các nguyên tố nhóm vib

Ứng dụng của Crôm - Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt: + như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo.. 

Các nguyên tố nhóm VIB

I Nguyên tố crôm(Cr):

1 Trạng thái tự nhiên:

- Crom là một kim loại cứng (có thể xem

là kim loại cứng nhất), mặt bóng, màu xám

thép ánh bạc với độ bóng cao và nhiệt độ

nóng chảy cao Nó là chất không mùi,

không vị và dễ rèn

- Crom là nguyên tố phổ biến thứ 21 trong

vỏ Trái Đất

2.Vị trí và cấu hình của Crom

trong bảng tuần hoàn hóa học:

-Crôm nằm ở ô thứ 24 chu kì 4 thuộc nhóm VIB trong bảng tuần hoàn hóa học -cấu hình của crôm:1s22s22p63s23p64s13d5.phân lớp d

[Ar]3d 5 4s 1

Số electron trên vỏ điện tử Khối lượng nguyên tử 52

3 Tính chất vật lý:

4 Cấu tạo

nguyên tử và tính chất hóa học:

Tính chất vật lý

Trạng thái vật chất Chất rắn

Mật độ gần nhiệt độ phòng 7,19 g·cm−3

Mật độ ở thể lỏng khi đạt nhiệt độ

nóng chảy 6,3 g·cm

−3

Nhiệt độ nóng chảy 2180 K, 1907 °C, 3465 °F

Nhiệt độ sôi 2944 K, 2671 °C, 4840 °F

Nhiệt lượng nóng chảy 21,0 kJ·mol−1

Nhiệt lượng bay hơi 339,5 kJ·mol−1

Nhiệt dung 23,35 J·mol−1·K−1

Áp suất hơi

P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k

at T

(K)

1656 1807 1991 2223 2530 2942

Tính chất nguyên tử Trạng thái ôxi hóa 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2

(Oxit, Axit mạnh)

Độ âm điện 1,66 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa

(more) 1st: 652,9 kJ·mol

−1

2nd: 1590,6 kJ·mol−1

3rd: 2987 kJ·mol−1

Bán kính cộng hoá trị 128 pm

Độ dài liên kết cộng hóa trị 139±5 pm

Các trạng thái oxy hóa phổ biến của crom là +2, +3 và +6, với +3 là ổn định nhất Các trạng thái +1, +4 và +5 là khá hiếm.Các hợp chất của crom với trạng thái ôxi hóa +6 là những chất có tính ôxi hóa mạnh Trong không khí, crom được ôxy thụ động hóa, tạo thành một lớp mỏng ôxít bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn quá trình ôxi hóa tiếp theo đối với kim loại ở phía dưới

a Tác dụng với đơn chất:

- Ở nhiệt độ thường Crôm chỉ tác dụng với flo.ở nhiệt độ cao thì tác dụng với oxi, clo, brôm, lưu huỳnh, nitơ, P, C, Si, B

- Crôm tác dụng với oxi tao thành crôm ôxít(Cr2O3)

4Cr + 3O 2 → 2Cr 2 O 3

- Ngoài ra còn tác dụng với moot1 số phi kim khác

2Cr +3S → Cr 2 S 3

2Cr +3S → Cr 2 S 3

b Tác dụng với axít

- Với dung dịch HCL, H2SO4 loãng nguội thì không phản ứng nhưng khi đun nóng thì phản ứng cho ra muối Cr2+ và khí H2

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

Cr + H 2 SO 4 → CrSO 4 + H 2

- Phản ứng với chất ôxi hóa

Cr + 6HNO 3(đn) → Cr(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

Cr + 4HNO 3(l) → Cr(NO 3 ) 3 + 3NO + 2H 2 O

Cr +6H 2 SO 4(đn) → Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 +6H 2 O

Lưu ý: Fe, Cr, Al bị thụ động trong HNO3, H2SO4 đặc nguội

C Tác dụng với nước

Tạo một lớp lõi bảo vệ nên không khí không thể thoát ra ngoài nên xem như không tác dụng với nước

5 Ứng dụng của Crôm

- Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt:

+ như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo

+ trong mạ crom,

+ trong quá trình anot hóa (dương cực hóa) nhôm, theo nghĩa đen là chuyển

bề mặt nhôm thành ruby

- Làm thuốc nhuộm và sơn:

6 Hợp chất của Crôm

a Crôm ôxít (CrO)

- dạng bột màu đen, là oxit Bazơ, là chất tự cháy

CrO + 2HCL → CrCl 3 + 3H 2 O

b Ôxít crom (III) (Cr 2 O 3 )

