tính chất của ái lực theo nhóm tuần hoàn

Đầu thế kỷ 20 chỉ khoảng 10 nguyên tố tự nhiên nữa được phát hiện dựa vào tính chất hóa học và khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó Đến thời kì Mendeleev không những ghép các nguyên tố

Trang 1

Tiểu Luận : Hóa Học I

Giáo Viên HD: Nguyễn Thị Thế

Nguyễn Xuân Trung

Lê Nam Phong

1

Trang 3

A Giới Thiệu TQ Về Bảng HTTH

I Lịch sử hình thành

II Một số khái niệm III.Ý nghĩa bảng tuần hoàn

3

Trang 4

Sự ghi chép và sắp xếp các nguyên tố đã có từ rất xa, từ thời cổ đại, đặt biệt là từ thế kỷ 18 đã có những bảng liệt kê gần hơn 15 nguyên tố

Phần lớn các nguyên tố được phát hiện trong thế kỷ 19 và được ghi chép một cách khoa học Đầu thế kỷ 20 chỉ khoảng 10 nguyên tố tự nhiên nữa được phát hiện dựa vào tính chất hóa học và khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó

Đến thời kì Mendeleev không những ghép các nguyên tố theo tính chất hóa học giống nhau mà sắp sếp theo KLNT tăng dần Lúc đó các nhà khoa học biết 63 nguyên tố Mãi đến năm 1869 mới sắp sếp sơ bộ và hoàn chỉnh năm 1871 sắp sếp theo chiểu ngang theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân Dựa vào qui luật đó đến nay người ta đã tìm được 118 nguyên

tố

I Lịch sử hình thành

4

Trang 5

II.Một Số Khái Niệm

1 Nguyên tắc sắp sếp -Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.

-Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một hàng.

-Các nguyên tố có số electron hoá trị như nhau được xếp thành một cột.

2 Cấu tạo của bảng hệ thống tuần hoàn

- Ô : Số thứ tự của ô bằng số hiệu nguyên tử và bằng số đơn vị điện tích hạt nhân bằng tổng số

electron của nguyên tử

5

Trang 6

II.Một Số Khái Niệm(Tiếp)

Ví Dụ : Ô trong bảng HTTH

6

Trang 7

3, Nhóm

* Định nghĩa: Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử

có cấu hình electron tương tự nhau , do đó có tính chất hoá học gần giống nhau và được xếp thành một cột Hiện tại có tổng cộng 18 nhóm, trong đó có

8 nhóm chính (1 - 2 và 13 - 18), 10 nhóm phụ 3 - 12 Trong mỗi nhóm, từ trên xuống dưới:số nguyên tử tăng,độ âm điên giảm,tính kim loại tăng

7

Trang 8

8

Trang 9

trong nhóm Lantan , chu kỳ 7 nhóm Actini

9

Trang 10

- Bán kính nguyên tửTrong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, năng lượng ion hoá giảm dần

10

Trang 11

III Ý nghĩa bảng tuần hoàn

- Tính kim loại – phi kim.

Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần.

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần.

- Độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử trong phân tử.

Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện c ủa các nguyên tử tăng dần.

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ

âm điện của các nguyên tử giảm dần.

11

Trang 12

Nguyên tử Độ âm điện theo Pauling Độ âm điện theo Mulliken

III Ý nghĩa bảng tuần hoàn(Tiếp)

Độ âm điện là một giá trị tương đối, thay đổi theo thang đo Sau đây

là một số giá trị độ âm điện của một số nguyên tử theo Pauling và

Mulliken

12

Trang 13

- Tính axit – bazơ của oxit và hiđroxit

Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng yếu dần, đồng thời tính axit của chúng mạnh dần

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng mạnh dần, đồng thời tính axit của chúng yếu dần

Nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các đơn chất, t hành phần và tính chất của các hợp chất của các nguyên tố khi xếp chúng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử là sự biến đổi tuần hoàn của số electron lớp ngoài cùng.

