit yếu không bền dễ bị phân tích thành CO2 và n-ớc, dung dịch H2CO3 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ
* Muối cacbonat: có hai loại muối cacbonat trung hoà và muối cacbonat axit (hidrocacbonat)
- Đa số muối cacbonat không tan trong n-ớc (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm: Na2CO3, K2CO3 … Hầu hết các muối hidrocacbonat tan tốt trong n-ớc nh-: Ca(HCO3)2, Ba(HCO3)2, Mg(HCO3)2 …
- Tính chất hoá học của muối cacbonat
+ Tác dụng với dung dịch axit
Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O
2NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O
+ Tác dụng với dung dịch bazơ
+ Tác dụng với dung dịch muối tạo thành hai muối, trong đó ít nhất có một muối ít tan
+ Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ: Hầu hết các muối cacbonat
đều dễ bị nhiệt phân huỷ (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm)
Na2CO3 + CO2 + H2O
V - Silic và công nghiệp silicat
1 Silic
Là nguyên tố phổ biến thứ 2 (sau oxi) trong thiên nhiên, silic chiếm 1/4 khối l-ợng vỏ trái đất, silic tồn tại chủ yếu d-ới dạng hợp chất trong cát
Trang 6Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 6
trắng và đất sét Silic là chất rắn màu xám, tinh thể tinh khiết có tính bán dẫn nên có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử, pin mặt trời …
ở nhiệt độ cao silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit:
Si + O2 t o
2 Silic đioxit (SiO2)
Silic đioxit là oxit axit không tan trong n-ớc, tác dụng với kiềm và oxit bazơ ở nhiệt độ cao tạo thành muối silicat:
2NaOH(r) + SiO2 (r) t o
Na2SiO3 + H2O CaO(r) + SiO2 (r) t o
CaSiO3
3 Công nghiệp silicat
a Sản xuất gốm, sứ
- Đồ gốm, sứ: gạch, ngói, gạch chịu lửa sành, sứ …
- Từ nguyên liệu chính là đất sét, thạch anh, fenspat đ-ợc trộn với n-ớc để hoá dẻo sau đó tạo hình, sấy khô và cuối cùng là nung ở nhiệt độ thích hợp
b Sản xuất xi măng
Xi măng là chất kết dính trong xây dựng có thành phần chính là canxi silicat và canxi aluminat
Các công đoạn chính để sản xuất xi măng:
- Nghiền nhỏ nguyên liệu: đá vôi, đất sét, quặng sắt … sau đó trộn với n-ớc tạo dạng bùn
thu đ-ợc clanhke
- Nghiền clanhke thành bột mịn (xi măng)
c Sản xuất thuỷ tinh
Natri silicat (Na2SiO3)
Các công đoạn chính để sản xuất thuỷ tinh:
- Trộn hỗn hợp cát (SiO2), đá vôi (CaCO3) và xôđa (Na2CO3) theo tỉ lệ thích hợp
tinh:
Trang 7Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 7
CaO(r) + SiO2 (r) t o
CaSiO3
Na2CO3(r) + SiO2 (r) t o
Na2SiO3 + CO2
- Làm nguội thuỷ tinh đến dẻo rồi tạo hình thành các đồ vật
VI - Sơ l-ợc về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học
1 Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Các nguyên tố đ-ợc sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử
2 Cấu tạo bảng tuần hoàn
a Ô nguyên tố
Ô nguyên tố cho biết: Số hiệu nguyên tử, kí hiệu hoá học, tên nguyên
tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó
- Số hiệu nguyên tử còn gọi là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn Số hiệu nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng
số electron trong nguyên tử
b Chu kì
- Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và đ-ợc xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron
- Có 7 chu kì trong đó các chu kì 1, 2, 3 đ-ợc gọi là chu kì nhỏ, các chu kì 4,
5, 6, 7 là các chu kì lớn
Thí dụ: Chu kì 2 gồm 8 nguyên tố có 2 lớp electron trong nguyên tử Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Ne là 10+
c Nhóm
Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và đ-ợc xếp thành cột theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử
12
Mg
Magie
24
Số hiệu nguyên tử Tên nguyên tố
Kí hiệu hoá
học
Nguyên tử khối
Trang 8Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 8
Thí dụ: Nhóm I gồm các nguyên tố kim loại mạnh, chúng đều có 1 electron
ở lớp ngoài cùng Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Fr là 87+
3 Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
a Trong một chu kì
Trong các chu kì nhỏ: Đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân:
- Số electron lớp ngoài cùng tăng dần từ 1 đến 8 electron
- Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố tăng dần
- Đầu chu kì là một kim loại kiềm, cuối chu kì là halogen và kết thúc là một khí hiếm
b Trong một nhóm
Trong một nhóm: Đi từ trên xuống d-ới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân:
- Số lớp electron tăng dần
- Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố giảm dần
4 ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học
a Biết vị trí nguyên tố ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố
Thí dụ: Nguyên tố A ở ô số 9, nhóm V chu kì II trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học Nêu cấu tạo nguyên tử và dự đoán tính chất của nguyên tố A
Nguyên tố A (Flo) ở ô thứ 9 nên có số hiệu nguyên tử là 9, có điện tích hạt nhân bằng 9+ và có 9 electron và có hai lớp electron Nguyên tố A
ở cuối chu kì II nên là phi kim hoạt động mạnh hơn oxi ở ô số 8 và nguyên
tố A ở đầu nhóm VII nên tính phi kim mạnh hơn clo ở ô 17
b Biết cấu tạo nguyên tử có thể suy đoán vị trí và tính chất của nguyên tố
Thí dụ: Nguyên tố B có điện tích hạt nhân là 12+ có 3 lớp electron và có 2 electron ở lớp ngoài cùng Xác định vị trí của B và dự đoán tính chât hoá học cơ bản của nó
Nguyên tố B (Magie) có 3 lớp electron và 2 electron lớp ngoài cùng nên nguyên tố B ở chu kì III nhóm II Mg đứng ở gần đầu chu kì II nên nó là
Trang 9Vuihoc24h.vn - Kờnh học tập Online Page 9
một kim loại Tính kim loại của Mg yếu hơn Na đứng tr-ớc nó trong cùng chu kì và Ca đứng d-ới nó trong cùng nhóm Tính kim loại của Mg mạnh hơn Al đứng sau nó trong cùng chu kì và Be đứng trên nó trong cùng nhóm