- Là chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục

- Chất bột màu lục thẩm, khó nóng chảy và cứng như Al2O3, cắt và mài kim loại.có tính lưỡng tính như Al2O3 nhưng không tan trong dung dịch loãng Axit hoặc Kiềm

Cr 2 O 3 + 6HCl → 2CrCl 3 + 3H 2

Cr 2 O 3 + 2NAOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

* Điều chế

- Trong công nghiệp

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 → t cao Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

- Trong phòng thí nghiệm

K 2 Cr 2 O 7 + S → Cr 2 O 3 + K 2 SO 4

c.CrO 3: dạng tinh thể màu đỏ, Oxit Axit

CrO 3 + NaOH → Na 2 CrO 4 + H 2 O

- Giống như SO3 nó là chất Oxi hóa mạnh như

CrO 3 + 2NH 3 → Cr 2 O 3 + N 2 + 3H 2 O

- Khi đun nóng đến 2500C thì bị phân hủy

4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2

- dễ tan trong nước

CrO 3 + H 2 O → H 2 CrO 4 axit Cromic (nhiều nước)

2CrO 3 + H 2 O → H 2 Cr 2 O 7 axit đicromic (ít nước)

d Hydroxit

- Cr(OH) 2: kết tủa màu vàng nâu, không tan trongkhí thì nước, khi đun nhẹ trong không khí thì tan trong axit, không tan trong dung dich kiềm

Cr(OH) 2 + O 2 + H 2 O → Cr(OH) 3

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O Cr(OH) 2 → CrO + H 2 O

- Cr(OH) 3:là một hydroxit lương tính

Cr(OH) 3 + HCL → CrCl 3 + H 2 O

Cr(OH) 3 + NaCl → NaCrO 2 + H 2 O 2Cr(OH) 3 → Cr 2 O 3 + H 2 O

e Muối Crôm

- các muối cromat va đicromat kim lọa kiềm đều tan trong nước như: NaCrO4,

K2Cr2O4, Na2Cr2O7, K2Cr2O7

- Còn các muối khác thì không tan như: BaCrO4, PdCrO4

- Trong các dung dịch muối sẽ có đồng thời ion Cr2O72- (màu da cam) và ion CrO4

2-(màu vàng) ở trangk thái cân bằng như sau:

Cr2O72- + H2O → 2CrO42- + 2H+

7.Ứng dụng của hợp chất Crôm

 Ôxít crom (III) (Cr2O3) là chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục

 Các muối crom nhuộm màu cho thủy tinh thành màu xanh lục của ngọc lục bảo

 Crom là thành phần tạo ra màu đỏ của hồng ngọc, vì thế nó được sử dụng trong sản xuấ hồng ngọc tổng hợp

 tạo ra màu vàng rực rỡ của thuốc nhuộm và sơn

 Là một chất xúc tác

 Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói

 Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da

 Dicromat kali (K2Cr2O7)là một thuốc thử hóa học, được sử dụng trong quá trình làm vệ sinh các thiết bị bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm cũng như trong vai trò của một tác nhân chuẩn độ Nó cũng được sử dụng làm thuốc cẩn màu (ổn định màu) cho các thuốc nhuộm vải

 Ôxít crom (IV) (CrO2) được sử dụng trong sản xuất băng từ, trong đó độ kháng

từ cao hơn so với các băng bằng ôxít sắt tạo ra hiệu suất tốt hơn

 Trong thiết bị khoan giếng như là chất chống ăn mòn

 Trong y học, như là chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dưới dạng clorua crom (III) hay picolinat crom (III) (CrCl3)

 Hexacacbonyl crom (Cr(CO)6) được sử dụng làm phụ gia cho xăng

 Borua crom (CrB) được sử dụng làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao

 Sulfat crom (III) (Cr2(SO4)3) được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni và mực cũng như trong quy trình mạ crom

II.Nguyên tố Molipden (Mo)

1 Trạng thái tự nhiên

-Molypden được tìm thấy ở dạng dấu vết trong

thực vật và động vật, mặc dù sự dư thừa

molypden thái quá có thể gây độc hại cho một

số động vật Molypden được Carl Wilhelm

Scheele phát hiện năm 1778 và lần đầu tiên

được Peter Jacob Hjelm cô lập năm 1781

- Người ta đã biết 35 đồng vị của molypden với

nguyên tử lượng trong khoảng từ 83 tới 117,

cũng như bốn đồng phân hạt nhân Bảy đồng vị có nguồn gốc tự nhiên, với nguyên tử lượng là 92, 94, 95, 96, 97, 98 và 100.Trong số này có 5 đồng vị ổn định (nguyên tử

lượng từ 94 tới 98) Tất cả các đồng vị không ổn định của molypden phân rã thành các đồng vị của niobi, tecneti, rutheni