III Ý nghĩa bảng tuần hoàn(Tiếp)

13

Trang 14

B Giới Thiệu Về Nhóm 1,2,3,4,5,6,7,8(B)

14

Trang 15

I.Các nguyên tố nhóm IB

a Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm I

- Phân nhóm phụ IB gồm : đồng (Cu), bạc (Ag), vàng (Au).

- 18 electron ở lớp thứ 2 từ ngòai vào chưa hoàn toàn bền nên dễnhường các electron Vì thế mà phân nhóm phụ IB không những

có trạngthái +1, còn có +2 và +3 Đặc trưng nhất là Cu+2, Ag+1, Au+3

-Bán kính nguyên tử nhỏ nên electron khó mất nên là những kimloại kém hoạt động Không phân hủy nước, Hydroxyt là các bazơ yếu.

-Theo chiều Cu→Au tính kim loại giảm, khả năng tạo phức tăng.

15

Trang 16

b.CÁC NGUYÊN TỐ & THÔNG SỐ HÓA LÍ PHÂN NHÓM IB

B Giới Thiệu Về Nhóm 1,2,3,4,5,6,7,8(B)

16

Trang 17

B Giới Thiệu Về Nhóm1,2,3,4,5,6,7,8(B)

- Trạng thái tự nhiên Cu : đỏ, Ag : trắng, Au : vàng

- Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

- Dễ tạo hợp kim với nhau và hợp kim với kimloại khác nhất là đồng

- Dễ tạo hợp kim với Hg (Au, Ag, Cu).- Kém hoạt động hóa học, giảm dần từ Cu→Au

- Trong điều kiện thường : Au, Ag bền Cu tạo thành lớp CuO Trongkhông khí ẩm có CO2 tạo thành Cu(OH)2

Trang 18

B Giới Thiệu Về Nhóm1,2,3,4,5,6,7,8(B )

- Ag, Cu dễ tan trong các axít có tính Oxy hóa (HNO3), H2SO4 đặcnóng),

Au tan trong HCl đặc bão hòa Cl2 hoặc nước cường tan (1HNO3+3HCl) dotác dụng của Clo nguyên tử

- Cả 3 nguyên tố đều tan trong dung dịch Hyanue bazơ khi có mặtOxy

- Tất cả các hợp chất tan của Cu, Ag, Au đều độc hại

18

Trang 19

- Gồm kẽm (Zn), cadini (Cd), Thủy ngân (Hg)

- Có hai electron ở lớp ngoài cùng ns2 và số oxi hóa +2

- Tính kim loại kém hơn kim loại kiềm thổ

- Tính tạo phức tăng dần từ Zn đến Hg

I.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIB

a Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm IIB

19

Trang 20

b.CÁC NGUYÊN TỐ & THÔNG SỐ HÓA LÍ PHÂN NHÓM IIB

20

Trang 21

- Zn : trắng, hơi xanh ; Cd, Hg : màu trắng bạc, dễ nóng chảy, dễ bay hơi.

- Đều có khả năng tạo hợp kim Hợp kim của Hg gọi là hỗn hợp

- Bền với không khí khô, tác dụng với CO2 trong không khí ẩm

- Zd, Cd phản ứng với S nóng, Hg torng điều kiện thường tạo HgS

- Zn dễ tan trong axít HCl, H2SO4 loãng, Hg thì không

- Cả ba đều tan trong HNO3 loãng

- Zn có tính lưỡng tính tan cả trong axít và kiềm

- Trong thiên nhiên tồn tại dưới dạng quặng, riêng Hg tồnt ại dạng

Trang 22

III.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIIB

a, Đặc tính các nguyên tố nhóm IIIB

- Bao gồm Scandi (Sc), Ytri (Y), Lantan (La), Actini (Ac)

- Là những nguyên tố d đầu tiên trong các chu kỳ lớn

- Nhóm kim loại mạnh có trạng thái oxy hóa dương X(+3) tăng từ Sc đến Ac

- Trong thiên nhiên nó phân tán, khó tích ở trạng thái nguyên chất

22

Trang 23

b,Các nguyên tố và thông số hóa lí nhóm IIIB

23

Trang 24

- Là những kim loại màu trắng.