-Molypden là nguyên tố phổ biến hàng thứ 42 trong vũ trụ và thứ 25 trong lòng đại dương của Trái Đất

2.Vị trí và cấu hình của Molipden trong bảng tuần hoàn hóa học

-Mo nằm ở ô thứ 42 hu kì 5 thuộc nhóm VIB trong bảng tuần hoàn

hóa học

-cấu hình của Molipden: [Kr] 5s1 4d5 .phân lớp d

Số electron trên vỏ điện tử

3 Tính chất vật lý

Tính chất vật lý

Trạng thái vật chất Chất rắn

Mật độ gần nhiệt độ phòng 10,28 g·cm−3

Mật độ ở thể lỏng khi đạt nhiệt độ nóng

chảy

9,33 g·cm−3

Nhiệt độ nóng chảy 2896 K, 2623 °C, 4753 °F

Nhiệt độ sôi 4912 K, 4639 °C, 8382 °F

Nhiệt lượng nóng chảy 37,48 kJ·mol−1

Nhiệt lượng bay hơi 598 kJ·mol−1

Nhiệt dung 24,06 J·mol−1·K−1

Áp suất hơi

at T (K) 2742 2994 3312 3707 4212 4879

Ở dạng kim loại nguyên chất, molypden có màu xám trắng bạc và rất cứng, mặc dù nó hơi mềm hơn vonfram Dạng bột màu xám sẫm hoặc đen, nó có điểm nóng chảy là 2.623

°C, cao hàng thứ sáu trong số các nguyên tố đã biết, và chỉ có cacbon cùng các kim loại như vonfram, rheni, osmi và tantali là có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, theo trật tự như trên đây.[3] Molypden bắt cháy ở nhiệt độ trên 600 °C.[10] Nó cũng có hệ số giãn nở nhiệt thấp nhất trong số các kim loại sử dụng ở quy mô thương mại

4 Cấu tạo nguyên tử và tính chất hóa học:

Tính chất nguyên tử Trạng thái ôxi hóa 6, 5, 4, 3, 2, 1[1], -1, -2 (Axít mạnh)

Độ âm điện 2,16 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa 1st: 684,3 kJ·mol−12nd: 1560 kJ·mol−13rd: 2618 kJ·mol−1

Bán kính cộng hoá trị 139 pm

Độ dài liên kết cộng hóa trị 154±5 pm

Molypden là một kim loại chuyển tiếp với độ âm điện 1,8 trên thang Pauling và nguyên

tử lượng 95,9 g/mol.[12] Nó không phản ứng với ôxy ,axit loãng, kiềm, hidro,amoniac, nước ở nhiệt độ phòng

- Phản ứng với axit:

Mo+4H2SO4 → H4[Mo(SO4)O4]+3SO4+2H2O Mo+2HNO3 → MoO3+2NO+H2O

- Phản ứng với bazo:

2Mo+4NaOH +3O2 → 2Na2MoO4+2H2O Mo+2KOH+KClO3 → K2MoO4+KCl+H2O

- Phản ứng với phi kim:

Mo+2S → MoS2

Mo+3F2→ MoF6

5 Ứng dụng của Molipden:

Khả năng của molypden trong việc chịu đựng được nhiệt độ cao mà không có sự giãn nở hay mềm đi đáng kể làm cho nó là hữu ích trong các ứng dụng có sức nóng mãnh liệt, bao gồm sản xuất các bộ phận của máy bay, tiếp điểm điện, động cơ công nghiệp và dây tóc đèn Molypden cũng được sử dụng trong các hợp kim vì khả năng chống ăn mòn cũng như khả năng hàn được khá cao của nó Phần lớn các hợp kim thép sức bền cao chứa khoảng 0,25% tới 8% molypden Mặc dù chỉ sử dụng ở những tỷ lệ thấp như vậy, nhưng trên 43.000 tấn molypden đã được sử dụng như là tác nhân tạo hợp kim mỗi năm trong sản xuất thép không gỉ, thép công cụ, gang cùng các siêu hợp kim chịu nhiệt

Do có trọng lượng riêng nhỏ hơn cùng giá cả ổn định hơn so với vonfram, nên molypden được bổ sung vào vị trí của vonfram Molypden có thể được bổ sung trong vai trò của cả tác nhân tạo hợp kim lẫn làm vật liệu phủ chịu nhiệt cho các kim loại khác Mặc dù điểm nóng chảy của nó là 2.623 °C, nhưng molypden nhanh chónh bị ôxi hóa ở nhiệt độ trên 760 °C, làm cho nó phù hợp tốt hơn để sử dụng trong môi trường chân không

Mo99 được sử dụng như là đồng vị phóng xạ gốc để tạo ra đồng vị phóng xạ Tc99, được sử dụng trong nhiều ứng dụng y học

6 Hơp chất của Molipden (Mo):

1)Hợp chất muối X(+2):molipden(II)axetat:

Tạo nên khi cho axetat tác dụng với Mo(CO2)6:

2Mo(CO 2 ) 6 +4CH 3 COOH → [Mo(CH 3 COO) 2 ] 2 +2H 2 O+2CO 2

2)Hợp chất X(+3):

a)Oxit:

Molipden(III)oxit: là chất bột màu đen , không tan trong nước nhưng tan trong

dung dịch HCl cho dung dịch màu đỏ chứa Mo3+:

Mo 2 O 3 +6HCl → 2MoCl 3 +3H 2 O

b)Molipden(III)hidroxit[Mo(OH) 3 ]:

Mo(OH)3 không tan trong nước và dung dịch axit loãng.được điều chế khi cho muối molipden(III) tác dụng với dung dịch kiềm:

c)Muối Mo 3+ :

Molipden triflorua là tinh thể màu hồng cấu tạo giống ReO3

MoCl3+3NaOH → Mo(OH)3+3NaCl MoBr3+3HF → MoF3+3HBr

Molipden triclorua là chất dạng tinh thể màu đỏ thẫm không tan trong nước:

MoCl5+H2 → MoCl3+2HCl Molipden trisunfua màu xám không tan trong nước và dung dịch axit loãng nhưng axit nitric đặc oxi hóa nó tạo thành khi cho các nguyên tố tác dụng trực tiết với nhau ở

1000oC:

2Mo+3S → Mo2S3

3)Hợp chất X(+4):

a)Molipden(IV)dioxit:

Molipden (IV)dioxit có màu tìm nâu phân hủy ở nhiệt độ cao.không phản ứng với nước,axit loãng.phản ứng được với axit nitric đặc,kiểm đặc ,dễ bị H2 khử và dễ bị clo hóa

và sunfua hóa:

MoO2+2HNO3 → MoO3+2NO2+H2O MoO2+2NaOH → Na2MoO3+H2O MoO2+H2 → Mo+2H2O

MoO2+2H2S → MoS2+2H2O

b)Molipden(IV)sunfua:

Molipdenrit màu lam xám, mềm, rờ thấy nhờn không tan trong nước ,không phản ứng với axitloãng,amoniac

molipdennit màu xanh lam ,mềm,rờ thấy nhờn,khó bay hơi.không phản ứng với

nước ,axit loãng,kiềm,amoniac,phản ứng với axit đặc là chất oxi hóa nước cường

thủy,hidro

MoS2+2H2 → Mo+2H2S 2MoS2+7O2 → 2MoO3+4SO2

MoS2+18HNO3 → MoO3+18NO2+2H2SO4+7H2O MoS2+2H2SO4 → MoO2+2S+2SO2+2H2O

3MoS2+18HNO3+12HCldac → 3H2[MoClO2]+18NO+6H2SO4+6H2O

c)Molipdentetrahalogenua:

Có nhiều phương pháp dể điều chế molipdenhalogenua:

MoO2+CCl4 → MoCl4+CO2

3)Hợp chấtX(+5)

Molipden(V)clorua là chất màu đen khi đun nóng thì thăng hoa và bị thủy phân Phản ứng được với nước, axit, kiềm, bị hidro khử và bị O2 oxi hóa:

MoCl5 → MoCl3 +Cl2

MoCl5+H2O → MoCl3O+2HCl MoCl5+HNO3 +2H2O → MoO3+NO2+5HCl 2MoCl5+5H2 → 2Mo+10HCl

MoCl5+5NaOH → MoO(OH)3+5NaOH+H2O

4)Hợp chất X(+6)

a)Oxit

Molipden(VI) oxit màu lục trở nên vàng khi bị nung nóng.không phản ứng với nước

Dễ bị axit nitric làm mất nước :

MoO3.H2O +HNO3 → MoO3+HNO3+2H2O Tan được trong axit đặc trừ axit nitric:

MoO3+H2SO4+H2O → H4[Mo(SO4)O4] b)Muối X(+6)