- Hoạt động hóa học thua kim loại kiềm và kiềm thổ

- Dễ tác dụng với axít loãng

- Với phi kim kém hoạt động khi nóng chảy tạo hợp chất kim loại

- Cacbua của nhóm IIIB giống CaC2

- Điều chế bằng điện phân clorua nóng chảy

c Tính chất của các nguyên tố phân nhóm IIIB

24

Trang 25

IV.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IVB a,Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm IVB

- Phân nhóm IVBgồm Titan (Ti), Ziconi (Zr), Hafni (Hf)

- Trạng thái oxi hóa đặc trưng là X(+4) tăng từ Ti → Hf

- Zr và Hf khó tách khỏi nhau

25

Trang 26

- Kim loại màu trắng bạc, khó nóng chảy, khó sôi.

- Dễ tạo hợp kim cứng

- Bền trong kh

- Ở nhiệt độ cao tạo EO2, EX4 (Halogen), ES2, EN, EC

- Dạng bột mịn : cháy ở nhiệt độ thường

- Bền với tác nhân ăn mòn và bền với axit

- Trong thiên nhiên thuộc loại phổ biến

- Điều chế bằng phương pháp nhiệt - kim loại ông khí vì tạo lớp EO2

c Tính chất của nguyên tố nhóm IVB

26

Trang 27

V.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VB

- Vanadi (V), Nioli (Nb), Tantan (Ta)

- Kim loại chuyển tiếp

- Số oxi hóa (+2, +3), đặc trưng (+5)

- Nb và Ta rất giống nhau nên khó tách

27

Trang 28

- Kim loại màu trắng và xám, khó nóng chảy, khó sôi.

- Đều tạo hợp kim với một số kim loại

- Nhiệt độ thường trở về mặt hóa học, tạo màng bảo vệ

- Nhiệt độ cao tác dụng với Clo, S, N, C, Si,

- Trong thiên nhiên trừ V còn Nb và ta là nguy6n tố hiếm

b, Tính chất của nguyên tố nhóm VB

28

Trang 29

VI.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIB

- Được gọi là phân nhóm Crom gồm : Crom(Cr), Molipden (Mo), Vonfram (W)

- Cấu hình Cr : [Ar] 3d54s1 ; Mo : [Kr] 4d55s1 ; W : [Xe] 4f145d46s2

- Crom có sdố oxy hóa đặc trưng là +3 Mo và Vonfram là +6 Ngòai ra còn

0, +1, +2, +3, +4, +5

- Tạo ra anion của poliaxit

29

Trang 30

b.CÁC NGUYÊN TỐ & THÔNG SỐ HÓA LÍ PHÂN NHÓM VIB

30

Trang 31

C, Tính Chất của các nguyên tố nhóm VIB

- Là những kim loại màu trắng bạc, có ánh kim

- Khối lượng riêng lớn, dẫn điện, dẫn nhiệt, khó nóng chảy, khó sôi

- Cả 3 khi lẫn tạp cấht trở nên cứng và dòn

- Dễ tạo hợp kim đối với Fe

- Mo ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật và động vật

- Nhiệt độ thường bền với không khí, hơi ẩm

- Ở nhiệt độ cao, dạng bột tác dụng với Oxy

- Điều kiện thường phản ứng với Clo

- Nhiệt độ cao tác dụng với phi kim N, C

- Nhiệt độ 600 + 8000C tác dụng với nước giải phóng Hydro

- Hòa tan ít trong axít, muốn hòa tan nhanh ta dùng hỗn hợp HNO3 và HF

31

Trang 32

c, Tính Chất của các nguyên tố nhóm VIB(Tiếp)