Molipden(VI) florua là chất rắn màu trắng chất lỏng không màu.dễ cháy ,dễ sôi.tan nhiều trong HF.có khả năng phản ứng với nước, kiềm, hidro,axit tạo phức floro

MoF6+3H2O → MoO3+6HF 2MoF6+H2 →2MoF5+2HF

MoF6+8NaOH → Na2MoO4+6NaF+4H2O MoF6+2H2O+2KF → K2[MoO2F4]+4HF

5)Điều chế

MoO3+3H2 → Mo+3H2O(650 → 1000 0c) 2MoCl5+5H2 → 2Mo+10HCl (ở 9000c) Mo(CO)6 → Mo+6CO (>1550c)

M(CO)6+3O2 → Mo+6CO2

- Ngoài ra còn có thêm môt số hơp chất như:

- Clorua molypden (II) MoCl2 (chất rắn màu vàng)

- Clorua molypden (III) MoCl3 (chất rắn màu đỏ sẫm)

- Clorua molypden (V) MoCl5 (chất rắn màu lục sẫm)

- Clorua molypden (VI) MoCl6 (chất rắn màu nâu)

7 Ứng dụng hợp chất Molipden:

- Disulfua molypden (MoS2) được sử dụng làm chất bôi trơn và tác nhân Nó tạo thành các màng mỏng trên bề mặt kim loại có khả năng chịu được nhiệt độ và áp suất cao Molypdat chì đồng ngưng tự cùng với cromat chì và sulfat chì là một chất màu vàng cam sáng, được sử dụng trong chế tạo gốm và chất dẻo.[25]Triôxít

molypden (MoO3) được dùng làm chất kết dính giữa men và kim loại.[6] Bột

molypden cũng đôi khi được dùng làm phân bón cho một số loài thực vật, chẳng hạn súp lơ.[10]

- Nó cũng được sử dụng trong các thiết bị phân tích NO, NO2, NOx tại các nhà máy điện để kiểm soát ô nhiễm Ở 350 °C, nó đóng vai trò của chất xúc tác cho

NO2/NOx để tạo ra chỉ các phân tử NO để có thể đọc ổn định bằng tia hồng ngoại

III.Nguyên tố Vonfram.

1 Trạng thái tự nhiên:

Là một kim loại chuyển tiếp có màu từ xám thép đến trắng, rất cứng và nặng, volfram được tìm thấy ở nhiều quặng bao gồm wolframit và scheelit

- Wolfram tự nhiên gồm 5 đồng vị với chu kỳ bán

rã đủ lâu nên chúng được xem là các đồng vị bền

Về mặt lý thuyết, tất cả 5 đồng vị có thể phân rã

thành các đồng vị của nguyên tố 72 (hafni)

bằng phân rã anpha, nhưng chỉ có 180W là được

quan sát[15] là có chu kỳ bán rã (1,8 ± 0,2)×1018 yr;

trung bình, nó có hai phân rã anpha của 180W trong một gram wolfram tự nhiên/năm.

[16] Các đồng vị tự nhiên khác chưa được quan sát phân rã, constraining their half-lives to be[16]

- 182W, T1/2 > 8.3×1018 năm

- 183W, T1/2 > 29×1018 năm

- 184W, T1/2 > 13×1018 năm

- 186W, T1/2 > 27×1018 năm

- 30 đồng vị phóng xạ nhân tạo khác của wolfram đã được miêu tả, đồng vị bền nhất

là 181W có chu kỳ bán rã 121,2 ngày, 185W là 75,1 ngày, 188W là 69,4 ngày, 178W là 21,6 ngày, và 187W là 23,72 giờ.[16] Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 3 giờ, và đá số trong đó có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 8 phút.[16] Wolfram

có 4 meta state, ổn định nhất là 179mW (T½ 6,4 phút)

2 Vị trí và cấu hình của Vonfram trong bảng tuần hoàn hóa học

-Vonfram này ở ô thứ 74 chu kì 6 nhóm VIB trong bảng tuần hoàn hóa học.

-cấu hình Vonfram : [Xe] 4f14 5d4 6s2[1]

- phân lớp d

- nguyên tử khối 183.85

Số electron trên vỏ điện tử

3 Tính chất vât lý

Tính chất nguyên tử Trạng thái ôxi hóa 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, -2

(Axít nhẹ)

Độ âm điện 2,36 (thang Pauling)

Năng lượng ion hóa 1st: 770 kJ·mol−1

2nd: 1700 kJ·mol−1

Bán kính cộng hoá trị 139 pm