- Không tan trong dung dịch kiềm ở nhiệt độ thường nhưng tan trong hỗn hợp kiềm nóng chảy với Nitơrat hay Clorat

- Trong thiên nhiên là kim loại tương đối phổ biến dưới dạng khoáng vật quặng

- Cr điều chế bằng nhiệt nhôm Mo, W được điều chế bằng phương pháp khử

32

Trang 33

VII.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB

a, Đặc tính các nguyên tố nhóm VIIB

- Phân nhóm VIIB gồm : Mangan (Mn),Tecnexi (Te), Reni (Re)

- Có khả năng cho đi các electron để có trạng thái oxy hóa +2 đến +7

- Không có khả năng nhận electron

Trang 34

b.CÁC NGUYÊN TỐ & THÔNG SỐ HÓA LÍ PHÂN NHÓM VIIB

34

Trang 35

c, Tính Chất của các nguyên tố nhóm VIIB

- Kim loại trắng bạc, bột : màu xám, Mn giống Fe

- Thuộc dạng kim loại hoạt động, hoạt tính giảm từ Mn → Re

- Mn khi đun nóng tác dụng với O, S, N2, P,C, Si đặc biệt với halogen

- Re, Te kém hoạt động ở nhiệt độ cao mới phản ứng với O2, S, Halogen, không kết hợp với Nitơ

- Axít loãng phản ứng với Mn tạo muối

- Te, Re không tác dụng với axít (trừ HNO3 → HXO4)

- Mn được dùng làm hợp kim, Rn làm dây đốt điện, Te làm vật liệu lò nguyên tử

- Trong thiên nhiên tồn tại dưới dạng quặng

35

Trang 36

VI.CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

a, Nguyên tố & Thông số hóa lí các nguyên tố nhóm VIIIB

Trang 37

c, Tính Chất của các nguyên tố nhóm VIIB

- Là kim loại trắng xám hoặc trắng bạc, có tính sắt từ

- Hoạt tính trung bình giảm từ Fe → Ni, bột mịn có thể cháy

- Đun nóng bị Hal, Oxi, Lưu huỳnh oxi hóa

- Hòa tan trong axít loãng trong trạng thái đặc nguội bị thụ động

- Không phản ứng với kiềm

- Trong thiên nhiên dưới dạng quặng

37

Trang 38

C.TÍNH CHẤT CỦA ÁI LỰC THEO NHÓM TH

38

Trang 39

- Khái niệm: "Trong hóa học, ái lực điện tử là năng lượng được một nguyên tử, trung hoà điện tích và cô lập (ở thể khí), hấp thụ khi có một điện tử được thêm vào tạo thành khí ion có điện tích -1 điện tích nguyên tố Nó có giá trị âm khi năng lượng được nhả ra."

- Đa số các nguyên tố hoá học có ái lực điện tử âm Điều này nghĩa là chúng không cần nhận năng lượng để bắt điện tử; thay vào đó, chúng nhả ra năng lượng Nguyên tử càng có nhiều khả năng bắt thêm các điện tử có ái lực điện tử càng âm Clo là nguyên tố hoá học có ái lực điện tử mạnh

nhất; radon có ái lực điện tử yếu nhất

- Mặc dù ái lực điện tử biến đổi khá hỗn loạn trong bảng tuần hoàn, một số quy luật vẫn có thể được phá hiện Nói chung, phi kim có ái lực điện tử âm

hơn kim loại Tuy nhiên, các khí hiếm là ngoại lệ, chúng có ái lực điện tử dương

C.TÍNH CHẤT CỦA ÁI LỰC THEO NHÓM TH

39

Trang 40

Quy luật:

 Các nguyên tố nhóm 17 (flo, clo, brôm, iốt, và astatin) có xu hướng bắt điện

tử và tạo ra anion có điện tích bằng -1 điện tích nguyên tố Các khí hiếm trong nhóm 18 đã có đủ bộ tám, và do đó việc thêm một điện tử đòi hỏi năng lượng lớn, tuy nhiên vẫn có thể thực hiện được

 Các nguyên tố nhóm 2, bắt đầu từ berili và nhóm 12 bắt đầu từ thiếc cũng có

ái lực điện tử với giá trị dương vì chúng có vỏ s hay vỏ d đã điền đầy

 Các nguyên tố trong nhóm 15 có ái lực điện tử thấp và nitơ thậm chí có ái lực

điện tử với giá trị dương Lý do là các vỏ điện tử được điền một nửa cũng khá bền

 Ái lực điện tử có giá trị tăng lên trong cùng một hàng từ trái qua phải (do bán

kính các nguyên tử giảm dần, làm gia tăng sức hút từ hạt nhân, và số điện tử trong vỏ ngoài tăng dần, khiến nguyên tử cân bằng bền hơn) trong bảng tuần hoàn và giảm đi khi đi từ trên xuống trong cùng một nhóm (do bán kính các nguyên tử và số điện tử ở vỏ ngoài tăng lên, các điện tử đẩy lẫn nhau, làm giảm mức độ cân bằng của nguyên tử)

40

Trang 41

Ái lực điện tử không chỉ được định nghĩa cho các nguyên tố hoá học, mà còn áp dụng cho các phân tử Ví dụ, ái lực điện tử của benzen là dương, còn

của naphtalen là gần bằng 0 và của anthracen là dương Thí nghiệm in silico cho thấy ái lực điện tử của hexacyanobenzen mạnh hơn fulleren

+ Ái lực electron của nguyên tử là năng lượng tỏa ra hay hấp thụ khi một nguyên tử

ở trạng thái khí nhận một electron để trở thành một ion mang điện tích 1- cũng nằm ở trang thái đó Đó là hiệu ứng năng lượng của quá trình : A(khí)+e -> A- (khí)

+ Ái lực electron của một mol nguyên tử được tính bằng kJ/mol.

+ Người ta quy ước đặt dấu - cho ái lực electron khi có sự tỏa ra năng lượng ,dấu + khi có sự hấp thụ năng lượng từ bên ngoài

+Phần lớn các nguyên tố hóa học có ái lực E âm, nhưng các nguyên tố nhóm IIA, IIB và khí trơ có ái lực E dương.

+ Quy luật biến thiên ái lực E theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố hóa học không thật rõ rệt và nhất quán như các quy luật tìm thấy đối với độ âm điện và năng lượng ion hóa

41

Trang 42

 + Tuy nhiên ,cũng có thể rút ra một số nhận xét sau đây:

* Nhìn chung, các phi kim có ái lực E mang dấu âm với giá trị tuyệt đối lớn hơn kim loại Các Halogen có ái lực E âm với giá trị tuyệt đối lớn hơn ở các nguyên tố khác của bảng tuần hoàn, vì nhóm nguyên tố này dễ thu thêm E Khí hiếm có lớp E ngoài cùng bão hòa hoặc giả bão hòa, chúng khó thu thêm E nên có ái lực E dương

* Phần lớn trường hợp,trong một nhóm A chiều tăng hạt nhân ái lực E âm có giá trị tuyệt đối giảm dần

* Trong một chu kì, nhìn chung giá trị tuyệt đối của ái lực E âm tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

Nhưng các khí hiếm lại có ái lực E dương Vì giữa độ âm điện và ái lực E phải có liên quan mật thiết đến nhau, Muliken(Mulliken scale) đã sử dụng các giá trị ái lực E và năng lượng ion hóa để xây dựng thang độ âm điện mang tên ông.

+ Điều đáng chú ý là trong khi khái niệm độ âm điện thường dùng cho các nguyên tử thì

ái lực E lại còn được dùng cho cả các phân tử Chẳng hạn, người ta đưa ra ái lực E dương cho Benzen, Antraxen, gần bằng 0 cho phân tử Naphtalen Vì thế, ái lực E được dùng để giải thích khả năng phản ứng của nhiều chất hữu cơ.

42

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	0,91 MB